网络各层的功能课件.ppt

1、本章主要内容本章主要内容:网络各层的功能网络各层的功能几个重要的协议几个重要的协议概述概述本本 章章 重重 点点网络的层次结构网络的层次结构协议标准协议标准开放系统互连参考模型以及开放系统互连参考模型以及ISO各层协议的功能各层协议的功能介绍常用的网络协议介绍常用的网络协议概概 述述 网络涉及系统间的通信，通信必然涉及系统的连接，只有网络涉及系统间的通信，通信必然涉及系统的连接，只有遵守共同的约定才能实现连接并完成网络所规定的通信任遵守共同的约定才能实现连接并完成网络所规定的通信任务。本节从网络的分层结构引出网络的体系结构概念，提出务。本节从网络的分层结构引出网络的体系结构概念，提出网络结构的

2、互连参考模型，并进一步探讨有关网络的协议及网络结构的互连参考模型，并进一步探讨有关网络的协议及其标准制定的一系列问题。其标准制定的一系列问题。一、协议一、协议概概 述述协议协议是通信双方为了正确完成通信所规定的双方必须是通信双方为了正确完成通信所规定的双方必须遵守的规约遵守的规约 ；协议分成许多协议分成许多层次层次 ；把某种协议的分层结构称为协议的把某种协议的分层结构称为协议的体系结构体系结构 ；IBM公司公司1974年推出的体系结构年推出的体系结构SNA ；ARPA采用采用TCP/IP体系结构体系结构 ；OSI就是一个协议的标准就是一个协议的标准 。二、协议的分层结构二、协议的分层结构PDU

3、SAPAATTNNDDPhPh物 理 媒 体图2-2 网络的分层虚通信实通信 （1）分层）分层 从网络通信原理的从网络通信原理的角度可以把网络分为五角度可以把网络分为五层即应用层（层即应用层（A）、传）、传输层（输层（T）、网络层）、网络层（N）、链路层（）、链路层（D）和）和物理层（物理层（Ph），如图），如图2-2 所示。所示。概概 述述（2）分层的基本概念）分层的基本概念概概 述述一般各对等层的协议完成各层间的通信。一般各对等层的协议完成各层间的通信。 所有层间所有层间(包括物理层包括物理层)的通信都是的通信都是虚通信虚通信 。只有物理媒体中实现的是只有物理媒体中实现的是实通信实通信 。

4、各层间虚通信完成各层间各层间虚通信完成各层间协议数据单元协议数据单元（ Protocol Data Unit,PDU）的传输）的传输,如如TPDU(Transmission PDU)和和NPDU(Network PDU)等。等。上层靠下层的服务才能使通信完成上层靠下层的服务才能使通信完成 服务通过层间的服务通过层间的服务访问点服务访问点（Service Access Point, SAP,如如TSAP、NSAP等）作为接口等）作为接口 。（3）对等层的通信）对等层的通信 在对等层间的虚通信有两种在对等层间的虚通信有两种方式：方式：一种是一种是面向连接面向连接的方式的方式 ，另一，另一种是种是无

5、连接无连接的方式的方式 。 各层协议数据单元是有结构各层协议数据单元是有结构的的 要传输的报文进入第要传输的报文进入第n层后，层后，要加上该层相应的报头信息，有要加上该层相应的报头信息，有的层（链路层）还同时加上尾部的层（链路层）还同时加上尾部信息，这些都是用来进行通信控信息，这些都是用来进行通信控制的。制的。 MMH4 MH3 H4 MH4 MH3 H4 MH2H3 H4 M T2H2H3 H4 M T2物物 理理 媒媒 体体图图2-3 协议数据单元的传输协议数据单元的传输应用层应用层PDU传输层传输层PDU网络层网络层PDU链路层链路层PDU终端终端A终端终端B概概 述述（4）层间的服务）

6、层间的服务 传输层把应用层传输层把应用层PDU(M)加上传输层的报头信息加上传输层的报头信息H4传送传送给网络层给网络层 ； 网络层把应用层的网络层把应用层的PDU以及所加上的以及所加上的H4看作是传输层看作是传输层PDU，并进一步加上网络层的报头，并进一步加上网络层的报头H3传送给链路层传送给链路层 ； 链路层加上报头信息链路层加上报头信息H2以及报尾信息以及报尾信息T2组成一帧信息组成一帧信息通过物理层作为通过物理层作为2进制代码在物理通路中传输进制代码在物理通路中传输 ，这里描述，这里描述的是的是A终端的过程，在终端的过程，在B终端一方，恰好执行相反的服务过终端一方，恰好执行相反的服务过

