HDLC協議(一) 基本概念

2021-10-10 10:03:51 字數 4084 閱讀 9563

廣域網簡稱wan,是一種跨越超大的、地域性的計算機網路集合。通常跨省、市、甚至乙個國家。廣域網包括很多子網,子網可以是區域網;也可以是小型的廣域網。由於序列通訊有著傳輸距離遠、成本低的特點,所以遠距離、超遠距離的通訊中較常使用序列通訊。廣域網以及兩種最常用的廣域網鏈路層協議——ppp協議hdlc協議

hdlc就是一種面向位元的網路節點之間同步傳輸資料的資料鏈路層協議。

【注】:osi是open system interconnect的縮寫,意為開放式系統互聯。開放系統互連參考模型 (open system interconnect 簡稱osi)是國際標準化組織(iso)和國際電報**諮詢委員會(ccitt)聯合制定的開放系統互連參考模型,為開放式互連資訊系統提供了一種功能結構的框架。它從低到高分別是:物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層

hdlc(high-level data link control,高階資料鏈路控制),是鏈路層協議的一項國際標準,用以實現遠端使用者間資源共享以及資訊互動。hdlc協議用以保證傳送到下一層的資料在傳輸過程中能夠準確地被接收,也就是差錯釋放中沒有任何損失,並且序列正確。hdlc協議的另乙個重要功能是流量控制,即一旦接收端收到資料,便能立即進行傳輸。

hdlc協議由iso/iec13239定義,於2023年修訂,2023年再次討論後定稿。在通訊領域中,hdlc協議應用非常廣泛,其工作方式可以支援半雙工、全雙工傳送,支援點到點、多點結構,支援交換型、非交換型通道。 

hdlc(high-level data link control,高階資料鏈路控)協議是一種面向位元的高效鏈路層協議。一般情況下,hdlc通訊協議ip核為三個部分,即外部介面模組、資料傳送部分和資料接收部分。在這類面向位元的資料鏈路協議中,幀頭和幀尾都是特定的二進位制序列, 通過控制欄位來實現對鏈路的監控,可以採用多種編碼方式 實現高效的、可靠的透明傳輸。故其最大特點是不需要資料必須是規定字符集,對任何一種位元流,均可以實現透明的傳輸。

2023年,ibm公司率先提出了面向位元的同步資料鏈路控制規程sdlc(synchronous data link control)。隨後,ansi和iso均採納並發展了sdlc,並分別提出了自己的標準:

從此,hdlc協議開始得到了人們的廣泛關注,並開始應用於通訊領域的各個方面。

hdlc協議使用統一的幀格式,運用方便;採用零位元插入法,易於硬體實現,且支援任意的位流傳輸,實現資訊的透明傳輸;全雙工通訊,吞吐率高,在未收到應答幀的情況下,可連續傳送資訊幀,提高資料鏈路傳輸的效率;採用crc幀校驗序列,可防止漏幀,提高資訊傳輸的可靠性。

主要有四個特點:

hdlc協議定義了3種型別的站、2種鏈路配置和3種資料傳輸方式。

hdlc的幀型別包括以下3種:

(1)資訊幀(l幀)。資訊幀包含使用者資料、該幀的編號和捎帶的應答序列n(r)。i幀包含一位pf位,主站發出的命令幀是p,即詢問(polling);從站發出的響應幀是f位,即終止位(final)。

在正常響應方式(nrm)下,主站發出的命令幀將pf置l,表示詢問幀,也允許從站傳送資料;從站響應主站的詢問,可以傳送多個響應幀表示,只將最後乙個響應幀的pf置1就表示資料傳送完畢。在非同步響應方式(arm)和非同步平衡方式(abm)時,p/f位用於控制u幀和s幀的交換過程。

(2)管理幀(s幀)。管理幀負責流量控制和差錯控制,管理幀有4種,包括接收就緒(rr)、接收未就緒(rnr)、拒絕接收(rej)和選擇性拒絕接收(sreg)。

s幀的名稱和功能:

(3)無編號幀(u幀)。u幀用於鏈路控制。u幀比較多,按其控制功能可以分為以下幾類:

hdlc幀的u幀的型別定義 :

(1)幀標誌f。hdlc採用固定的標誌欄位01111110作為幀的邊界。當接收端檢測到乙個f標誌時就開始接收幀,在接收的過程中如果發現f標誌就認為該幀結束了。在傳輸的資料中可能會含有和標誌字段相同的字段,而導致接收端誤以為資料傳輸結束,為了防止這種情況的發生,引入了位填充技術。傳送站在傳送的資料位元序列中一旦發現0後有5個1,就在第7位插入乙個0。接收端要進行相反的操作,如果在接收端發現0後面有5個1,則檢查第7位,如果是0,則將0刪除;如果是1並且第8位是0,則認為是標誌欄位f,這樣就保證了資料位元位中不會有和標誌字段相同的字段。

