《数据透明传输技术 (2).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据透明传输技术 (2).ppt（30页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、数据透明传输技术,数据透明技术的基本概念 转义字符填充法 零比特填充法 采用特殊的信号与编码法 确定数据长度法,5.1 数据透明传输技术的概念,1 问题的提出2.所谓数据透明传输就是用户不受协议中的任何限制，可随机地传输任意比特编码的信息。用户可以完全不必知道协议中所规定的结束段的比特编码或者其他的控制字符。,5.2 转义字符填充法,数据链路控制协议 数据链路控制协议也称链路通信规程，也就是OSI参考模型中的数据链路层协议。路控制协议可分为异步协议和同步协议两大类。同步协议是以许多字符或许多比特组织成的数据块一一帧为传输单位，在帧的起始步，使帧内维持固定的时钟。由于采用帧为传输单位，所以同步协
2、议能更有效地利用信道，也便于实现差错控制、流量控制等功能。同步协议又可分为面向字符的同步协议和面向比特的同步协议及面向字节计数的同步协议三种类型。1.面向字符的数据链路控制的规程 国际标准化组织于1971年发表了ISO1745标准，规定了信息处理中数据通信系统的基本型控制规程。ISO 1745:ISO标准。ANSIX3.28 美国国家标准。ECMA-16:欧洲计算机制造商协会标准。IBM BSC:IBM公司标准我们国家于1982年低公布了GB3458-82标准。,2 传输控制字符面向字符的数据传输过程中，规定了10个控制字符作为传输控制用。传输控制字符的名称及代码如下：SOH(Start of
3、 Head)：开始，用于表示报文的标题信息或报头的开始。比特编码：0000001STX(Start d Text)：文始，标志标题信息的结束和报文文本的开始。0000010ETX(End of Text)：文终，标志报文文本的结束。EOT(End d Transmission)：送毕，用以表示一个或多个文本块的结束，并拆除链路。ETB(End of Transmission Block)：块终或组终，用以表示当报文分成多个数据块时？一个数据块的结束。ENQ(Enquire)：询问，用以请求远程站给出响应，响应可能包括站的身份或状态。,ACK(Acknowledge)：确认，由接收方发出的作为对
4、正确接收到报文的响应。NAK(Negative Acknowledge)：否认，由接收方发出的作为对未正确接收的报文的响应.0010101SYN(Synchronous)：同步字符，在同步协议中，用以实现节点之间的字符同步，或用于在无数据传输时保持该同步。0010110DLE(Data Link Escape)：转义，用以修改紧跟其后的有限个字符的意义，实现透明方式的数据传输，或者当10个传输控制字符不够用时提供新的转义传输控制字符。,3 数据透明传输的实现为了使计算机之间能传输任意数据代码，转义字符DLE用来改变后续字符的意义。如数据字段中出现了DLE、STX、ETX、ETB等字段，则在发送
5、时在这些字符前面加上转义字符，变成了DLEDLE、DLESTX、DLEETX、DLEETB发送。在接收端将DLE去掉恢复了原来数据。以上就是代码透明型面向字符的数据规程,4 转义字符填充法在internet中的应用数据链路层使用最为广泛的两个协议SLIP(Serial Line Internet Protocol)和PPP(Point-to-Point Protocol)在SLIP协议中，网际层的传输单元是IP数据报，在每一个IP数据报的首部和尾部各加上一个特殊的标识符END，封装成为SLIP帧，再送给下面物理层发送。END编码为11000000，十六进制为C0H。若在IP数据报中出现了C0H