7、程程 。在在A方是方是“打包打包”的过程，在的过程，在B方是方是“拆包拆包”的过程的过程 。概概 述述三、三、 协议标准协议标准 OSI参考模型采用了七参考模型采用了七层体系结构层体系结构 如下：如下：概概 述述 国际标准化组织国际标准化组织ISO于于1977年成立专门年成立专门机构制定了一个网络体系结构的标准即著机构制定了一个网络体系结构的标准即著名的开放系统互连基本参考模型（名的开放系统互连基本参考模型（Open Systems Interconnection Reference Model，OSI/RM） 四、标准化组织四、标准化组织（1）ISO（2）IEEE（3）ITU概概 述述（4）

8、IETF 因特网工程任务组（因特网工程任务组（InternetEngineeringTaskForce，IETF）是因）是因特网协会（特网协会（InternetSociety，ISOC）的下属机构，是一个由志愿人员）的下属机构，是一个由志愿人员组成的开放式技术团体，负责组成的开放式技术团体，负责Internet运行的技术支持，关注运行的技术支持，关注Internet的技术性问题，促进的技术性问题，促进Internet标准制定过程中的国际合作。标准制定过程中的国际合作。（5）EIA 电子工业协会（电子工业协会（ElectronicIndustriesAssociation，EIA）是美国电）是美

9、国电子工业界的组织，主要从事与子工业界的组织，主要从事与OSI模型中物理层有关的标准制定工作，模型中物理层有关的标准制定工作，其其RS-232C是一个应用于是一个应用于DTE与与DCE之间的串行接口标准。通信工业之间的串行接口标准。通信工业协会（协会（TelecommunicationsIndustryAssociation，TIA）是）是EIA内部独内部独立机构，负责通信和综合布线的标准制定。立机构，负责通信和综合布线的标准制定。概概 述述一、一、 物理层物理层物理层是七层协议最底层物理层是七层协议最底层 ；物理层向链路层提供面向连接的服务；物理层向链路层提供面向连接的服务；物理层屏蔽物理设

10、备的差异物理层屏蔽物理设备的差异 ；物理层的功能是在物理层的功能是在 DTE 和和 DCE 之间，为传输比特流所之间，为传输比特流所需的物理层需的物理层连接的激活连接的激活、保持和去除保持和去除提供提供机械的机械的、电电气的气的、功能性功能性和和规程性规程性的手段的手段 ；物理层局限自己的范围是在物理层局限自己的范围是在 DTE 与与 DCE 之间的接口之间的接口 ；（1）物理层的接口）物理层的接口 接口可以概括为物理层的四个特性：接口可以概括为物理层的四个特性：机械特性、电气特性、功机械特性、电气特性、功能特性和规程特性能特性和规程特性 。 机械特性就是对机械特性就是对 DTE 与与 DCE

11、 之间进行物理连接时接插件的规之间进行物理连接时接插件的规格定义格定义 ；电气特性描述接口的电气连接电气特性描述接口的电气连接 ；功能特性用来说明某条线上出现的某一电平的意义功能特性用来说明某条线上出现的某一电平的意义 ；规程特性用来说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序规程特性用来说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序 。二、链路层二、链路层（1）基本概念）基本概念链路层研究如何在两个结点之间可靠地传输数据链路层研究如何在两个结点之间可靠地传输数据 链路层要把二进制比特流有效地组织成链路层链路层要把二进制比特流有效地组织成链路层协议数据单元协议数据单元（Datalink,DPDU）帧帧

12、要进行要进行差错控制和流量控制差错控制和流量控制 要进行要进行链路管理链路管理 链路层向网络层提供链路层向网络层提供面向连接的服务面向连接的服务 链路层的功能是在相邻的结点之间可靠地传输帧协议数据单元链路层的功能是在相邻的结点之间可靠地传输帧协议数据单元 链路层使物理电路变成了一条无差错的电路链路层使物理电路变成了一条无差错的电路 （2）链路层协议分类）链路层协议分类主要有两类：主要有两类：面向字符型面向字符型 面向比特型面向比特型 面向字符型面向字符型协议是由协议是由 IBM 公司在公司在 60 年代初提出的年代初提出的二进制同步通信控制规程二进制同步通信控制规程 BSC 面向比特型面向比特

13、型协议也是由协议也是由 IBM 公司在公司在 1969 年提出的年提出的同步数据链路控制规程同步数据链路控制规程 SDLC （3）流量控制与差错控制）流量控制与差错控制 不论是发送站还是接收站，都必须开辟一定容量的不论是发送站还是接收站，都必须开辟一定容量的缓冲区。缓冲区。 主机因为忙，来不及对数据进行处理时，这些数据必须在缓主机因为忙，来不及对数据进行处理时，这些数据必须在缓冲区暂存冲区暂存 。显然缓冲区是通信系统的显然缓冲区是通信系统的资源资源 。为了保证无差错传输，在链路层必须进行流量控制为了保证无差错传输，在链路层必须进行流量控制 。否则，当接收缓冲区满时，还有数据从发送方传输过来，就

