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HDLC

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HDLC高級數(shù)據(jù)鏈路控制是一個在同步網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)、面向比特的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，它是由國際標準化組織(ISO)根據(jù)IBM公司的SDLC協(xié)議擴展開發(fā)而成的，七十年代初，IBM公司率先提出了面向比特的同步數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程SDLC，隨后ANSI和ISO均采納并發(fā)展了SDLC，并分別提出了自己的標準：ANSI的高級通信控制過程ADCP，ISO的高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC協(xié)議。

HDLC協(xié)議的作用[ ]

  • 鏈路控制協(xié)議著重于對分段成物理塊或包的數(shù)據(jù)的邏輯傳輸，塊或包由起始標志引導并由終止標志結束也稱為幀，幀是每個控制、每個響應以及用協(xié)議傳輸?shù)乃行畔⒌?a href="/wiki/%E5%A4%9A%E5%AA%92%E4%BD%93" title="多媒體">多媒體的工具，所有面向比特的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議均采用統(tǒng)一的幀格式，不論是數(shù)據(jù)還是單獨的控制信息均以幀為單位傳送。
  • HDLC執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸控制功能，每個幀前、后均有一標志碼01111110，用作幀的起始、終止指示及幀的同步。標志碼不允許在幀的內部出現(xiàn)以免引起歧義，為保證標志碼的唯一性但又兼顧幀內數(shù)據(jù)的透明性，可以采用“0比特插入法”來解決。該法在發(fā)送端監(jiān)視除標志碼以外的所有字段，當發(fā)現(xiàn)有連續(xù)5個“1”出現(xiàn)時，便在其后添插一個“0”，然后繼續(xù)發(fā)后繼的比特流。
  • 在接收端，同樣監(jiān)除起始標志碼以外的所有字段。當連續(xù)發(fā)現(xiàn)5個“1”出現(xiàn)后，若其后一個比特“0”則自動刪除它，以恢復原來的比特流；若發(fā)現(xiàn)連續(xù)6個“1”，則可能是插入的“0”發(fā)生差錯變成的“1”，也可能是收到了幀的終止標志碼。后兩種情況，可以進一步通過幀中的幀檢驗序列來加以區(qū)分?！?比特插入法”原理簡單，很適合于硬件實現(xiàn)。
  • 在面向比特的協(xié)議的幀格式中，有一個8比特的控制字段，可以用它以編碼方式定義豐富的控制命令和應答，相當于起到了BSC協(xié)議中眾多傳輸控制 字符和轉義序列的功能。

HDLC協(xié)議特點[ ]

  1. HDLC協(xié)議不依賴于任何一種字符編碼集；數(shù)據(jù)報文可透明傳輸，用于實現(xiàn)透明傳輸?shù)摹?比特插入法”易于硬件實現(xiàn)；全雙工通信，不必等待確認便可連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率。所有幀均采用CRC校驗，對信息幀進行編號可防止漏收或重份，傳輸可靠性高；傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大靈活性和較完善的控制功能。
  2. HDLC是面向比特的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議的典型代表，該協(xié)議不依賴于任何一種字符編碼集；數(shù)據(jù)報文可透明傳輸，用于實現(xiàn)透明傳輸?shù)摹?比特插入法”易于硬件實現(xiàn)；全雙工通信，有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率；所有幀采用CRC檢驗，對信息幀進行順序編號，可防止漏收或重發(fā)，傳輸可靠性高；傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大靈活性。

由于以上特點，目前網(wǎng)絡設計普遍使用HDLC作為數(shù)據(jù)鏈路管制協(xié)議。

HDLC協(xié)議操作方式[ ]

