数据链路层的帧同步与差错控制-以太网与PPP协议解析

"冗余码的计算-计算机网络课件" 在计算机网络中，数据链路层是OSI模型的第二层，它负责在两个相邻节点间建立和维护数据链路，实现数据的无差错传输。冗余码计算是数据链路层的一种错误检测方法，主要用于增加数据的可靠性。 冗余码的计算通常涉及到模2运算，这是一种二进制运算，它不考虑加法中的进位。具体来说，如果我们要对一个长度为k位的数字M进行冗余码的添加，我们会在M后面附加n个0，形成一个(k+n)位的数字。接着，这个(k+n)位的数字会除以一个长度为(n+1)位的除数P。这个除数P通常是预先选定的，例如CRC（循环冗余校验）码中常用的多项式。 进行模2除法后，我们可以得到一个商Q和一个余数R。由于R的长度比除数P少1位，即R是n位。这个余数R就是我们要找的冗余码，它会被添加到原始数据的末尾，形成一个新的(k+n)位的帧。这样，接收端通过同样的除法操作可以检查收到的帧是否有误，如果计算出的余数不为0，则说明传输过程中可能出现了错误。 数据链路层的其他关键功能包括帧同步、差错控制、流量控制和链路管理。帧同步是确保正确识别数据帧的开始和结束的关键，通过特定的帧起始和结束标志来实现。差错控制主要采用检错和纠错技术，如奇偶校验、CRC校验等，以发现和纠正传输错误。流量控制是为了防止发送方过快发送数据导致接收方无法处理，常见的有滑动窗口协议。链路管理涉及建立、维护和终止两个节点间的连接，如PPP协议中的LCP（链路控制协议）和NCP（网络控制协议）。 点对点信道的数据链路层如PPP协议，适用于一对一的通信，而广播信道如以太网则采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议，允许多个设备共享同一信道。以太网帧结构包含前导码、起始定界符、源和目的地址、类型字段以及数据和校验字段。随着技术的发展，以太网经历了从最初的10Mbps到100Mbps、1Gbps甚至10Gbps的高速以太网的演进，以满足更高的数据传输需求。 总结而言，冗余码计算是数据链路层中一种重要的错误检测手段，它结合了模2运算和除法，用于生成和验证数据帧的完整性。数据链路层的其他功能则涵盖了数据传输的多个方面，确保数据在网络中的可靠传输。