14、否则，当接收缓冲区满时，还有数据从发送方传输过来，就会使缓冲区中还来不及处理的数据丢失会使缓冲区中还来不及处理的数据丢失 。在高层，也有流量控制的任务在高层，也有流量控制的任务 。链路层流量控制有两种方法：链路层流量控制有两种方法：A、停等协议、停等协议B、滑动窗口协议、滑动窗口协议 停止等待协议停止等待协议 (2.7 滑动窗口滑动窗口)B、滑动窗口协议、滑动窗口协议 发送窗口是若干序列号的组合。开始时，集合为空集，窗口尺寸为发送窗口是若干序列号的组合。开始时，集合为空集，窗口尺寸为0，每当发送一，每当发送一帧，窗口上限向前滑动一步；每当接收一帧，窗口下限向前滑动一步。当窗口上帧，窗口上限向前

15、滑动一步；每当接收一帧，窗口下限向前滑动一步。当窗口上下限之差为窗口最大尺寸时，发送端不再发送任何新的帧。这样，序号包含在发下限之差为窗口最大尺寸时，发送端不再发送任何新的帧。这样，序号包含在发送窗口内的帧为已发送出去的帧，但尚未收到响应帧。对于接收窗口，则只是序送窗口内的帧为已发送出去的帧，但尚未收到响应帧。对于接收窗口，则只是序号落在窗口内的帧才能被接收端接收，接收窗口的大小始终不变，仅当一个窗口号落在窗口内的帧才能被接收端接收，接收窗口的大小始终不变，仅当一个窗口所包含的帧都收到后，接收窗口才向前滑动一个窗口大小的位置。如图所包含的帧都收到后，接收窗口才向前滑动一个窗口大小的位置。如图2

16、所示，所示，W=4。三、网络层三、网络层（1）基本概念）基本概念网络层对整个通信子网进行管理和控制网络层对整个通信子网进行管理和控制 。网络层考虑如何把端结点的信息网络层考虑如何把端结点的信息通过通过若干个中间结点正确传送到另一若干个中间结点正确传送到另一个端结点。个端结点。一般要采用一般要采用分组交换分组交换的方法的方法 。分组信息究竟通过哪些结点才能较快地传输，这就是分组信息究竟通过哪些结点才能较快地传输，这就是路由选择路由选择问题问题网络层对网络上传输的信息进行整体的控制，也就是全网的流量控制。网络层对网络上传输的信息进行整体的控制，也就是全网的流量控制。当某处发生当某处发生拥塞拥塞时要

17、及时加以解决。时要及时加以解决。（2）网络层的服务）网络层的服务 网络层向传输层提供服务网络层向传输层提供服务 两种服务方式：两种服务方式：面向连接和不连接面向连接和不连接 网络层的功能和作用是在通信端结点之间可靠地传输分网络层的功能和作用是在通信端结点之间可靠地传输分组组 面向连接的服务面向连接的服务虚电路虚电路 无连接的服务无连接的服务数据报数据报 1）数据报服务）数据报服务 图1-11分组交换示意图 H1 H2 IMP1 IMP2 IMP5 IMP3 IMP4 P1 P1 P1 P2 P2 ACK ACK ACK 分组传输方向 分组传输方向 把报文分成包后，各个包可以分别寻找不同的路由，

18、通过不同的链把报文分成包后，各个包可以分别寻找不同的路由，通过不同的链路到达目的端路到达目的端 。数据报方式的特点数据报方式的特点由于包的传输没有延迟，实时性好由于包的传输没有延迟，实时性好 ；数据报方式每个分组都应携带着足够的地址信息数据报方式每个分组都应携带着足够的地址信息 ，寻找，寻找路由灵活路由灵活 ；分组本身信息量花销大分组本身信息量花销大 ；分组走了不同的路径分组走了不同的路径 ；各分组到达目的端的时间可能不按序，所以在目的端要进各分组到达目的端的时间可能不按序，所以在目的端要进行排序行排序 ；一般在数据信息量比较少时使用数据报方式，可以提高传一般在数据信息量比较少时使用数据报方式

19、，可以提高传输效率输效率 。2）虚电路服务）虚电路服务 在传输前，发送端先进行在传输前，发送端先进行虚呼叫虚呼叫 (VC)，与接收端进行，与接收端进行虚电路的建立虚电路的建立 。虚电路虚电路建好后，把报文的所有分组建好后，把报文的所有分组按照分组序号按照分组序号顺序发往目的端，由顺序发往目的端，由中间结点进行存储转发中间结点进行存储转发 。到达目的结点后，重新组装报文送给主机到达目的结点后，重新组装报文送给主机 。这里有两条虚电路这里有两条虚电路VC1和和VC2。当然。当然还可以有多条，每还可以有多条，每一条都可以单独传一条都可以单独传输一路信息。从图输一路信息。从图可见，在可见，在H2和和H

