Apakah blok data dalam lapisan pautan data yang sering dipanggil?

Blok data dalam lapisan pautan data sering dipanggil "bingkai", dan bingkai ialah unit penghantaran lapisan pautan data. Untuk menghantar semula hanya data terhad dengan ralat selepas ralat berlaku semasa penghantaran, lapisan pautan data menggabungkan aliran bit ke dalam bingkai Ethernet dan menghantarnya dalam unit sebagai tambahan kepada data yang akan dihantar, setiap bingkai juga termasuk kod semak . Membolehkan penerima mengesan ralat dalam penghantaran.

Persekitaran pengendalian tutorial ini: sistem Windows 7, komputer Dell G3.

Blok data dalam lapisan pautan data sering dipanggil "bingkai".

Lapisan pautan data ialah lapisan kedua dalam model rujukan OSI, antara lapisan fizikal dan lapisan rangkaian. Lapisan pautan data menyediakan perkhidmatan kepada lapisan rangkaian berdasarkan perkhidmatan yang disediakan oleh lapisan fizikalnya adalah untuk menghantar data dengan pasti dari lapisan fizikal ke lapisan rangkaian sasaran nod bersebelahan.

Lapisan pautan data mentakrifkan cara data dihantar melalui satu pautan. Protokol ini berkaitan dengan pelbagai media yang dipersoalkan. Contoh: ATM, FDDI, dsb. Lapisan pautan data mesti mempunyai satu siri fungsi yang sepadan, terutamanya termasuk: cara menggabungkan data ke dalam blok data ini dipanggil bingkai dalam lapisan pautan data, dan bingkai ialah unit penghantaran pautan data lapisan;Cara mengawal penghantaran bingkai pada saluran fizikal, termasuk cara mengendalikan ralat penghantaran, cara melaraskan kadar penghantaran agar sepadan dengan penerima dan menyediakan penubuhan, penyelenggaraan dan pelepasan laluan pautan data antara dua rangkaian pengurusan entiti.

• Lapisan pautan data terutamanya mempunyai dua fungsi: pengekodan bingkai dan kawalan pembetulan ralat. Pengekodan bingkai bermaksud mentakrifkan paket data yang mengandungi kekerapan maklumat, penyegerakan bit, alamat sumber, alamat destinasi dan maklumat kawalan lain.

• Protokol lapisan pautan data dibahagikan kepada dua sublapisan: protokol Kawalan Pautan Logik (LLC) dan protokol Kawalan Akses Media (MAC).

Fungsi asas lapisan pautan data

Fungsi paling asas lapisan pautan data adalah kepada Pengguna ialah disediakan dengan perkhidmatan asas pemindahan data yang telus dan boleh dipercayai. Ketelusan bermakna tiada sekatan pada kandungan, format dan pengekodan data yang dihantar pada lapisan ini, dan tidak perlu menjelaskan maksud struktur maklumat yang boleh dipercayai menghilangkan kebimbangan pengguna tentang kehilangan maklumat, mengganggu maklumat, dan susunan yang salah. Situasi ini mungkin berlaku dalam lapisan fizikal dan kod pembetulan ralat mesti digunakan dalam lapisan pautan data untuk mengesan dan membetulkan ralat. Lapisan pautan data meningkatkan fungsi lapisan fizikal untuk menghantar aliran bit asal Ia mengubah sambungan fizikal yang mungkin terdedah kepada ralat yang disediakan oleh lapisan fizikal kepada pautan data tanpa ralat secara logik, menjadikannya kelihatan sebagai talian bebas ralat. kepada lapisan rangkaian.

Penyegerakan bingkai

Untuk menghantar semula hanya data terhad dengan ralat selepas ralat berlaku semasa penghantaran, lapisan pautan data menggabungkan aliran bit ke dalam bingkai Ethernet. Teleportasi unit. Sebagai tambahan kepada data yang akan dihantar, setiap bingkai juga termasuk kod semak supaya penerima dapat mengesan ralat dalam penghantaran. Struktur organisasi bingkai mesti direka supaya penerima dapat mengenal pasti dengan jelas daripada aliran bit yang diterima pada lapisan fizikal, iaitu, ia boleh membezakan permulaan dan penghujung bingkai daripada aliran bit Ini adalah penyegerakan bingkai perlu menyelesaikan soalan.