  • HDLC是通用的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議，當開始建立數(shù)據(jù)鏈路時，允許選用特定的操作方式。所謂鏈路操作方式，通俗地講就是某站點以主站方式操作，還是以從站方式操作，或者是二者兼?zhèn)洹?/li>
  • 在鏈路上用于控制目的站稱為主站，其它的受主站控制的站稱為從站。主站負責對數(shù)據(jù)流進行組織，并且對鏈路上的差錯實施恢復。由主站發(fā)往從站的幀稱為命令幀，而由從站返回主站的幀稱響應幀。
  • 連有多個站點的鏈路通常使用輪詢技術，輪詢其它站的站稱為主站，而在點到點鏈路中每個站均可為主站，主站需要比從站有更多的邏輯功能，所以當終端與主機相連時主機一般總是主站。
  • 有些可兼?zhèn)渲髡竞蛷恼镜墓δ?，這站稱為組合站，用于組合站之間信息傳輸?shù)膮f(xié)議是對稱的，即在鏈路上主、從站具有同樣的傳輸控制功能，這又稱作平衡操作，在計算機網(wǎng)絡中這是一個非常重要的概念。相對的，那種操作時有主站、從站之分的，且各自功能不同的操作，稱非平衡操作，HDLC中常用的操作方式有以下三種：
  1. 正常響應方式NRM，（Normal Responses Mode）是一種非平衡數(shù)據(jù)鏈路操作方式，有時也稱非平衡正常響應方式。該操作方式適用于面向終端的點到點或一點與多點的鏈路。在這種操作方式，傳輸過程由主站啟動，從站只有收到主站某個命令幀后，才能作為響應向主站傳輸信息，響應信息可以由一個或多個幀組成，若信息由多個幀組成，則應指出哪一個是最后一幀。主站負責管理整個鏈路，且具有輪詢、選擇從站及向從站發(fā)送命令的權利，同時也負責對超時、重發(fā)及各類恢復 操作的控制
  2. 異步響應方式ARM，異步響應方式ARM（Asynchronous Responses Mode）也是一種非平衡數(shù)據(jù)鏈路操作方式，與NRM不同的是ARM下的傳輸過程由從站啟動，從站主動發(fā)送給主站的一個或一組幀中可包含有信息，也可以是僅以控制為目的而發(fā)的幀。在這種操作方式下由從站來控制超時和重發(fā)，該方式對采用輪詢方式的多站鏈路來說是必不可少的。
  3. 異步平衡方式ABM，異步平衡方式ABM（Asynchronous Balanced Mode）是一種允許任何節(jié)點來啟動傳輸?shù)牟僮鞣绞?，為了提高鏈路傳輸效率，?jié)點之間在兩個方向上都需要的較高的信息傳輸量。在這種操作方式下任何時候任何站都能啟動傳輸操作，每個站既可作為主站又可作為從站，每個站都是組合站，各站都有相同的一組協(xié)議，任何站都可以發(fā)送或接收命令也可以給出應答，并且各站對差錯恢復過程都負有相同的責任。

HDLC的幀格式[ ]

在HDLC中，數(shù)據(jù)和控制報文均以幀的標準格式傳送。HDLC中的幀類似于BSC的字符塊，但BSC協(xié)議中的數(shù)據(jù)報文和控制報文是獨立傳輸?shù)?，而HDLC中的命令應以統(tǒng)一的格式按幀傳輸。HDLC的完整的幀由標志字段（F）、地址字段（A）、控制字段（C）、信息字段（I）、幀校驗序列字段（FCS）等組成.