20、3之间进行了之间进行了多路复多路复用用。虚电路方式的特点：虚电路方式的特点：分组按序到达；分组按序到达；分组携带信息少；分组携带信息少；主机的多个进程可以进行多次呼叫，形成多条虚电路，主机的多个进程可以进行多次呼叫，形成多条虚电路，如如 VC1 和和 VC2；多条虚电路在某些段可以使用同一条链路，这种功能称多条虚电路在某些段可以使用同一条链路，这种功能称为多路复用为多路复用 ；虚电路方式的缺点是虚呼叫需要连接的建立与断连的时虚电路方式的缺点是虚呼叫需要连接的建立与断连的时间间 。虚电路和数据报的比较：虚电路和数据报的比较：（3）路由选择）路由选择 在网络中，端结点之间的数据传输可以选择多条路径

21、。在网络中，端结点之间的数据传输可以选择多条路径。网络层如何为分组的存储转发选择一条较好的路径称路由选择网络层如何为分组的存储转发选择一条较好的路径称路由选择 。路由选择对网络的传输性能及质量有着极大的影响路由选择对网络的传输性能及质量有着极大的影响 。路由选择的关键是网络中必须有一个比较好的路由选择的关键是网络中必须有一个比较好的路由选择路由选择算法算法 ；路由选择的算法主要可以分为两大类：路由选择的算法主要可以分为两大类：自适应式自适应式（动态变化的）（动态变化的）非自适应式非自适应式（静态不变的）（静态不变的）非自适应式的算法其路由基本上都是固定的，路由不随网络上的现非自适应式的算法其路

22、由基本上都是固定的，路由不随网络上的现行状态变化行状态变化 自适应的算法其路由随网络的状况随时进行调整自适应的算法其路由随网络的状况随时进行调整 （4）拥塞控制）拥塞控制 信道带宽、结点发送与接收缓冲区、处理机速度等称为网络资源。信道带宽、结点发送与接收缓冲区、处理机速度等称为网络资源。一般采取拥塞控制的方法限制网络资源的使用一般采取拥塞控制的方法限制网络资源的使用 。拥塞是因为资源紧缺造成的拥塞是因为资源紧缺造成的 。拥塞是由于进入网络的分组数太多造成的，拥塞的结果最终有可能导致拥塞是由于进入网络的分组数太多造成的，拥塞的结果最终有可能导致死锁。死锁。通过拥塞控制，防止出现拥挤和死锁通过拥塞

23、控制，防止出现拥挤和死锁 。把进入网络分组数看作是把进入网络分组数看作是负载量负载量从网络上输出的分组数看作是从网络上输出的分组数看作是吞吐量吞吐量，因有下图：，因有下图： 图2 - 1 0流量控制的作用 输入网络 吞吐量 无流量控制 理想的流量控制 死锁 拥塞 实际的流量控制 四、传输层四、传输层（1）传输层的地位）传输层的地位在网络协议中，传输层是至关重要的一层在网络协议中，传输层是至关重要的一层 。几乎所有著名的网络体系结构中都留有传输层的一席之地几乎所有著名的网络体系结构中都留有传输层的一席之地 。传输层属于资源子网，属于主机范畴。传输层属于资源子网，属于主机范畴。但从功能来看，传输层

24、是面向通信的但从功能来看，传输层是面向通信的 。传输层的地位如图所示：传输层的地位如图所示：（2）传输层的作用）传输层的作用网络层的服务并不是很完善的网络层的服务并不是很完善的 。数据报服务的差错控制就是由主机完成数据报服务的差错控制就是由主机完成 。为了使通信子网的用户能够得到统一的通信服务，就有必要设置一为了使通信子网的用户能够得到统一的通信服务，就有必要设置一个传输层个传输层 。传输层弥补通信子网提供的服务的差异和不足传输层弥补通信子网提供的服务的差异和不足 。在通信子网提供的服务基础上，利用本身的传输协议，增加了服务在通信子网提供的服务基础上，利用本身的传输协议，增加了服务功能，使得对

25、两端的网络用户来说，各通信子网是透明的功能，使得对两端的网络用户来说，各通信子网是透明的 。链路层使物理链路变成了一条无差错的链路，传输层使得链路层使物理链路变成了一条无差错的链路，传输层使得通信子网通信子网变成了一个无差错的网络变成了一个无差错的网络 。（3）服务质量）服务质量 服务是网络中各层向紧邻的上层提供的一组操作。服务是网络中各层向紧邻的上层提供的一组操作。任何服务都有服务质量问题任何服务都有服务质量问题 。网络层服务质量最主要的指标就是可靠性，包括是否有分组网络层服务质量最主要的指标就是可靠性，包括是否有分组丢失、重复、失序、连接及释放的时延等丢失、重复、失序、连接及释放的时延等

