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一点点了解数据通信,数据通信原理介绍(下)

2020-06-16 11:53
21IC电子网
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数据通信知识异常重要,缺乏数据通信理论知识,现代数据通信领域将无法得以进步。在前文中,小编对数据通信原理做过部分介绍。本文中,小编将对数据通信原理余下部分予以讲解。如果你对本文内容具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。

1.数据链路协议

数据链路层是恰好位于OSI协议栈中紧靠硬件(物理)层的上层。该层中的协议管理连接的系统之间的位流。来自上层的数据分组被封装为帧并通过数据链路发送出去。其中还使用了流控制和纠错技术。数据链路层处理点对点或点对多点链路。在OSI协议栈中,较高的网络层负责处理通过多个路由器连接数据链路的连接。

2.成帧

成帧技术是一种用来在一个比特流内分配或标记信道的技术,为电信提供选择基本的时隙结构和管理方式、错误隔离合分段传输协议的手段。

成帧对于经过物理媒体传输的数据比特提供了控制方法。它提供了错误控制并可以根据服务的类型提供数据重传服务。比特块与帧头封装成帧且附加了检查和,以便可以检查出被破坏的帧。如果一个帧被破坏或丢失,则只需重新发送这个帧而无需重发整个数据组。

帧具有特定的结构,根据使用的数据链路的不同而不同。称为HDLC(高级数据链路控制)的流行数据链路协议的帧结构如下图所示。请注意“信息”字段是放入数据的位置,它的长度可变。“信息”字段可以放入一个整个的信息包。“起始标记”字段代表帧的起始,“地址”字段装有目地地址,“控制”字段描述信息字段装有的是数据、命令,还是响应,FCS字段包含检错编码。

图示 HDLC帧格式

3.差错检测和控制

差错控制方式基本上分为两类,一类称为“反馈纠错”,另一类称为“前向纠错”。在这 两类基础上又派生出一种称为“混合纠错”。对于不同类型的信道,应采用不同的差错控制技术,否则就将事倍功半。反馈纠错可用于双向数据通信,前向纠错则用于单向数字信号的传输,例如广播数字电视系统,因为这种系统没有反馈通道。

数据链路层还负责差错检测和控制。一种差错控制的方法是检测差错,然后请求重传。另一种方法是接收器检测出一个差错,然后重建帧。后一种方法需要随帧发送足够的附加信息,以便在检测出差错后接收器可以重建帧。当不可能重传(如将信息传输到航天探测器)时使用该方法。

在数据链路层中执行差错恢复任务通常是效率很低的。这样很多网络实施依靠上层协议完成该任务。在大多数情况下,数据链路层用于尽可能快速并有效地传递数据,而不执行大量的数据恢复任务。上层协议则提供了恢复服务。

4.流控制

流量控制是在计算机之间和网络结点之间控制数据流量以达到数据同步的目的的。在设备能够处理前过多的数据到达会引起数据的抛弃或数据重发。对于串行数据传输,采用Xon/Xoff协议进行控制。在网络中,流量控制也参与加入新设备,当流量大时,不能加入新设备。

可以将数据传输想象为流经管道并在接收端注满水桶的水流。接收者从水桶取水,但需要一些方法减少水流以使水桶不会溢出。在这个比喻中,水桶代表接收器使用的数据缓冲区,该缓冲区保存输入的必须被处理的数据。一些NIC(网络接口卡)上的缓冲区大得足可以装下整个输入的传输。如果缓冲区溢出,则帧通常被丢掉,因此接收器使用一些方法告诉发送器降低发送帧的速度或停止发送将会很有用。

共享LAN的网络接入和逻辑链路控制接入方法对于由多个设备共享的网络是必需的。因为一时间只有一个设备可以在网络上进行传输,所以需要一种媒体接入控制方法来提供仲裁。

在由IEEE定义的局域网络环境中,媒体接入协议位于称为MAC(媒体接入控制)子层的数据链路层的子层。MAC子层位于LLC子层的下方,LLC子层对于任意在其下方安装的MAC驱动程序都提供了数据链路。在下图中可以看到该层的子分区

图示 数据链路层包括两个子层:MAC (媒体访问控制)和LLC(逻辑链路控制)

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