(1) Kaedah pengiraan bait: Ini ialah kaedah penyegerakan bingkai yang menggunakan aksara khas untuk menunjukkan permulaan bingkai dan medan khas untuk menunjukkan bilangan bait dalam bingkai. Penerima boleh membezakan permulaan bingkai daripada aliran bit dengan mengenali watak khas ini dan mendapatkan bilangan bait data yang mengikuti dalam bingkai daripada medan khas, dengan itu menentukan kedudukan akhir bingkai. Wakil biasa prosedur penyegerakan berorientasikan kiraan bait ialah Protokol Mesej Komunikasi Data Digital DEC DDCMP (Protokol Mesej Komunikasi Data Digital).

Watak kawalan SOH menandakan permulaan bingkai data. Dalam penghantaran sebenar, dua atau lebih aksara penyegerakan digunakan sebelum SOH untuk menentukan permulaan bingkai Kadangkala kepala bingkai ini dibenarkan mengikut penghujung bingkai sebelumnya antara dua bingkai. Medan kiraan mempunyai jumlah 14 bit, yang digunakan untuk menunjukkan bilangan bait data dalam segmen data dalam bingkai Nilai maksimum nombor binari 14-bit ialah 16383, jadi panjang maksimum data ialah. 131064. Protokol DDCMP bergantung pada kiraan bait ini untuk menentukan kedudukan akhir bingkai. ACK, SEG, ADDR dalam format bingkai DDCMP dan bit kedua CRC1 dan CRC2 dalam FLAG semak semula bahagian pengepala dan bahagian data masing-masing Sebab bahagian pengepala ditandakan secara berasingan ialah apabila medan CONUT dalam pengepala bahagian adalah salah, iaitu, asas pembahagian sempadan bingkai hilang. Memandangkan kaedah kiraan aksara yang digunakan untuk menentukan sempadan akhir bingkai tidak menyebabkan kekeliruan antara data dan maklumat lain, ketelusan data boleh dicapai tanpa sebarang langkah (iaitu, sebarang data boleh dihantar tanpa sekatan).

(2) Kaedah pembatas kepala dan ekor menggunakan pengisian aksara: Kaedah ini menggunakan beberapa aksara tertentu untuk mengehadkan permulaan dan penghujung bingkai Untuk mengelakkan bit maklumat data daripada kelihatan sama dengan aksara tertentu Aksara disalah anggap sebagai pembatas pertama dan terakhir bingkai Satu aksara kawalan melarikan diri (DLE) boleh diisi di hadapan aksara data tersebut untuk menunjukkan perbezaan, dengan itu mencapai ketelusan data. Walau bagaimanapun, kaedah ini lebih menyusahkan untuk digunakan, dan aksara khusus yang digunakan terlalu bergantung pada set pengekodan aksara yang digunakan, dan keserasian agak lemah.

(3) Kaedah penandaan kepala dan ekor menggunakan pengisian bit: Kaedah ini menggunakan set corak bit tertentu untuk menandakan permulaan dan penghujung bingkai.

(4) Kaedah pengekodan haram: Kaedah ini digunakan apabila lapisan fizikal menggunakan kaedah pengekodan bit tertentu. Sebagai contoh, kaedah yang dipanggil pengekodan Manchester mengodkan bit data "1" ke dalam pasangan tahap "tinggi-rendah", dan bit data "0" menjadi pasangan tahap "rendah-tinggi". Pasangan tahap "tinggi-tinggi" dan pasangan tahap "rendah-rendah" adalah haram dalam bit data. Urutan pengekodan haram ini boleh digunakan untuk mengehadkan permulaan dan penghujung bingkai. Kaedah ini diterima pakai dalam piawaian IEEE 802 untuk rangkaian kawasan setempat. Kaedah pengekodan haram tidak memerlukan sebarang teknologi padding untuk mencapai ketelusan data, tetapi ia hanya terpakai kepada persekitaran pengekodan khas yang menggunakan pengekodan berlebihan. Disebabkan oleh kerapuhan medan COUNT dalam kaedah pengiraan bait dan kerumitan serta ketidakserasian dalam pelaksanaan kaedah pengisian aksara, kaedah penyegerakan bingkai yang lebih biasa digunakan ialah pengisian bit dan kaedah pengekodan haram.