26、。根据不同类型的子网服务质量，根据不同类型的子网服务质量，OSI将传输协议分为将传输协议分为5类：类： 0类协议类协议：简单类，是面向：简单类，是面向A型网络服务的。其功能只是型网络服务的。其功能只是建立一个简单的端到端的传输连接和在数据传输阶段具有将建立一个简单的端到端的传输连接和在数据传输阶段具有将长数据报文分段传输的功能。该类协议没有差错恢复和将多长数据报文分段传输的功能。该类协议没有差错恢复和将多条传输连接复用到一条网络连接上的功能。条传输连接复用到一条网络连接上的功能。 1类协议类协议：基于错误恢复类，面向：基于错误恢复类，面向B类子网。类子网。 2类协议类协议：多路复用类，面向：多

27、路复用类，面向A类子网。类子网。 3类协议类协议：错误恢复类和多路复用类，面向：错误恢复类和多路复用类，面向B类子网。类子网。 4类协议类协议：错误检测和恢复类，面向：错误检测和恢复类，面向C类子网。类子网。五、高层协议五、高层协议（1） 会话层会话层 会话是在应用进程之间交换信息而按一定规则建立起来的一个暂时联系会话是在应用进程之间交换信息而按一定规则建立起来的一个暂时联系 。会话层通过对两个会话用户间的数据流进行方向的控制。会话层通过对两个会话用户间的数据流进行方向的控制。并且通过增强传输数据流的结构性的手段提供服务并且通过增强传输数据流的结构性的手段提供服务 。（2）表示层）表示层 网络

28、上不同的计算机对数据信息有不同的描述方法网络上不同的计算机对数据信息有不同的描述方法 。表示层试图用一种抽象语法描述信息，以实现不同系统之间信息表示的统表示层试图用一种抽象语法描述信息，以实现不同系统之间信息表示的统一一 。（3）应用层）应用层 应用层直接为各种应用服务。应用层是应用进程中与通信有关的应用层直接为各种应用服务。应用层是应用进程中与通信有关的那部分环境空间。在这个空间内，对等的应用实体使用那部分环境空间。在这个空间内，对等的应用实体使用OSI各层提供各层提供的服务交换有意义的信息。应用层的功能是向应用进程提供访问的服务交换有意义的信息。应用层的功能是向应用进程提供访问OSI的手段

29、。的手段。OSI在应用层中定义了几个重要的应用层标准，包括在应用层中定义了几个重要的应用层标准，包括虚拟终虚拟终端标准端标准VTP，用于不同类型的终端访问网络上不同的主机应用进程；，用于不同类型的终端访问网络上不同的主机应用进程； 文件传输、访问和管理标准文件传输、访问和管理标准FTAM，用于不同等系统间能够在网络上，用于不同等系统间能够在网络上传输文件；传输文件；报文处理系统报文处理系统MHS用于对网络上使用非常普遍的电子邮件系统进行标用于对网络上使用非常普遍的电子邮件系统进行标准化。准化。 下面介绍的几个协议在网络中是经常使用的，包括物理层、链路下面介绍的几个协议在网络中是经常使用的，包括

30、物理层、链路层的、网络层的核传输层的。有些协议是一个多层协议的接口描述。层的、网络层的核传输层的。有些协议是一个多层协议的接口描述。学习这几个协议的目的一是为在今后实际应用中奠定一个基础；二是学习这几个协议的目的一是为在今后实际应用中奠定一个基础；二是作为学习网络协议的例子，有助于读者更好地学习和理解网络协议的作为学习网络协议的例子，有助于读者更好地学习和理解网络协议的知识。知识。（1） RS-232-C （2） HDLC协议协议 （3） X.25协议协议 （4） PPP协议协议 （5） TCP/IP协议协议 （6） NetBIOS协议协议一、一、RS-232-C EIA RS-232-C 是

31、美国电子工业协会是美国电子工业协会 EIA于于 1969 年制定的年制定的著名物著名物理层标准；理层标准；RS 表示表示 EIA 的一种推荐标准；的一种推荐标准； 232 是个编号；是个编号；C 是标准是标准 RS-232 以后的第三个修订版本以后的第三个修订版本 。1）RS-232接口标准接口标准EIA RS-232-C 是是 DTE 与与 DCE 之间之间的接口标准的接口标准 DTE 可以是计算机主机、终端和外部设备可以是计算机主机、终端和外部设备 DCE 在这里就是直接与模拟话音线路相连的调制解调器在这里就是直接与模拟话音线路相连的调制解调器 MODEM 2）机械特性）机械特性 在机械特