6、编码，则将C0H编码转义为，十六进制为DBDCH。若在IP数据报中出现了11011011编码，即DBH，则将DBH转义为DBDDH,如下图,转义字符填充法,PPP帧标志位：01111110，16进制表示为7Eh信息段中出现7E，则转义为7D5D信息段中出现7D，则转义为信息段中出现ASCII码控制字符的比特编码（即小于2Oh）则在该字符前面是国一个7D,1974年,IBM公司推出了面向比特的数据链路层协议SDLC，美国标准改为ADCCP，ISO改为HDLC,作为国际标准。HDLC的帧结构（1）F：帧间隔模式：“01111110”同步符号、帧之间的填充字符。0111111001111110（2）
7、A：地址字段：通信对方的地址（3）C：控制字段：用于区分帧的类型（数据帧、监控帧、无编号帧）（4）I：信息字段：携带高层用户数据，可以是任意的二进制位串；（5）FCS：校验码：对A、C、I字段进行循环校验。,5.3 零比特填充法,校验区间,透明传输区间,起始标志 要传输的数据块 结束标志 0111111001111110 包括起始和终止标志的信息块称为HDLC的“数据帧”。“0”比特插入法 为了保证帧间隔符“01111110”的唯一性和帧内数据的透明性，保证A（地址字段）、C（控制字段）、I（信息字段）、FCS（帧校验序列）中不出现01111110的位模式，HDLC采用了0位插入法。发送端：发
8、送“01111110”后，开始数据发送，并在数据发送过程中，检查发送的位流，一旦发现连续的5个1，则自动在其后插(附)上1个0，并继续传输后继的位流；数据发送结束后，追加帧间隔符“01111110”。接收端：执行相反的动作：若识别出连续5个1和1个0，则自动丢弃该0，以恢复原来的位流；若识别出连续的6个1，表示数据结束，该数据帧接收完成。,数据中某一段的比特组合发送端遇到5个1插0后再发送010111110001111101001111101100接收端将5个1后的0删除，恢复原样010111110011111100111111100,5.4 采用特殊的信号与编码法,IEEE802.3标准：C
9、SMA/CD不必有结束符字段，也不必有数据长度,5.4 采用特殊的信号与编码法,在计算机局域网LAN(local area network)中，媒体接入控制层MAC(Media Access Control)有3个重要的协议,即IEEE 802.3、IEEE 802.4、IEEE 802.5，它们通过采用特殊的信号，解决了数据透明传输的问题。5.4.1 IEEE 802.3 CSMA/CD802.3局域网最早源于美国施乐公司(Xerox)、DEC 与Intel等三家公司合作研究10Mbps的Ethernet；并于1980年9月第一次公布了Ethernet的物理层、数据链路层规范；1981年11
10、月公布了DIX Ethernet V2.0，随后该标准成为IEEE802.3的基础。,曼彻斯特编码编码规则(b)：位中间电平从高到低跳变表示1；位中间电平从低到高跳变表示“0”。差分曼彻斯特编码编码规则(c)：在信号位开始时不改变信号极性，表示逻辑1 在信号位开始时改变信号极性，表示逻辑0,局域网介质访问控制技术共享介质局域网的工作原理,目前应用最广泛的局域网是总线型局域网，即以太网(Ethernet).IEEE 802.3定义它的协议标准。它的核心技术是随机争用介质访问控制方法，即带有冲突检测的载波侦听多路访问方法(CSMA/CD,carrier sense multiple access
11、with collision detection),CSMA/CD的工作原理：先听后发、边听边发、冲突停止和随机延迟,（1）、载波监听多路访问控制方法（CSMA）“先听后说”：每个站在发送数据前，先监听信道上有无其它站正在发送信息。如果没有（即信道空闲），则发送数据；如果有其它站正在发送数据（即信道忙），则暂不发送，退避一段时间后再发送.,侦听忙后的处理（二进制退避算法来决定避让的时间）,非坚持：若总线忙，则不再侦听，隔一定时间再侦听。若空闲，则立即发送数据。P坚持：若总线忙，继续侦听，一旦发现空闲，以概率P发送数据 1坚持：若总线忙，一直侦听，直到空闲，立即发送，若有冲突，重新侦听,（2）、
