HDLC

　　高級數(shù)據(jù)鏈路控制（High-Level Data Link Control或簡稱HDLC），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(Synchronous Data Link Control)協(xié)議擴展開發(fā)而成的。

　　特點與格式

　　面向比特的協(xié)議中最有代表性的是IBM的同步數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程SDLC(Synchronous Data Link Control)，國際標準化組織ISO (International Standards Organization)的高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC(High Level Data Link Control)，美國國家標準協(xié)會(American National Standar ds Institute )的先進數(shù)據(jù)通信規(guī)程ADCCP ( Advanced Data Communications Control Procedure)。這些協(xié)議的特點是所傳輸?shù)囊粠瑪?shù)據(jù)可以是任意位，而且它是靠約定的位組合模式，而不是靠特定字符來標志幀的開始和結(jié)束，故稱"面向比特"的協(xié)議。

　　幀信息的分段

　　SDLC/HDLC的一幀信息包括以下幾個場(Field)，所有場都是從最低有效位開始傳送。

　　1. SDLC/HDLC標志字符

　　SDLC/HDLC協(xié)議規(guī)定，所有信息傳輸必須以一個標志字符開始，且以同一個字符結(jié)束。這個標志字符是01111110，稱標志場(F)。從開始標志到結(jié)束標志之間構(gòu)成一個完整的信息單位，稱為一幀(Frame)。所有的信息是以幀的形式傳輸?shù)模鴺酥咀址峁┝嗣恳粠倪吔?。接收端可以通過搜索"01111110"來探知幀的開頭和結(jié)束，以此建立幀同步。

　　2.地址場和控制場

　　在標志場之后，可以有一個地址場A(Address)和一個控制場C(Contro1)。地址場用來規(guī)定與之通信的次站的地址。控制場可規(guī)定若干個命令。SDLC規(guī)定A場和C場的寬度為8位。HDLC則允許A場可為任意長度，C場為8位或16位。接收方必須檢查每個地址字節(jié)的第一位，如果為"0"，則后邊跟著另一個地址字節(jié);若為"1"，則該字節(jié)就是最后一個地址字節(jié)。同理，如果控制場第一個字節(jié)的第一位為"0"，則還有第二個控制場字節(jié)，否則就只有一個字節(jié)。

　　3.信息場

　　跟在控制場之后的是信息場I(Information)。I場包含有要傳送的數(shù)據(jù)，亦成為數(shù)據(jù)場。并不是每一幀都必須有信息場。即信息場可以為0，當它為0時，則這一幀主要是控制命令。

　　4.幀校驗場

　　緊跟在信息場之后的是兩字節(jié)的幀校驗場，幀校驗場稱為FC(Frame Check)場， 校驗序列FCS(Frame check Sequence)。SDLC/HDLC均采用16位循環(huán)冗余校驗碼CRC (Cyclic Redundancy Code)，其生成多項式為CCITT多項式X^16+X^12+X^5+1。除了標志場和自動插入的"0"位外，所有的信息都參加CRC計算。 CRC的編碼器在發(fā)送碼組時為每一碼組加入冗余的監(jiān)督碼位。接收時譯碼器可對在糾錯范圍內(nèi)的錯碼進行糾正，對在校錯范圍內(nèi)的錯碼進行校驗，但不能糾正。超出校、糾錯范圍之外的多位錯誤將不可能被校驗發(fā)現(xiàn) 。

　　實際應用時的兩個技術(shù)問題

　　1."0"位插入/刪除技術(shù)

　　如上所述，SDLC/HDLC協(xié)議規(guī)定以01111110為標志字節(jié)，但在信息場中也完全有可能有同一種模式的字符，為了把它與標志區(qū)分開來，所以采取了"0"位插入和刪除技術(shù)。具體作法是發(fā)送端在發(fā)送所有信息(除標志字節(jié)外)時，只要遇到連續(xù)5個"1"，就自動插入一個"0"當接收端在接收數(shù)據(jù)時(除標志字節(jié))如果連續(xù)接收到5個"1"，就自動將其后的一個"0"刪除，以恢復信息的原有形式。這種"0"位的插入和刪除過程是由硬件自動完成的，比上述面向字符的"數(shù)據(jù)透明"容易實現(xiàn)。

　　2. SDLC/HDLC異常結(jié)束

　　若在發(fā)送過程中出現(xiàn)錯誤，則SDLC/HDLC協(xié)議用異常結(jié)束(Abort)字符，或稱失效序列使本幀作廢。在HDLC規(guī)程中7個連續(xù)的"1"被作為失效字符，而在SDLC中失效字符是8個連續(xù)的"1"。當然在失效序列中不使用"0"位插入/刪除技術(shù)。

　　SDLC/HDLC協(xié)議規(guī)定，在一幀之內(nèi)不允許出現(xiàn)數(shù)據(jù)間隔。在兩幀信息之間，發(fā)送器可以連續(xù)輸出標志字符序列，也可以輸出連續(xù)的高電平，它被稱為空閑(Idle)信號。

　　HDLC中常用的操作方式

　　(1)正常響應方式NRM

　　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(quán)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)牟僮鞣绞健榱颂岣哝溌穫鬏斝?，?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。

　　(3)異步響應方式

　　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蓮路來說是必不可少的。

　　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(jīng)開始。采用“0比特插入法”可以實現(xiàn)0數(shù)據(jù)的透明傳輸。

　　(2)地址字段(A)

　　地址字段的內(nèi)容取決于所彩了的操作方式。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(nèi)所有擁有該組一焉的站接收。但當一個站或組合站發(fā)送響應時，它仍應當用它唯一的地址。還可用全“1”地址來表示包含所有站的地址，稱為廣播地址，含有廣播地址的幀傳送給鏈路上所有的站。另外，還規(guī)定全“0”地址為無站地址，這種地址不分配給任何站，僅作作測試。

　　(3)控制字段(C)

　　控制字段用于構(gòu)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(guān)鍵。控制字段中的第一位或第一、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。控制字段的第五位是P/F位，即輪詢/終止(Poll/Final)位。

　　(4)信息字段(I)

　　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，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(nèi)容進行校驗。FCS的生成多項式CCITV4.1建議規(guī)定的X16+X12+X5+1。

　　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。N(S)和N(R)均為3位二進制編碼，可取值0～7。

　　(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，并暗示它編號的I幀已全部確認。

　　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：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;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?qū)Ψ秸局赋霭l(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。SREJ幀用于選擇重發(fā)策略，當收到一個N(S)等SREJ幀的N(R)的I幀時，SREJ狀態(tài)即應消除。

　　(3)無編號幀(U幀)

　　無編號幀因其控制字段中不包含編號N(S)和N(R)而得名，簡稱U幀。U幀用于提供對鏈路的建立、拆除以及多種控制功能，這些控制功能5個M位(M1、M2、M3、M4、M5，也稱修正位)來定義。5個M位可以定義32種附加的命令功能或32種應答功能，但目前許多是空缺的。

　　以上就是高級數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC幀格式的全部內(nèi)容，謝謝閱讀，希望能幫到大家，請繼續(xù)關(guān)注武林網(wǎng)，我們會努力分享更多優(yōu)秀的文章。