数据链路层通信协议.docx

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数据链路层通信协议

数据链路层通信协议

题目：

数据链路层网络通信协议计

*******

学号：

**********

班号：

10011302

时间：

计算机学院

摘要

题目：

数据链路层网络通信协议设计

1、

目的

设计数据链路层网络通信协议

2、要求

数据链路层通信的可靠性，非可靠性；具体用户自己选择；

3、相关知识

SDLC/HDLC标志字符

SDLC/HDLC协议规定，所有信息传输必须以一个标志字符开始，且以同一个字符结束。

这个标志字符是01111110，称标志字段（F）。

从开始标志到结束标志之间构成一个完整的信息单位，称为一帧（Frame）。

所有的信息是以帧的形式传输的，而标志字符提供了每一帧的边界。

接收端可以通过搜索"01111110"来探知帧的开头和结束，以此建立帧同步。

地址字段和控制字段

在标志字段之后，可以有一个地址字段A（Address）和一个控制字段C（Contro1）。

地址字段用来规定与之通信的次站的地址。

控制字段可规定若干个命令。

SDLC规定A字段和C字段的宽度为8位。

HDLC则允许A字段可为任意长度，C字段为8位或16位。

接收方必须检查每个地址字节的第一位，如果为"0"，则后边跟着另一个地址字节；若为"1"，则该字节就是最后一个地址字节。

同理，如果控制字段第一个字节的第一位为"0"，则还有第二个控制字段字节，否则就只有一个字节。

信息场

跟在控制字段之后的是信息字段（Information）。

信息字段包含有要传送的数据，亦成为数据字段。

并不是每一帧都必须有信息字段。

即信息字段可以为0，当它为0时，则这一帧主要是控制命令。

帧校验字段

紧跟在信息字段之后的是两字节的帧校验字段，帧校验字段称为FC（FrameCheck）字段，校验序列FCS（FramecheckSequence）。

SDLC/HDLC均采用16位循环冗余校验码CRC（CyclicRedundancyCode），其生成多项式为CCITT多项式X^16+X^12+X^5+1。

除了标志字段和自动插入的"0"位外，所有的信息都参加CRC计算。

CRC的编码器在发送码组时为每一码组加入冗余的监督码位。

接收时译码器可对在纠错范围内的错码进行纠正，对在校错范围内的错码进行校验，但不能纠正。

超出校、纠错范围之外的多位错误将不可能被校验发现。

4、设计原理及流程图

⏹可靠性分析：

（1）差错控制：

检错（CRC-32）;纠错（序号+确认反馈+超时重发）；

（2）流量控制：

采用选择重发协议（序号为3个比特位，发送缓冲区和接收缓存区，确定发送窗口和接收窗口，对缓冲区和窗口管理）

⏹不可靠性分析：

支持不可靠通信服务。

⏹协议分析：

语法，语义和同步

⏹语法：

数据帧格式

⏹起始定界符=终止定界符：

01111110；

⏹目的地址：

（48）：

bbbbbb;

⏹源地址：

（48）：

aaaaaa;

⏹控制字段：

定义帧类型，实现差错控制和流量控制

⏹

数据部分：

46~1500字节

⏹10：

无编号U帧，M=000：

可靠（选择重发）；M=001：

不可靠；

M=010：

请求释放；M=011：

无编号应答UA；

M=100:

无编号信息帧（UI）

⏹11：

为纯ACK应答帧，用于可靠通信；

⏹同步：

事件发生顺序

⏹要求：

（1）分可靠和不可靠，分别画出时序示意图；

（2）分可靠和不可靠，分别画出流程图（分发送方和接收方）；

5、实现思路及伪代码描述

⏹发送方发送流程或伪代码

⏹//通信阶段：

如果采用可靠通信方式

⏹（4）从上层接收数据（从文件读取数据）；//长度46-1500字节；

⏹（5）封装成编码信息I帧，把所有数据帧缓存在发送缓存队列；

⏹（6）初始化发送窗口大小：

大小为4；

⏹（7）从发送窗口中每隔RTT/4时间发送一个数据帧，并启动重发定时器；

⏹（8）如果发送窗口中数据帧重发定时器未超时，收到应答，则从缓存中删除该数据帧，窗口向前滑动，可以继续发送窗口内新的数据帧；

⏹（9）如果发送窗口内某帧重发定时器超时，应答未收到，则仅重发该数据帧；

⏹（10）如果某帧重发次数等于7次，通信结束，GOTO（12）

⏹（11）如果发送缓存队列中数据帧未发送完，GOTO（7）

⏹//释放数据链路

⏹（12）释放发送队列，释放发送窗口；

⏹（13）发送释放链路请求；

⏹（14）接收到对方UA应答，说明通信结束。

⏹接收方接收流程或伪代码

⏹//通信前准备：

初始化

⏹

（1）接收方初始化接收缓存队列；

⏹//建立数据链路

⏹

（2）接收到“发送请求”，设置通信方式：

可靠或非可靠；

⏹（3）发送UA应答给发送方；

⏹//通信阶段：

不可靠通信方式

⏹（4）从下层接收数据帧，目的地址正确，存储在接收缓存队列，否则，丢弃；直到接收完毕；

⏹（5）从接收队列中取出数据帧处理：

长度检查（46~1500字节），校验检查，如果均正确，去掉帧头和帧尾，把数据交付上层（写到接收文件）；否则，丢弃该数据帧；

⏹（6）直到接收缓存队列中所有数据帧处理完毕；

⏹//释放数据链路：

不可靠通信

⏹（7）接收到对方发送的释放链路请求；

⏹（8）释放接收缓存队列；

⏹（9）发送UA应答给发送方，说明通信结束。

6、运行结果与分析

这是一个较为完善的协议，它实现了在数据链路层传输信息的基本功能，包括差错处理，控制等等。

参考文献

XX百科：