hdlc

hdlc簡介

　　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

　　1. 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；2. 數(shù)據(jù)報文可透明傳輸，用于實現(xiàn)透明傳輸?shù)?ldquo;0比特插入法”易于硬件實現(xiàn)；3. 全雙工通信，有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率；4. 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；5. 傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大靈活性。高級數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程（HDLC），是位于數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議之一，其工作方式可以支持半雙工、全雙工傳送，支持點到點、多點結(jié)構(gòu)，支持交換型、非交換型信道，它的主要特點包括以下幾個方面：1. 透明性：為實現(xiàn)透明傳輸，HDLC定義了一個特殊標志，這個標志是一個8位的比特序列，（01111110），用它來指明幀的開始和結(jié)束。同時，為保證標志的唯一性，在數(shù)據(jù)傳送時，除標志位外，采取了0比特插入法，以區(qū)別標志符，即發(fā)送端監(jiān)視比特流，每當發(fā)送了連續(xù)5個1時，就插入一個附加的0，接收站同樣按此方法監(jiān)視接收的比特流，當發(fā)現(xiàn)連續(xù)5個1時而第六位為0時，即刪除這位0。2. 幀格式：HDLC幀格式包括地址域、控制域、信息域和幀校驗序列。3. 規(guī)程種類：HDLC支持的規(guī)程種類包括異步響應方式下的不平衡操作、正常響應方式下的不平衡操作、異步響應方式下的平衡操作。

hdlc百科

　　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。

　　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(jié)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拿襟w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。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(nèi)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(nèi)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。“0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(zhuǎn)義序列的功能。作為面向比特的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議的典型，HDLC具有如下特點：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)?ldquo;0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。由于以上特點，使得網(wǎng)絡設(shè)計普遍使用HDLC作為數(shù)據(jù)鏈路管制協(xié)議。

　　特點

　　1. 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；2. 數(shù)據(jù)報文可透明傳輸，用于實現(xiàn)透明傳輸?shù)?ldquo;0比特插入法”易于硬件實現(xiàn)；3. 全雙工通信，有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率；4. 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；5. 傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大靈活性。高級數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程（HDLC），是位于數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議之一，其工作方式可以支持半雙工、全雙工傳送，支持點到點、多點結(jié)構(gòu)，支持交換型、非交換型信道，它的主要特點包括以下幾個方面：1. 透明性：為實現(xiàn)透明傳輸，HDLC定義了一個特殊標志，這個標志是一個8位的比特序列，（01111110），用它來指明幀的開始和結(jié)束。同時，為保證標志的唯一性，在數(shù)據(jù)傳送時，除標志位外，采取了0比特插入法，以區(qū)別標志符，即發(fā)送端監(jiān)視比特流，每當發(fā)送了連續(xù)5個1時，就插入一個附加的0，接收站同樣按此方法監(jiān)視接收的比特流，當發(fā)現(xiàn)連續(xù)5個1時而第六位為0時，即刪除這位0。2. 幀格式：HDLC幀格式包括地址域、控制域、信息域和幀校驗序列。3. 規(guī)程種類：HDLC支持的規(guī)程種類包括異步響應方式下的不平衡操作、正常響應方式下的不平衡操作、異步響應方式下的平衡操作。

　　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)?。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(shù)，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。在一個站連接多條鏈路的情況下，該站對于一些鏈路而言可能是主站，而對另外一些鏈路而言又可能是從站。有些可兼?zhèn)渲髡竞蛷恼镜墓δ埽@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：

　　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。NRM操作方式見圖3.7（a）。

　　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。ARM操作方式見圖3.7（b）。

　　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。

　　幀格式

　　hdlc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。

　　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)數(shù)據(jù)的透明傳輸。

　　地址字段（A）地址字段的內(nèi)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(nèi)所有擁有該組的站一一接收。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。

　　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?？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?？刂谱侄蔚牡谖逦皇荘/F位，即輪詢/終止（Poll/Final）位?？刂谱侄沃械?或第1、2位表示傳送幀的類型，第1位為“0”表示是信息幀，第1、2位為“10”是監(jiān)控幀，“11”是無編號幀。信息幀中，234位為存放發(fā)送幀序號，5位為輪詢位，當為1時，要求被輪詢的從站給出響應，678位為下個預期要接收的幀的序號。監(jiān)控幀中，34位為S幀類型編碼。第5位為輪詢/終止位，當為1時，表示接收方確認結(jié)束。無編號幀，提供對鏈路的建立、拆除以及多種控制功能，用34678這五個M位來定義，可以定義32種附加的命令或應答功能。

　　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。

　　幀校字段（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CCITT V4.1建議規(guī)定的X16+X12+X5+1。

　　幀類型

　　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。

　　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，但當前正處于忙狀態(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?？梢钥闯觯邮站途wRR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。

　　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，但是當要求提供不可靠的無連接服務時，它有時也可以承載數(shù)據(jù)。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，但現(xiàn)在許多是空缺的。

　　工作原理

　　HDLC如何保證數(shù)據(jù)的透明傳輸HDLC通過采用“0比特插入法”來保證數(shù)據(jù)的透明傳輸。即：在發(fā)送端，只要發(fā)現(xiàn)有5個連續(xù)“1”，便在其后插入一個“0”。在接收一個幀時，每當發(fā)現(xiàn)5個連續(xù)“1”后是“0”，則將其刪除以恢復比特流的原貌。

　　常見問題

　　1）什么是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。思科路由器上的默認WAN接口封裝協(xié)議，是思科私有協(xié)議，如果同不同廠商的設(shè)備連接需要改成其他的封裝協(xié)議進行通信。

　　2） 什么是 DCEData Communications Equipment（數(shù)據(jù)通信設(shè)備）的首字母縮略詞。它在DTE和傳輸線路之間提供信號變換和編碼功能，并負責建立、保持和釋放鏈路的連接，如Modem。在思科路由器上作為DCE端的接口需要提供時鐘，才能使兩端協(xié)議協(xié)商成功。使用show controller 命令可以查看接口是否屬于DCE

　　3） clock rate 命令如果本端口連接的是DCE線纜，則要設(shè)同步時鐘，單位bps ，默認情況下接口上不配置 clock rate 。eg. Router# configure terminalEnter configuration commands， one per line. End with CNTL/Z.Router（config）# interface serial 5/0Router（config-if）# clock rate 1234567%clock rate rounded to nearest value that your hardware can support.%Use Exec Command ‘more system:running-config’ to see the value rounded to.Router（config-if）# exitRouter（config）#Router# more system:running-configBuilding configuration.。。。。。！interface Serial5/0no ip addressclock rate 1151526！。。.