1、第2章 链路上的数据传输技术,2.1 数据通信方式 2.2 基带传输与宽带传输 2.3 信道多路复用技术 2.4 数据的可靠传输 2.5 流量控制与滑动窗口协议 2.6 高级数据链路控制协议HDLC,计算机网络,2.1 数据通信方式,1)并行方式/串行方式。并行方式：按字节传输，主要用于近距离，速度快； 。串行方式：按位传输，适合于远距离，传输率低； 2)单工/半双工/全双工方式 。单工通信：只支持数据在一个方向上传输，如无线电广播和电视广播等；。半双工通信：允许数据在两个方向上传输，但在同一时刻，只允许数据在一个方向上传输；。全双工通信允许数据同时在两个方向上传输，即通信双方可同时发送和接收
2、数据。,计算机网络,2.2 基带传输与宽带传输*,1)基带传输(数字传输)-在数字通信信道上能直接传送基带信号的方法。基带传输不需对信号调制与解调，适合短距离的数据传输； 。基带信号：信源发出无需经过调制的原始电信号； 3)频带传输(模拟传输)-将基带信号调制成具有较高频率范围的频带信号，再在模拟信道中进行传输的方式，称频带传输。(远距离) 2)宽带传输-借助频带传输，将链路容量分解成多个信道，分别传输不同信号(音/视/数字)的传输称宽带传输。主要宽带技术数字用户线(DSL：ADSL/HDSL/VDSL),计算机网络,2.3 信道的多路复用技术,2.3.1 基本概念多路复用指两个或多个用户共享
3、一物理信道的传输技术。信道多路复用技术指在同一传输介质上“同时”传送多路信号的技术。信道多路复用的作用提高信道利用率，使多个终端能共享一条物理信道。多路复用常用设备(MUX).多路复用器:完成多个低带宽信号复合成一个高带宽信号；.多路分配器:完成把高带宽信号分解为多个低带宽信号。,计算机网络,2.3.2 多路复用技术分类,1)频分多路复用(FDM)在一条通信线路上设置多个信道，每路信道的信号以不同的载波频率进行调制。 2)时分多路复用(TDM)以信道传输时间作为分割对象，通过多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现3)光波多路复用(WDM) 利用不同频率光波信号的合成与分解来实现。4)码分多路
4、复用(CDMA) 基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重叠。主要用于无线通信。,计算机网络,2.4 数据的可靠传输,2.4.1 差错产生的原因与基本对策1)信号在传输中产生错误的原因衰减、延迟变形、噪声干扰。2)数据通信中的差错对策。提高信道质量；。提高数据的稳健性；。采用合适的差错控制协议。3)差错检验。实现机理：在接收端对错误进行检验，出错重传；。常用方法：算术校验和、奇偶校验、循环冗余校验。,计算机网络,(1)循环冗余效验(Cyclic Redundant Check),CRC检查就是在每个数据帧中加入一检查序列，用来在发送 和接收端比较帧的正确与否。如数据有
5、误，则再次发送。实现原 理是对数据帧进行多项式计算，并将所得结果附在帧后面，接收 设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确和完整。 循环冗余校验码 CRC码由两部分组成，前部分是信息码（需校验信息）,后部分为校验码，其编码规则为： 首先确定CRC码的生成多项式g(x)； 将原信息码左移r位(r多项式g(x)位数1)； 用g(x)模2除信息码左移后的式子，得到的结果余数就是校验码。, 循环冗余检验码的计算,计算机网络,例已知:信息码:110011 信息多项式:K(X)=X5+X4+X+1 生成码:11001 生成多项式:G(X)=X4+X3+1(r=4) 求:循环冗余码和码字。解：1)信息码1
6、10011左移4位后对应的码是1100110000； 2)用1100110000 除以11001(生成码）(按模2除法)； 得到结果是：1001(循环冗余码)，码字就是：1100111001。 标准的CRC码是CRC-CCITT和CRC-16，其生成多项式是： 。CRC-CCITT=x16+x12+x5+1 。CRC-16=x16+x15+x2+1,2.4.2 差错控制,差错控制是在接收方检测出帧或分组错误后采取的 补救措施，是建立在应答与重传技术之上。应答接收方对发送数据的确认反馈，具体有: 。正向应答ACK：接收方校验帧正确,给发送方确认；。负向应答NAK：接收方校验帧受损,给发送方确认；