Kawalan Ralat

Sistem komunikasi praktikal mesti mempunyai kebolehan untuk menemui (iaitu mengesan) ralat tersebut dan mengambil beberapa langkah untuk membetulkannya supaya ralat itu dikawal Untuk sekecil mungkin, ini ialah proses kawalan ralat dan salah satu fungsi utama lapisan pautan data. Pemeriksaan pengekodan ralat (seperti kod pariti, checksum atau CRC) boleh menentukan sama ada ralat berlaku semasa penghantaran bingkai. Sebaik sahaja ralat ditemui, ia biasanya boleh dibetulkan melalui maklum balas dan penghantaran semula. Ini memerlukan penerima untuk memberi maklum balas maklumat kepada pengirim selepas menerima bingkai, supaya pengirim boleh membuat keputusan bahawa tidak perlu menghantar semula, maksudnya, pengirim hanya perlu menerima mesej yang telah diterima dengan betul oleh penerima . Hanya selepas isyarat maklum balas, bingkai boleh dianggap telah dihantar dengan betul, jika tidak, ia perlu dihantar semula sehingga betul. Bunyi letusan pada saluran fizikal mungkin "membanjiri" bingkai sepenuhnya, iaitu, keseluruhan bingkai data atau bingkai maklumat maklum balas hilang Ini akan menyebabkan pengirim tidak menerima maklumat maklum balas daripada penerima, sekali gus menghentikan proses penghantaran perintah untuk mengelak Apabila ini berlaku, pemasa biasanya diperkenalkan untuk mengehadkan selang masa untuk penerima menghantar semula maklumat maklum balas Apabila pengirim menghantar bingkai, ia juga memulakan pemasa Jika respons penerima tidak diterima dalam masa yang terhad selang, Maklumat Maklum Balas, iaitu, pemasa tamat (Timeout), boleh dianggap bahawa bingkai yang dihantar telah tersilap atau hilang, dan kemudian perlu dihantar semula. Kerana bingkai data yang sama mungkin dihantar beberapa kali. Untuk mengelakkan bahaya ini, anda boleh menggunakan kaedah menomborkan bingkai yang dihantar, iaitu memberi isyarat kepada setiap bingkai, supaya penerima dapat membezakan dari nombor urutan sama ada bingkai yang baru dihantar atau bingkai yang telah diterima tetapi membenci , untuk menentukan sama ada untuk menyerahkan bingkai yang diterima ke lapisan rangkaian. Lapisan pautan data menggunakan pembilang dan nombor jujukan untuk memastikan bahawa setiap bingkai akhirnya dihantar ke lapisan rangkaian sasaran dengan betul sekali.

Kawalan aliran

Kawalan aliran bukan fungsi unik pada lapisan pautan data Banyak protokol peringkat tinggi turut menyediakan fungsi kawalan pemasaan aliran, tetapi objek aliran kawalan hanya berbeza. Sebagai contoh, untuk lapisan pautan data, ia mengawal trafik pada pautan data antara dua nod bersebelahan, manakala untuk lapisan pengangkutan, ia mengawal trafik dari sumber ke destinasi akhir. Disebabkan oleh perbezaan dalam kadar kerja peralatan yang digunakan oleh pengirim dan penerima serta ruang penyimpanan penimbal, keupayaan menghantar pengirim mungkin lebih besar daripada keupayaan menerima penerima Jika kadar penghantaran pengirim (iaitu, aliran maklumat di pautan) tidak diselaraskan pada masa ini, Dengan sekatan yang sesuai, bingkai yang tidak diterima dalam masa akan "dibanjiri" oleh bingkai yang dihantar secara berterusan kemudian, mengakibatkan kehilangan bingkai dan ralat. Dapat dilihat bahawa kawalan aliran sebenarnya adalah kawalan aliran data penghantar supaya kadar penghantaran tidak melebihi kapasiti penerima. Proses ini memerlukan beberapa jenis mekanisme maklum balas untuk memberitahu pengirim sama ada penerima boleh bersaing dengan pengirim Iaitu, perlu ada beberapa peraturan supaya pengirim tahu dalam keadaan apa ia boleh terus menghantar bingkai seterusnya. dalam keadaan apa ia mesti menjeda penghantaran untuk meneruskan penghantaran selepas menerima beberapa jenis maklumat maklum balas.