32、性方面，在机械特性方面， EIA RS-232使用使用ISO 2110 接口标准，有接口标准，有25根引根引线，在实际使用中还使用一种线，在实际使用中还使用一种9根引线的简化的版本根引线的简化的版本 3）电气特性）电气特性在电气特性方面，在电气特性方面，EIA-232遵循遵循CCITT V2.8的建议书，采用负逻辑。的建议书，采用负逻辑。4）功能特性功能特性 在功能特性方面，在功能特性方面，EIA RS-232-C 与与 CCITT 的的 V.24 建议书一致，建议书一致，V.24 提出了提出了 100 系列和系列和 200 系列两个接口标准，系列两个接口标准，200 系列专用于自动呼系列专用

33、于自动呼叫系统中，叫系统中，100 系列用于人工呼叫系统中，系列用于人工呼叫系统中，RS-232-C 与与 100 系列对应，系列对应，本节主要介绍本节主要介绍 100 系列接口系列接口 ， 100 系列接口线可以分为三类，即公用系列接口线可以分为三类，即公用线（地）、数据线和控制线线（地）、数据线和控制线 ，一般只使用其中，一般只使用其中 9 根线根线 。5 5）规程特性）规程特性EIA RS-232-C 的规程特性与的规程特性与 CCITT 的的 V.24 建议书是一致的建议书是一致的 当终端（当终端（DTE-A）有数据要发送时，置）有数据要发送时，置 20 线为高电平（即通状态），通知本

34、线为高电平（即通状态），通知本地地 MODEM （DCE-A）终端已经就绪。）终端已经就绪。DCE-A 响应此信号，置响应此信号，置 6 线为高电线为高电平。平。DTE-A置置 4 线为高电平，通知线为高电平，通知DCE-A 请求发送数据，请求发送数据，DCE-A检测到检测到 4为高电为高电平后：平后：通过电话线发一载波信号给远程通过电话线发一载波信号给远程 MODEM （DCE-B），）， 通知其准通知其准备接收数据，备接收数据， 同时置同时置 5线为高电平，允许线为高电平，允许DTE-A发送。发送。DCE-B 检测到载波后，置检测到载波后，置 8 线为高电平，通知远程终端（线为高电平，通知

35、远程终端（DTE-B）准备接收）准备接收数据。数据。 6 6）发送和断连）发送和断连DTE-A检测到检测到 5 线为高电平后，数据传送开始，由线为高电平后，数据传送开始，由 2 线发送数据，由线发送数据，由 3线接收数据。线接收数据。 DTE-A数据发送完后，置数据发送完后，置 4 线为低电平（断开），通知线为低电平（断开），通知DCE-A 发送发送结束，结束，DCE-A 检测到检测到 4 线为低电平后，停止向电话线发送载波，并线为低电平后，停止向电话线发送载波，并置置 5 线为低电平作为回答。线为低电平作为回答。DCE-B 检测不到载波后，即置检测不到载波后，即置 8线和线和22线线为低电平

36、。为低电平。DTE-A置置 20 线为低电平后，将线为低电平后，将 6 线变为低电平，同意拆线变为低电平，同意拆线线 。两台微型机直接连接。两台微型机直接连接 ： 图 2-14 两 台 微 机 直 接 连 接 微 机 1 2 3 4 5 6 7 8 20 1 2 3 4 5 6 7 8 20 微 机 只要只要3根线根线在在两台微机间两台微机间连接，连接，其它线其它线都是在都是在内内部部连接连接二、二、 HDLC协议协议 一个著名的一个著名的面向比特面向比特型型链路层链路层协议协议不对要传输的信息进行编码，而以比特为传输基本单元，完全同步传不对要传输的信息进行编码，而以比特为传输基本单元，完全同

37、步传送，基本上取消了控制字符，实现透明传输送，基本上取消了控制字符，实现透明传输帧格式统一，校验方法一致，采用帧格式统一，校验方法一致，采用 CRC 循环校验码循环校验码采用采用连续发送连续发送方式（不同于停等协议），提高了传输效率。方式（不同于停等协议），提高了传输效率。不论在广域网还是局域网；不论在专用网还是在公用网中都得到了非不论在广域网还是局域网；不论在专用网还是在公用网中都得到了非常广泛的应用常广泛的应用由由 IBM 公司研制成功，名为公司研制成功，名为SDLC。ISO 对其进行扩充，改名为对其进行扩充，改名为 HDLC 作为作为 OSI 标准标准8位位8位位8位位任意长任意长16位

38、位8位位FACIFCSF（1）HDLC 的帧格式的帧格式HDLC 的帧区分为的帧区分为数据帧数据帧和和控制帧。控制帧。但这两种帧的格式，对于但这两种帧的格式，对于控制帧控制帧除了除了没有数据字段没有数据字段以外，与数据帧以外，与数据帧格式完全一致格式完全一致 。1）信息信息帧帧HDLC 的帧具有六个字段的帧具有六个字段 ：F、A、C、I、FCS、F零比特插入与删除技术零比特插入与删除技术发送方通过硬件对发送的每一帧信息进行扫描，每当出现发送方通过硬件对发送的每一帧信息进行扫描，每当出现连续连续 5 个个 1 时，时，自动插入自动插入 1 个个 0， 这样，在接收方不会把它误认为是这样，在接收方