7、 。双向应答：帧正确,发ACK；帧受损,发NAK。无应答：不管收到帧是否正确,都不发送应答。重传发送方根据应答，重新传输一次受损帧。目前差错控制技术广泛应用的是被称为自动重复请求ARQ(Automatic Request for Repeat)技术，具体方法分停等ARQ和连续ARQ。,计算机网络,1)等停ARQ,特点是发送端发送一帧，须停下等待接收端对该帧 的应答，在收到接收端的应答帧后，发送端再发送下一 帧。需解决问题：等待超时重发，应答丢失重发。,计算机网络,3.4.2 连续ARQ(回退N帧协议 ),连续ARQ是在发完一个数据帧后不在等待,而是连续 的发送若干个数据帧，对于出错的帧采用回退
8、N帧ARQ和 选择性重传ARQ两种方法加以处理。 回退N帧ARQ特点是如一帧丢失或破坏，从最近一次得到应答的数据帧开始对后面的所有帧进行重传。 选择性重传ARQ特点是只对出差错的数据帧或定时器超时的数据帧进行重发。,2)连续ARQ,计算机网络,ARQ示意图,回退N帧ARQ,选择性重传ARQ,计算机网络,2.5 流量控制与滑动窗口协议,流量控制是一种协调收、发之间工作步调的控制技 术，是解决数据在远距离传输时出现的数据丢失问题。 2.5.1 流量控制及其基本策略1)拥塞与死锁。拥塞：就是当网上数据量增加到一定程度时，网络的吞吐量下降，这个现象称为“拥塞”。死锁：当通信量急剧增加时，丢弃的数据帧不
9、断增加，从而引起大量重发，最终引起“死锁”。,计算机网络,2)流量控制的基本策略。增加用户可用资源。限制用户资源需求,2.5.2 滑动窗口协议,滑动窗口协议典型的流量控制技术，原理是利用窗 口技术实现发、收两方的发/收流量。窗口是发/收双方 自建的缓冲区，用于存储各自的数据帧。 实现原理：。发送方只能发送落在发送窗口内的数据帧，接收方也只能接收落在接收窗口内的数据帧。当数据被发送或被接收后，窗口上、下边界进行移动，以此保证窗口大小不变。,计算机网络,滑动窗口边界与ARQ,发送窗边界:。上界表示已发送帧的序号；。下界表示未得到确认帧序号； 接收窗边界:。上界表示已接收帧的序号；。下界表示待接收帧
10、的序号。 停等协议：发送和接收窗口=1(1比特滑动窗口)； 后退n协议：发窗口1，接收窗口1； 选择重传协议：发送窗口1,接收窗口1。,计算机网络,窗口序号04，实际大小5,发送窗口工作原理示意图,计算机网络,接收窗口工作原理示意图,计算机网络,2.6 高级数据链路控制协议HDLC,2.6.1 数据链路。链路(link)：是指一条中间没有任何节点且无源的节点到节点的物理线路。数据链路(data link)：在普通链路上(物理线路)加载通信协议后形成的链路称数据链路。,计算机网络,2.6.2 数据链路连接的管理方式,数据链路的连接管理方式有面向连接服务和无连 接服务两种。面向连接服务 两点通信前
11、先建立连接，且发送的每一帧都需被接收方确认，发送方在收到确认帧后方能发下一帧，通信完毕释放链路。无连接服务 特点为发送前不需建立连接，源主机可在任何时候发送。无连接服务有两种形式：无确认无连接服务和有确认无连接服务，前者不需确认发送帧，后者需对发送帧进行确认。,计算机网络,2.6.3 高级数据链路控制协议HDLC,HDLC 是基于的一种数据链路层协议，是面向比特的同步通信协议，主要为全双工点对点操作提供完整的数据透明度，协议采用位填充的成帧技术，以滑动窗口技术进行流量控制。 HDLC帧格式, HDLC的帧类型。信息帧：在链路上传送的数据，并封装OSI体系的高层； 。管理帧：用于实现流量控制和差
12、错恢复功能； 。无编号帧：提供链路的初始化和终止操作。,计算机网络,2.6.4 HDLC的配置和数据传输工作方式,为适应不同配置的数据传输方式，HDLC定义了三种通信站、两 种链路配置和三种数据传输方式。 通信站主站、次站、复合站； 链路配置非平衡配置型: 适用点到点、点到多点的通信;平衡配置: 适用于点到点的通信. 数据传输方式正常响应方式、异步响应方式 、异步平衡模式。正常响应方式：用于不平衡配置。传输过程由主站启动，负责管理整个链路，且具有轮询、选择从站及向从站发送命令的权利。 异步平衡方式：用于平衡配置。允许任何节点来启动传输，可以避免轮询的开销。 异步响应方式：用于不平衡配置。由从站启动，控制超时和重发。,计算机网络,小 结,。源节点与目标节点之间的交互方式(单工/半双工/全双工) 。数据的传输方式（并行、串行） 。串行通信中的同步控制(位同步、字符同步、帧同步) 。基带信号、频带信号；基带传输、宽带传输 。信道的主要性能参数(传输速率、信道带宽、信道容量) 。信道的多路复用技术 。差错控制、差错控制协议（等停/连续ARQ ） 。滑动窗口协议 。高级数据链路控制协议HDLC,计算机网络,