  1. 標志字段(F)，標志字段為01111110的比特模式，用以標志幀的起始和前一幀的終止。標志字段也可以作為幀與幀之間的填充字符。通常在不進行幀傳送的時刻，信道仍處于激活狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，發(fā)方不斷地發(fā)送標志字段，便可認為一個新的幀傳送已經開始。采用“0比特插入法”可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸。
  2. 地址字段(A)，地址字段的內容取決于所采用的操作方式。在操作方式中，有主站、從站、組合站之分。每一個從站和組合站都被分配一個唯一的地址。命令幀中的地址字段攜帶的是對方站的地址，而響應幀中的地址字段所攜帶的地址是本站的地址。某一地址也可分配給不止一個站，這種地址稱為組地址，利用一個組地址傳輸?shù)膸鼙唤M內所有擁有該組的站一一接收。
  3. 控制字段(C)，控制字段用于構成各種命令和響應，以便對鏈路進行監(jiān)視和控制。發(fā)送方主站或組合站利用控制字段來通知被尋址的從站或組合站執(zhí)行約定的操作；相反，從站用該字段作對命令的響應，報告已完成的操作或狀態(tài)的變化。該字段是HDLC的關鍵?？刂谱侄沃械牡谝晃换虻谝?、第二位表示傳送幀的類型，HDLC中有信息幀（I幀）、監(jiān)控幀（S幀）和無編號幀（U幀）三種不同類型的幀。
  4. 信息字段(C)，信息字段可以是任意的二進制比特串。比特串長度未作限定，其上限由FCS字段或通信站的緩沖器容量來決定，目前國際上用得較多的是1000~2000比特；而下限可以為0，即無信息字段。但是，監(jiān)控幀（S幀）中規(guī)定不可有信息字段。
  5. 幀校驗序列字段(FCS)，幀校驗序列字段可以使用16位CRC，對兩個標志字段之間的整個幀的內容進行校驗，F(xiàn)CS的生成多項式CCITT V4.1建議規(guī)定的X16+X12+X5+1。

HDLC的幀類型[ ]

  1. 信息幀（I幀），信息幀用于傳送有效信息或數(shù)據(jù)，通常簡稱I幀。I幀以控制字第一位為“0”來標志，信息幀的控制字段中的N（S）用于存放發(fā)送幀序號，以使發(fā)送方不必等待確認而連續(xù)發(fā)送多幀。N（R）用于存放接收方下一個預期要接收的幀的序號，N（R）=5，即表示接收方下一幀要接收5號幀，換言之，5號幀前的各幀接收到。
  2. 監(jiān)控幀（S幀），監(jiān)控幀用于差錯控制和流量控制，通常簡稱S幀。S幀以控制字段第一、二位為“10”來標志。S幀不帶信息字段，只有6個字節(jié)即48個比特。S幀的控制字段的第三、四位為S幀類型編碼，共有四種不同編碼，分別表示：
  • 00——接收就緒（RR），由主站或從站發(fā)送。主站可以使用RR型S幀來輪詢從站，即希望從站傳輸編號為N（R）的I幀，若存在這樣的幀，便進行傳輸；從站也可用RR型S幀來作響應，表示從站希望從主站那里接收的下一個I幀的編號是N（R）。
  • 01——拒絕（REJ），由主站或從站發(fā)送，用以要求發(fā)送方對從編號為N（R）開始的幀及其以后所有的幀進行重發(fā)，這也暗示N（R）以前的I幀已被正確接收。
  • 10——接收未就緒（RNR），表示編號小于N（R）的I幀已被收到，但目前正處于忙狀態(tài)，尚未準備好接收編號為N（R）的I幀，這可用來對鏈路流量進行控制。
  • 11——選擇拒絕（SREJ），它要求發(fā)送方發(fā)送編號為N（R）單個I幀，并暗示其它編號的I幀已全部確認。

從上可以看出接收就緒RR型S幀和接收未就緒RNR型S幀有兩個主要功能：

  1. 首先這兩種類型的S幀用來表示從站已準備好或未準備好接收信息。
  2. 其次確認編號小于N（R）的所有接收到的I幀。拒絕REJ和選擇拒絕SREJ型S幀，用于向對方站指出發(fā)生了差錯。REJ幀用于GO-back-N策略，用以請求重發(fā)N（R）以前的幀已被確認，當收到一個N（S）等于REJ型S幀的N（R）的I幀后,REJ狀態(tài)即可清除。

相關條目[ ]

參考來源[ ]