(2)位址欄位a。位址欄位用在多點鏈路中,它是用來存放從站的位址的。一般的位址欄位是8位長,也可以擴充套件採用更長的位址,但是都是8的整數倍。每乙個8位組的最低位表示該8位是否是位址欄位的末尾:1表示是最後的8位組;0表示後面還有位址組,其餘的7位表示整個擴充套件字段。

(3)控制欄位c。hdlc定義了3種不同的幀,可以根據控制字段區分,資訊幀(l幀)不僅用來傳送資料,而且捎帶流量控制和差錯控制的應答訊號。管理幀(s幀)是在不使用捎帶機制的情況下管理幀控制的傳輸過程。無編號幀(u幀)具有各種鏈路的控制功能。控制字段使用前1位或前2位用來區別不同格式的幀,基本控制字段長度是8位。擴充套件控制欄位是16位。

控制欄位中傳輸幀的型別用第1位或第1、第2位表示。在hdlc中有三種不同型別的幀,分別是資訊幀、監控幀和無編號幀。資訊幀對應的第1位為「0」,監控幀對應的第1位和第2位為「10」,無編號幀對應的第1位和第2位為「11」。所有幀的控制欄位的第5位都相同,叫做p/f位。 在資訊幀中,第2、3、4位表示的n(s)是傳送幀的幀序號。第5位p/f是輪詢位,其值為1時,**詢的從站對主站的要求必須給出響應。第6、7、8位表示的n(r)是主站要接收的下乙個幀的序號。 在監控幀中,第3、4位表示的是s幀的型別編碼。第5位p/f是輪詢/終止位,其值為1時,表明了接收方已經確認結束。 在無編號幀中,鏈路的建立、控制和斷等多種功能都由其管控。各種功能由第2、3、4、6、7、8位這五個m位來表示,根據組合計算能夠表示最多32種命令或應答的功能。  

(4)資訊欄位info。i幀和一部分的u幀含有控制字段。這個字段可以包含使用者資料的所有位元序列,長度沒有限制,但在使用時通常限定了長度。

(5)校驗欄位fcs。校驗字段包含位址字段、控制字段、資訊欄位的校驗和,但不包括標誌字段。一般校驗字段使用的是16bit的crcccitt標準的校驗序列,也可以使用32bit的crc-32校驗序列。

隨著通訊的進步,通訊通道的可靠性比過去已經有了非常大的改進。已經沒有必要在資料鏈路層使用很複雜的協議(包括編號、檢錯重傳等技術)來實現資料的可靠傳輸。因此,不可靠傳輸協議ppp已成為資料鏈路層主流協議,而可靠傳輸責任落到運輸層tcp協議身上。

下面來討論其鏈路協商的過程。

(1)協商建立過程:hdlc每隔10s後互相傳送鏈路探測的協商報文,報文的收發順序是由序號決定的,序號失序則造成鏈路中斷。這種用來探詢點到點鏈路是否啟用狀態的報文稱之為keepalive報文。

(2)傳輸報文過程:將ip報文封裝在hdlc層上,資料傳輸過程中,仍然進行keep-alive的報文協商以探測鏈路的合法有效。

(3)超時斷連階段:當封裝hdlc的介面連續3次(當接收包速率超過1000packets/s時為6次),無法收到對方對自己的遞增序號的確認時,hdlc協議line protocol由up向down轉變。此時鏈路處於癱瘓狀態,資料無法通訊。

簡單的說,鏈路處於down狀態,當裝置檢測到載波或網管配置指示物理層可用時,hdlc傳送乙個up事件,進入establish階段。啟動鏈路檢測定時器、初始化超時計數器,通過keepalive報文互動建立連線,當收到對端鏈路檢測幀時,將鏈路協議up並進入maintain階段,鏈路始終處於up狀態、可承載網路層報文。 

HuaWei BGP協議基本概念

1 自治系統as autonomous system as是指在乙個實體管轄下的擁有相同選路策略的ip網路,bgp網路中的每個as都被分配乙個唯一的as號,用於區分不同的as,as號分為2位元組as號和4位元組as號,其中2位元組as號的範圍1至65 535 2 16 4位元組as號的範圍為1至4 ...

IS IS協議基本概念

1,區域,area ospf區域 0,骨幹區域.1,非骨幹區域.isis中,不再是以號碼來決定區域.isis允許將整個路由域分為多個區域.乙個路由器目前最多有254個area id.配置不同的區域id是為了平滑的進行區域合併,分割,轉換使用.和ospf不同的是,乙個路由必須整個屬於某個區域,而不能是...

藍芽協議分析 基本概念

自1994年由愛立信推出至今,藍芽技術已經走過了20個歲月。從最初的bluetooth v1.0,到如今的bluetooth v4.0 最新的為v4.1,2013年底發布 經歷了近9個版本的修訂後,發展為當前的狀況。說實話,如今的藍芽4.0,簡直是乙個大雜燴 br edr沿用舊的藍芽規範 le抄襲8...