12、载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）,CSMA/CD的工作原理：“先听后说，边听边说”采用边发送边监听的方式，一旦监听到冲突，冲突双方就立即停止发送，且强化冲突，以免浪费信道时间，使信道很快进入空闲期。,（3）载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）的特点,所有节点都不断的对信道进行监听；如果信道有空，则可发送数据；如果信道中有数据正在发送，则按照二进制后退算法等待一段时间后在发送；当出现冲突时，就退出，暂时停止发送信息；将冲突检测到信号发送给所有节点；重发数据。,时刻t:A站开始发送(a),时刻t+-:B站开始发送(b),时刻t+:发生冲突(c),时刻t+2:A检测到冲突(d),
13、传播延迟是造成冲突的原因,端到端最大传播延迟,5.4 采用特殊的信号与编码法,IEEE802.3标准：CSMA/CD不必有结束符字段，也不必有数据长度,5.4.2 令牌控制技术,令牌控制技术，利用“令牌”作为控制结点访问公共传输介质的方法，它用于环形和总线形两种拓扑结构网络，这种访问方式在环形和总线形网中建立起来的环，是一种逻辑环。1、令牌环访问控制方式令牌环是一种适用于环形网络的介质访问控制方式，已由IEEE802委员会建议成为局域网控制协议标准之一，即IEEE802.5标准。在令牌环网中，令牌也叫通行证，它具有特殊的格式和标记。令牌有“忙（Busy）”和“空闲（Free）”两种状态。,令牌
14、环的操作过程Token Ring/802.5,首先建立一个逻辑环，将所有站点同物理媒体相连，然后产生一个控制令牌。控制令牌由一个站点沿着逻辑环顺序向下一个站点传递。(3)网络空闲时，只有一个令牌在环路上绕行。其中包含一位“令牌/数据帧”标志位，标志位为“0”表示该令牌为可用的空令牌，标志位为“1”表示有站点正占用令牌在发送数据帧。(4)当一个站点要发送数据时，必须等待并获得一个令牌，将令牌的标志位置为“1”，随后便可发送数据。(5)环路中的每个站点边转发数据，边检查数据帧中的目的地址，若为本站点的地址，便读取其中所携带的数据。(6)数据帧绕环一周返回时，发送站将其从环路上撤消。(7)发送站点完
15、成数据发送后，重新产生一个令牌传至下一个站点，以使其它站点获得发送数据帧的许可权。,Token Ring/802.5的操作举例,A,T=0,T,A,T=0,T,A,T=1,T,Data,C,T,Data,C,T,Data,C,T,Data,C,Data,（a）,B,（c）,帧循环一圈后A将数据帧回收并放出空令牌,A有数据要发送，它抓住空令牌,A将令牌修改为数据帧，并加挂数据,C,C,C,采用特殊的信号与编码法,IEEE802.5标准：令牌环违例的曼彻斯特码,令牌帧非令牌帧,帧起始标志帧结束标志,V1 V0 0 V1 V0 0 0 0,V1 V0 1 V1 V0 1 0 0,5.4.3 IEEE
16、802.4 令牌总线,在物理上令牌总线是一根线状或树状的拓扑结构，逻辑是环型令牌总线访问控制方式（Token-Bus）是在综合了CSMA/CD访问控制方式和令牌环访问控制方式的优点基础上形成的一种介质访问控制方式。IEEE 802.4标准规定了令牌总线媒体访问控制方法与相应的物理规范。令牌总线控制方式主要用于总线型或树型网络结构中。该方式是在物理总线上建立一个逻辑环。如下图所示，一个总线结构网络，如果指定每一个站点在逻辑上相互连接的前后地址，就可构成一个逻辑环。如图中ABDEA（C站点没有连入令牌总线中）。,总线结构中的令牌环,A,前E,后B,C,前无,后无,E,前D,后A,B,前A,后D,D,前B,后E,BUS,令牌总线帧格式前导码(P)，用于收发同步；帧开始标志(SD)，标识帧的开始 帧控制字段(FC)，用于区分帧的类型，包括MAC控制帧、LLC数据帧、站点管理数据帧等。宿/源地址(DA/SA)数据字段(DATA)，根据帧控制字段（FC）的取值.帧校验序列(FCS)，对SD和ED之间的所有字段进行循环冗余校验；帧结束标志（ED），标识帧的结束，同时也标识了帧中FCS的位置.起始和结束指明帧的开始和结束，这两个字段中包含了模拟编码，而不是0和1，因此它们不会偶然出现在数据中。解决了数据透明传输的问题。,确定长度法总长度指首部和数据之和的长度。,固定长度法,