Pengurusan Pautan

Fungsi pengurusan pautan digunakan terutamanya untuk perkhidmatan berorientasikan sambungan. Sebelum nod di kedua-dua hujung pautan ingin berkomunikasi, mereka mesti terlebih dahulu mengesahkan bahawa pihak yang satu lagi berada dalam keadaan sedia dan bertukar-tukar beberapa maklumat yang diperlukan untuk memulakan nombor jujukan bingkai Kemudian sambungan boleh diwujudkan, dan sambungan mestilah dikekalkan semasa proses penghantaran. Jika ralat berlaku, ia perlu dimulakan semula dan sambungan diwujudkan semula secara automatik. Selepas penghantaran selesai, sambungan mesti dilepaskan. Penubuhan, penyelenggaraan dan pelepasan sambungan lapisan pautan data dipanggil pengurusan pautan. Dalam kes di mana berbilang tapak berkongsi saluran fizikal yang sama (seperti dalam LAN), cara memperuntukkan dan mengurus saluran antara tapak yang memerlukan komunikasi juga tergolong dalam skop pengurusan lapisan pautan data.

Jenis bingkai

HDLC mempunyai tiga jenis: bingkai maklumat (bingkai I), bingkai pemantauan (bingkai S) dan bingkai tidak bernombor (bingkai U ) pelbagai jenis bingkai.

(1) Bingkai maklumat (bingkai I): ​​

Bingkai maklumat digunakan untuk menghantar maklumat atau data yang sah, biasanya dirujuk sebagai bingkai I. Bingkai I ditandakan dengan bit pertama perkataan kawalan ialah "0". N (S) dalam medan kawalan bingkai maklumat digunakan untuk menyimpan nombor jujukan bingkai penghantaran, supaya pengirim tidak perlu menunggu pengesahan dan menghantar berbilang bingkai secara berterusan. N(R) digunakan untuk menyimpan nombor urutan bingkai seterusnya yang dijangka diterima oleh penerima N(R) = 5, yang bermaksud bahawa penerima akan menerima bingkai No. 5 dalam erti kata lain, setiap bingkai sebelum bingkai No. 5 diterima.

(2) Bingkai pemantauan (bingkai S):

Bingkai pemantauan digunakan untuk kawalan ralat dan kawalan aliran, biasanya dirujuk sebagai bingkai S. Bingkai S ditandakan dengan "10" dalam bit pertama dan kedua medan kawalan. Bingkai S mempunyai medan maklumat, iaitu hanya 6 bait atau 48 bit. Bit ketiga dan keempat bagi medan kawalan bingkai S ialah kod jenis bingkai S Terdapat empat kod berbeza, masing-masing:

• 00 - Sedia untuk menerima (RR), ditentukan. oleh stesen induk Atau dihantar dari stesen. Stesen induk boleh menggunakan bingkai jenis RR untuk meninjau stesen hamba bingkai untuk bertindak balas, menunjukkan Nombor bingkai I seterusnya yang dijangkakan oleh stesen hamba daripada stesen induk ialah N(R).

• 01 - Reject (REJ), dihantar oleh stesen induk atau stesen hamba untuk menghendaki pengirim menolak bingkai bermula dengan nombor N (R) dan semua bingkai berikutnya A penghantaran semula dilakukan , yang juga membayangkan bahawa N(R) bingkai I sebelumnya telah diterima dengan betul.

• 10 - Terima Belum Sedia (RNR), menunjukkan bahawa bingkai I bernombor kurang daripada N (R) telah diterima, tetapi berada dalam keadaan sibuk dan tidak bersedia untuk menerima I bingkai bernombor N (R) I bingkai, yang boleh digunakan untuk mengawal lalu lintas pautan.

• 11 - Penolakan Terpilih (SREJ), yang memerlukan pengirim menghantar satu bingkai I bernombor N (R) dan membayangkan bahawa bingkai I bernombor semuanya telah diakui

(3) Bingkai tidak bernombor (bingkai U):

Bingkai tidak bernombor dinamakan kerana ia tidak mengandungi nombor N (S) dan N (R) dalam medan kawalan, dirujuk kepada sebagai bingkai U. Bingkai U digunakan untuk menyediakan penubuhan pautan, teardown dan pelbagai fungsi kawalan ini ditakrifkan oleh 5 M bit (M1, M2, M3, M4, M5, juga dipanggil bit pembetulan). Bit 5 M boleh menentukan 32 fungsi arahan tambahan atau 32 fungsi tindak balas, tetapi banyak yang kosong.

Untuk lebih banyak pengetahuan berkaitan, sila lawati ruangan Soalan Lazim!

Atas ialah kandungan terperinci Apakah blok data dalam lapisan pautan data yang sering dipanggil?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!