自考“网络技术”复习资料（5）

数据链路控制要实现的主要功能有：

把数据组织成一窍不通大小的数据块——帧。以帧为单位发送、接收、校验和应答。

对发送数据的速率必须进行控制，以免发送过快，使得接收站来不及处理而丢失数据，这个功能叫流控。

接收站对收到的数据帧必须进行检验，如发现差错，则必须重传，这个功能叫做差错控制。

发送站和接收站之间必须通过某种形式的对话来建立、维护和终止一批数据的传输过程，即对数据链路进行管理。

5.1 链路配置和控制

由两个直接相连的站组成的数据链路叫做点对点链路。如果一条线路上连接了两个以上的站则叫多点链路。

计算机负责链路的控制，称为主站，各个终端对计算机发出的命令给予响应，因而叫做从站。通信链路上只能有一个主站，可以有多个从站。

一次数据传送过程是由三个阶段组成：第一个阶段是建立连接的阶段；第二个阶段是数据传送阶段；最后一个阶段是拆除连接阶段。

多点链路的控制分成两种情况：所有的站都是对等的，没有主从之分；有主从之分，并且通信总是在主站和次之间进行。

数据传送过程由四个阶段组成： T 1 为主站发送选择信号（ SEL ）和次站处理选择信号的时间； T 2 为次站发送应答信号和主站处理应答信号的时间； T 3 为主站发达数据和次站接收校验的时间； T 4 为次站把对数据的应答发送回主站的时间。

快速选择：主站把选择信号和数据一起发送。次站给予一个总的应答信号。这样要省去了一次应答时间，这种技术用在主站频繁地发送简短消息的情况。

5.2 流量控制

流量控制是一种协调发送站和接收站工作步调的技术，其目的是避免发送速度过快，使得接收站来不及处理而丢失数据。

最简单的流控协议是停等协议。帧在源和目的之间的流动是由接收器控制的。

帧从 S1 到达 S2 的时间为： T F =t p +t f t p 为传播延迟， t f 为发送一帧的时间（称一帧时）

完成一帧传输和应答的时间间隔为： T FA =T F +T A =2t p +t f

线路的利用率为： E= t f / 2t p +t f

设 a = t p / t f 则 E=1/（2a+1）

4 .由于线路传播延迟是线路长度 d 和信号传播速度 v 的比，而一帧时的帧长 L 和数据速率 R 的比，即 t p =d/v t f =L/R

则 a = t p / t f = d/v/ L/R = Rd/v/L

式中 Rd/v 的单位为比特，其物理意义是线路是能容纳的最大比特数，亦即线路的比特长度，宏观世界是由线路的物理特性决定的，因而 a 可理解为线路的比特长和帧长的比。

局域网上利用简单的停等协议时，效率要高得多。简单的信等协议在某些情况下（信道的帧计数长度小）可以提供高的信道利用率，在另外一些情况下（信道的帧计数长度大）则不够理想。

滑动窗口的主要思想是允许连续发送多个帧而无需等待应答。如果帧编号字段为 k 位，则帧编号的取得范围为 0 ~ 2 k -1 ，相应地，窗口的大小 W 不能大于2 k -1。

7 .从一个帧开始发送到该帧的应答信号返回发送器的总时间为 2 a +1 。故而线路的利用率： E=W/ （ 2a+1 ）

W=1 相当于停等协议， W=7 适用于局域网和电信网络的情况， W=127 可用于

卫星信道。

全双工线路进行双向通信的民政部下，应答信号可以放在反向发送（ S2 到 S1 ）的数据帧中，这种技术称为“捎带”。

5.3 差错控制

差错控制是检测和纠正传输错误的机制。通常应付传输差错的办法如下：

肯定应答；继续发送后续帧（停等 ARQ ）

否定应答重发；复发出错帧（后退 N 帧 ARQ ）

没有应答；超时重发（选择性 ARQ ）。

重发技术的思想是利用差错检测技术（例如 CRC ）自动地对丢失帧和错误帧请求重发，因而叫 ARQ （ Automatic Repeat reQuest ）技术。三种 ARQ 技术：停等 ARQ ；后退 N 帧 ARQ ；选择性 ARQ .

