数据链路层帧传输的三个基本问题

1. 封装成帧
2. 透明传输
3. 差错控制

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封装成帧 ：
封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。
用控制字符进行帧定界的方法举例 ：

• SOH(Start Of Head):0x01
• EOT(End Of Transmission):0x04

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透明传输 ：

解决透明传输问题：字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)
发送端的数据链路层在数据中出现的控制字符“SOH”或“EOT”前插入一转义字符“ESC”。接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。 ESC:0x1B

如果转义字符也出现数据当中，怎么办？
在转义字符前面再插入一个转义字符。

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差错控制 ：
在传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1。 在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)。 误码率与信噪比有很大的关系。为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。 在数据链路层传送的帧中，广泛使用循环冗余检验 CRC 检错技术。

循环冗余检验的原理：
在发送端，先把数据 M 划分为组。假定每组 k 个比特，则需在 M 后面再添加供差错检测用的n 位冗余码一起发送。

n 位冗余码的计算方法：
假设 M 分为一组，即 k = length(M) .

1. 选定长度为 (n + 1) 位的除数P
2. 用二进制模 2 运算进行 2n 乘M 的运算，并以此结果为被除数。
3. 将得到的 (k + n) 位被除数除以除数P，得出商Q ，余数R，余数R即为所求n位冗余码。

例：M = 101001（k = 6）
设 n = 3, 除数 P = 1101， 被除数是 2nM = 101001000。 模 2 运算的结果是：商 Q = 110101， 余数 R = 001。 把余数 R 作为冗余码添加在数据 M 的后面发送出去。发送的数据是：2nM + R 即：101001001，共 (k + n) 位。

接收端对收到的每一帧进行 CRC 检验

• 若得出的余数 R = 0，则判定这个帧没有差错，就接受(accept)。
• 若余数 R = 0，则判定这个帧有差错，就丢弃。

但这种检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪几个比特出现了差错。 只要经过严格的挑选，并使用位数足够多的除数 P，那么出现检测不到的差错的概率就很小很小。
仅用循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到无差错接受(accept)。“无差错接受”指：“凡是接受的帧（即不包括丢弃的帧），我们都能以非常接近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错”。要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。

帧检验序列 FCS
在数据后面添加上的冗余码称为帧检验序列 FCS (Frame Check Sequence)。
CRC、FCS区别 ：

• CRC 是一种常用的检错方法，而 FCS 是添加在数据后面的冗余码。
• FCS 可以用 CRC 这种方法得出，但 CRC 并非用来获得 FCS 的唯一方法。

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例：
要发送的数据为1101011011 。采用CRC的生成多项式是P(X) = X⁴ + X + 1 。

1. 试求应添加在数据后面的余数。
2. 数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？
3. 数据在传输过程中最后两个1变成了0，问接收端能否发现？
4. 采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？

P(X) = X⁴ + X + 1 。// 第0、1、4位为1，其余位为0 。
P = 10011， n = 4 。// p有5位，所以n = 5 - 1 = 4 。
2⁴ * 1101011011 = 11010110110000 。
11010110110000 / 10011 余数为 1110 。
添加的检验序列是1110；2、3均可发现。
缺乏重传机制，数据链路层的传输是不可靠的传输。