39、不会把它误认为是 F 接收方对接收到的帧也通过硬件进行扫描，每当接收到接收方对接收到的帧也通过硬件进行扫描，每当接收到连续连续 5 个个 1 的数的数据后，必须把其后的据后，必须把其后的一个一个 0 去掉去掉，以便还原数据，以便还原数据 。若发送的数据为：若发送的数据为：01111110采用插入技术后变为：采用插入技术后变为：011111010接收后再还原成：接收后再还原成：01111110地址字段地址字段A（Address）：A字段由字段由8位码组成，用以指明从站的地址。对于命令位码组成，用以指明从站的地址。对于命令帧，它指接收端（从站）的地址；对于响应帧，它指发送该响应帧的站点地帧，它指接

40、收端（从站）的地址；对于响应帧，它指发送该响应帧的站点地址。即主站把从站的地址填入址。即主站把从站的地址填入A字段中发送命令帧，从站则把本站的地址填字段中发送命令帧，从站则把本站的地址填在在A字段中以返回响应帧。字段中以返回响应帧。控制字段控制字段C（Control）：C字段由字段由8位组成，用以进行链路繁荣监视和控制。它位组成，用以进行链路繁荣监视和控制。它是是HDLC协议的关键部分。该字段由种不同的格式，将在下面介绍。协议的关键部分。该字段由种不同的格式，将在下面介绍。信息字段信息字段I（Information）：I字段用来填充要传输的数据、报表等信息。字段用来填充要传输的数据、报表等信息

41、。HDLC协议对其长度无限制，但实际上受各方面条件（如纠错能力、误码率、接口协议对其长度无限制，但实际上受各方面条件（如纠错能力、误码率、接口缓冲空间大小等）限制。在我国，一般取为缓冲空间大小等）限制。在我国，一般取为12KB。帧校验序列帧校验序列FCS（Frame Check Sequence）：FCS是采用是采用16位的位的CRC校验，以校验，以进行差错控制。它对两个标志字段之间的进行差错控制。它对两个标志字段之间的A字段、字段、C字段和字段和I字段的内容进行字段的内容进行校验。校验。CRC校验的生成多项式为校验的生成多项式为 2）控制字段）控制字段控制字段控制字段 C 决定一个帧的类型是

42、决定一个帧的类型是控制帧控制帧还是还是数据帧。数据帧。如果是数据帧（如果是数据帧（I 帧）有帧）有 I 段。段。如果是控制帧，没有如果是控制帧，没有 I段段 。控制帧分成两种。控制帧分成两种。一种是监控帧一种是监控帧 S 帧。帧。一种是无编号帧一种是无编号帧 U 帧。帧。它们的类型视其控制字段它们的类型视其控制字段 C 的编码即可知的编码即可知 。控制字段本身有三种编码格式控制字段本身有三种编码格式 ：位类123 456 7 8I帧0N(S)P/FN(R)S帧10S SP/FN(R)U帧11M MP/FM M M控制字段三种编码格式控制字段三种编码格式当最高位为当最高位为 0 时，时， C 段

43、使得段使得 HDLC 的帧成为一个的帧成为一个信息帧信息帧（I 帧）帧）当最高位为当最高位为 时，时， C 段使得段使得 HDLC 的帧成为一个的帧成为一个控制帧控制帧若第若第 7 位为位为 0 时，为监控帧时，为监控帧 （S 帧）帧）若第若第 7 位为位为 1 时，为无编号帧时，为无编号帧 （U 帧）帧）I 帧的帧的 C 字段编码字段编码C 字段编码主要包含两个计数器字段编码主要包含两个计数器一个是发送帧计数器一个是发送帧计数器N(S)，含义是告诉接收方，现在发送的是哪一帧，含义是告诉接收方，现在发送的是哪一帧另一个是接收帧计数器另一个是接收帧计数器 N(R)， 含义是告诉接收方，刚才曾正确

44、接收含义是告诉接收方，刚才曾正确接收到了到了 N(R)-1 帧，期待接收第帧，期待接收第 N(R) 帧帧 可见，可见， N(R)的意义主要是用于确认的意义主要是用于确认 P/F 位位P/F 位在主站表示位在主站表示 P，若为，若为 1， 表示期望从站给予回答，否则反之。表示期望从站给予回答，否则反之。在从站表示在从站表示 F，若为，若为1， 表示发送帧是最后一个帧，实质上也是期待给表示发送帧是最后一个帧，实质上也是期待给予回答的含义。予回答的含义。另两个的另两个的 C字段的编码格式中字段的编码格式中 P/F 位的含义与之类似。位的含义与之类似。S 帧的帧的 C 字段编码字段编码S 帧主要用作响