特点：（ 1 ）停等 ARQ 协议，帧编号字段长度为 1 bit .为实现停等 ARQ 协议，发送站必须有一个计时器。（ 2 ）后退 N 帧协议：发送站按照窗口中的帧编号顺序地连续发送帧，窗口大小保持为 W ；接收站的窗口大小为 1 .（ 3 ）选择性 ARQ 协议：当窗口大小为帧编号数的一半时就可达到这个效果，所以，采用选择性 ARQ 协议时窗口的最大值应为帧编号的一半。 （ 选择、填空 ）

2 .假定帧出错的概率为 P ，则停等协议的最大效率： E= （ 1 — P ） / （ 2a+1 ）

5.4 HDLC 协议

数据链路控制协议（或规程）可分为两大类：面向字符的协议和面向比特的协议。面向字符的协议以字符作为传输的基本单位，并用 10 个专用的字符控制传输过程。面向比特的协议以比特作为传输的基本单位，它的传输效率高。

HDLC 协议的全称是高级数据链路控制协议（ High Level Data LinkControl ）。

HDLC 定义了三种类型的站、两种链路配置和三种传输方式。（ 3-2-3 ）

三种类型的站：主站、从站、复合站。

两种链路配置：不平衡配置：适应于点对点和多点线路，支持全双工或半双工传输；平衡配置：仅用于点对线路，支持全双工或半双工传输。

三种数据传输方式：正常响应方式（ NRM ）：适应于不平衡配置；异步平衡方式（ ABM ）：适用于平衡配置；异步响应方式（ ARM ）：适用于不平衡配置。

HDLC 帧由 6 个域组成。以两端的标志域（ F ）作为帧的边界，在信息域（ INFO ）前面的三个域（ F 、 A 、 C ）叫做帧头，信息域后面的两个域（ FCS 和 F ）叫做帧尾，信息域中包含了传输的数据。（ P98 图 5.11 ）

HDLC 用一种特殊的位模式 01111110 作为标志以确定帧的边界。同一个标志既可以作为前一帧的结束，也可作为后一帧的开始。

标志域 F ：由于帧中间出现位模式 01111110 时，也会被当做标志，从而破坏帧的同步。为了避免这种错误的出现，要使用位填充的技术，即发送器在发送的数据比特序列中一旦发现 5 个 1 ，则在其后插入一个 0 .这样就保证了传输的数据比特序列中不会出现和帧标志相同的位模式。接收器则进行相反的操作：在接收的比特序列中如果发现 5 个 1 的序列，则检查第 6 位，若第 6 位为 0 则删除之；若第 6 位为 1 且第 7 位为 0 ，则认为是检测到帧尾的标志域；若第 6 位和第 7 位都是 1 ，则认为是发送站的停止信号。（填空、选择、简答）

地址域 A ：用于于标识从站的地址，全为 1 的 8 位组（ 11111111 ）表示广播地址。

控制域 C ： HDLC 定义了三种帧，可根据控制域的格式区分之。信息帧（ I 帧）装载着要传送宾数据，此外还捎带着流量控制和差错控制的信号。管理帧（ S 帧）用于提供实现 ARQ 的控制信息。无编号帧（ U 帧）提供各种链路控制功能

信息帧（ I 帧）：信息帧除承载用户数据之外还包含一个 P/F 位，在主站发出的命令为 I 帧中的一位表示 P 即询问（ Poll ），在从站发出的响应帧中这一位是 F 位，即终止位（ Final ）。在正常响应方式（ NRM ）下，主站发出的 I 格式命令帧中 P/F 位置 1 ，表示该帧是询问帧，允许从站发送数据，从站响应主站的询问，可以发送一串响应帧，其中仅最后一个响应帧的 P/F 位置 1。

见 P103 图 5.14（b）