通信网络基础第三章：链路层协议和网络性能分析
通信网络是由子网和终端构成的，子网又由物理传输链路和链路的汇聚点组成。链路层是通信网络中的一个重要层次，它负责在物理层提供的原始比特流上建立可靠的数据传输。本章主要介绍了链路层的功能，分类，协议和网络性能分析。
链路层的功能有以下几点：
1.将物理层提供的比特流划分为数据帧，每个数据帧包含一个分组头和一个数据部分。分组头用于存放目的地址，源地址，控制信息等，数据部分用于存放上层传来的数据。
2.在数据帧中添加差错控制码，用于检测或纠正传输过程中可能产生的差错。
3.在发送端和接收端之间建立逻辑连接，实现数据帧的有序传输和接收。
4.根据网络状况和传输需求，对数据帧进行流量控制和拥塞控制，避免出现数据丢失或延迟。
5.提供服务接口给上层，使上层能够透明地使用链路层提供的服务。
链路层可以根据不同的传输介质，传输方式，传输速率等因素进行分类。常见的链路层分类有以下几种：
1.面向字符的链路层：将比特流划分为固定长度的字符（通常为8位），在字符之间插入特殊字符作为帧界定符。例如HDLC协议就是一种面向字符的链路层协议。
2.面向比特的链路层：将比特流划分为可变长度的数据帧，使用比特模式作为帧界定符。例如PPP协议就是一种面向比特的链路层协议。
3.采用长度计数的组帧技术：在每个数据帧中添加一个长度字段，表示数据部分的长度。这种技术不需要使用帧界定符，因此开销较小。例如以太网就是一种采用长度计数的组帧技术。
链路层协议是指在链路层实现数据传输功能所遵循的规则和约定。链路层协议可以分为两类：自动重传请求（ARQ）协议和前向纠错（FEC）协议。
1.ARQ协议是指在发送端发送数据帧后，等待接收端返回确认帧（ACK）或否定确认帧（NAK）。如果发送端收到ACK，则表示数据帧已经正确接收；如果收到NAK或超时未收到任何回应，则表示数据帧已经丢失或损坏，需要重发。ARQ协议可以进一步分为停等式ARQ协议，滑动窗口ARQ协议和选择重传ARQ协议，它们的区别在于发送端可以发送多少个未确认的数据帧，以及接收端可以接收多少个乱序的数据帧。
2.FEC协议是指在发送端对数据帧进行编码，增加一些冗余信息，使得接收端可以利用这些冗余信息来检测或纠正传输过程中可能产生的差错。FEC协议不需要接收端返回任何确认帧，因此可以减少传输时延和开销。FEC协议的代表是海明码和循环冗余校验码（CRC）。
网络性能分析是指对通信网络的各种性能指标进行量化的评估和计算。常见的网络性能指标有以下几种：
1.吞吐量：指单位时间内通过网络的有效数据量，通常用比特/秒或分组/秒来表示。
2.时延：指数据从源端到目的端经过网络传输所需要的时间，通常由发送时延，传播时延，处理时延和排队时延四部分组成。