45、应帧，对主站的命令予以响应，并给出状态表示回答帧主要用作响应帧，对主站的命令予以响应，并给出状态表示回答N(R) 的作用也是一个接收帧的计数器，不同的的作用也是一个接收帧的计数器，不同的S帧其含义是不同的，但帧其含义是不同的，但一般是对以前接收到的帧的确认或否认的回答，一般是对以前接收到的帧的确认或否认的回答，S是是S帧的编码，共有四帧的编码，共有四种种 S 帧帧 。U 帧的帧的 C 字段编码字段编码U帧因没有计数器而得名为无编号帧，既可用作控制帧，又可用作响应帧因没有计数器而得名为无编号帧，既可用作控制帧，又可用作响应帧，主要用于建立和拆除链路、置工作方式等。帧，主要用于建立和拆除链路、置工

46、作方式等。（2）HDLC的数据传输过程的数据传输过程1）建立链路）建立链路 确定发收关系，主站向从站发送命令帧（确定发收关系，主站向从站发送命令帧（SNRM），请求建立正常响应），请求建立正常响应链路。若从站同意，则发链路。若从站同意，则发Ua响应帧，并置接收端计数器响应帧，并置接收端计数器V（R）=0，准备接收，准备接收信息；若从站不同意，不发信息；若从站不同意，不发Ua响应帧。主站接到响应帧。主站接到Ua响应后同样置发送计数器响应后同样置发送计数器V（S）=0，准备发送信息帧。，准备发送信息帧。2）数据传输）数据传输 如图所示，主站发送信息帧，把发送计数器如图所示，主站发送信息帧，把发送计

47、数器V（S）装入信息帧的）装入信息帧的N（S）段中，每发完一帧，段中，每发完一帧，V（S）就增）就增1。图。图2-15（a）所示为主站连续发送）所示为主站连续发送4个信息个信息帧，从站连续发帧，从站连续发2个响应帧，均无差错，传输结束。图个响应帧，均无差错，传输结束。图2-15（b）、（）、（c）所示）所示为主站连续发送为主站连续发送4帧，从站发帧，从站发2帧，通信中出现差错的情况；（帧，通信中出现差错的情况；（b）是拒绝接收）是拒绝接收REJ，从错误帧始均要重发；（，从错误帧始均要重发；（c）是选择拒绝接收）是选择拒绝接收SREJ，只选择重发错误帧。，只选择重发错误帧。图图 数据传输过程数据

48、传输过程3）拆除链路）拆除链路主站向从站发拆除命令帧（主站向从站发拆除命令帧（DISC），从站接收。若同意拆除链路，则向），从站接收。若同意拆除链路，则向主站发主站发Ua响应帧；否则无响应。主站收到从站的响应帧；否则无响应。主站收到从站的Ua后，将数据链路拆除。后，将数据链路拆除。若在规定时间内未收到若在规定时间内未收到Ua响应帧，则重发响应帧，则重发DISC帧。当超过规定的重发帧。当超过规定的重发次数后仍未收到次数后仍未收到Ua响应，则开始系统恢复操作。响应，则开始系统恢复操作。三、 X.25协议 目前国际上起源最早，使用最普遍的通信网主要有两种：目前国际上起源最早，使用最普遍的通信网主要有

49、两种：一种是采用一种是采用电路交换电路交换的公用电话网的公用电话网一种是采用一种是采用分组交换分组交换的公用数据网的公用数据网 X.25 建议书，讨论一个建议书，讨论一个 DTE 如何连接到一个公用如何连接到一个公用分组交换网分组交换网上上 X.25 建议书是一个公用分组交换网建议书是一个公用分组交换网 DTE 与与 DCE 间间接口的规格说明接口的规格说明 X.25 只提供虚电路服务只提供虚电路服务1 1）体系结构）体系结构公用分组交换网是一个公用分组交换网是一个通信子网通信子网，包括，包括 OSI 的下三层的下三层 X.25 在本地在本地 DTE 和远程和远程 DTE 之间提供一个全双工、

50、同步的透明信道，之间提供一个全双工、同步的透明信道，并定义了并定义了 3 个相互独立的控制层：物理层、链路层和分组层（参见个相互独立的控制层：物理层、链路层和分组层（参见图图 ），它们分别对应于），它们分别对应于 ISO/OSI 的物理层、链路层和网络层。其中：的物理层、链路层和网络层。其中： 2 2）X.25 X.25 虚电路服务虚电路服务X.25 提供虚电路服务提供虚电路服务整个通信过程分为三个阶段整个通信过程分为三个阶段即呼叫建立阶段即呼叫建立阶段数据传输阶段数据传输阶段虚电路释放阶段虚电路释放阶段 四、四、PPP协议协议PPP（Point to Point Protocol）是）是19