广域网协议（HDLC协议和PPP协议）

2.1 HDLC（高级数据链路控制协议）

 

是一个在同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议，它是由国际标准化组织(ISO)根据IBM公司的SDLC(SynchronousData Link Control)协议扩展开发而成的，能够实现可靠传输。

 

2.1.0 HDLC基本概念

1*主站 负责控制链路的操作与运行，主要功能是发送命令（包括数据信息）帧、接收响应帧，并负责对整个链路的控制系统的初启、流程的控制、差错检测或恢复等。在多点链路中，主站负责管理与各个从站之间的链路。

 

2*从站 从站在主站的控制下进行工作，主要功能是接收由主站发来的命令帧，向主站发送响应帧，并且配合主站参与差错恢复等链路控制。从站对链路无控制权，从站之间不能直接进行通信

 

3*复合站 同时具有主站和从站的功能，主要功能是既能发送，又能接收命令帧和响应帧，并且负责整个链路的控制。

 

根据上述三个类型的站，HDLC协议规定了两种链路结构：不平衡链路结构和平衡链路结构。

     (1)不平衡型结构：不平衡型结构由一个主站和一个或多个从站被连在一条线路上。

 

     (2)平衡型结构：平衡型结构有两个复合站的点对点连接构成。两个复合站都具有数据传送和链路控制能力。

 

 

2.1.1HDLC特点

(1)协议不依赖于任何一种字符编码集。即任何字符都可以传输

(2)数据报文可以透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现。

(3)全双工通信，不必等待确信便可连续发送数据(ARQ)，具有较高的数据链路传输效率。

(4)所有帧均采用 CRC校验，对信息帧进行编号，可防止漏收或者重份，传输可靠性高。

(5)传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性和较完善的控制功能。

 

2.1.2HDLC工作过程

包括协商建立连接，传输报文和超时断连三个阶段。

(1)协商建立过程：HDLC每隔10秒钟后互相发送链路探测的协商报文，报文的收发顺序是由序号决定的，序号失序则造成链路断连。这种用来探寻点到点链路是否激活状态的报文称为Keepalive报文。

(2)传输报文过程：将IP报文封装在HDLC层上，数据传输过程中，仍然进行Keepalive的报文协商仪探测链路的合法有效。

(3)超时断连阶段：当封装HDLC的接口连续10次无法收到对方对自己的递增序号的确认时，HDLC协议 line protocol由UP变为DOWN转变。此时链路处于瘫痪状态无法通信。

2.1.3HDCL帧格式

 

 

标志字段F，固定为01111110，作为帧开始和结束的标记

 

地址字段A，表示链路上站的地址。在使用不平衡链路结构传送数据时，地址字段总是写入从站的地址；在使用平衡链路结构时，地址字段总是写入应答站的地址。（即地址是接收方的地址）地址字段的长度一般为8bit，最多可以表示256个站的地址。在许多系统中规定，地址字段为“11111111”时，定义为全站地址，即通知所有的接收站接收有关的命令帧并按其动作；全“0”比特为无站地址，用于测试数据链路的状态。因此实际有效地址共有254个之多，这对一般的多点链路是足够的。但考虑在某些情况下，例如使用分组无线网，用户可能很多，可使用扩充地址字段，以字节为单位扩充。在扩充时，每个地址字段的第1位用作扩充指示，即当第1位为“0”时，后续字节为扩充地址字段；当第1位为“1”时，后续字节不是扩充地址字段，地址字段到此为止。

 

控制字段C，控制字段用来表示帧类型、帧编号以及命令、响应等，以便对链路进行监视和控制。发送方主站或复合站利用控制字段来通知被寻址的从站或复合站执行约定的操作；相反，从站用该字段作对命令的响应，报告已完成的操作或状态的变化。该字段是HDLC的关键。控制字段中的第一位或第一、第二位表示传送帧的类型，ＨＤＬＣ中有信息帧（Ｉ帧）、监控帧（Ｓ帧）和无编号帧（Ｕ帧）三种不同类型的帧

 

信息字段I，信息字段内包含了用户的数据信息和来自上层的各种控制信息，在I帧和某些U帧中，具有该字段，它可以是任意长度的比特序列，但必须是8比特的整数倍。监控帧（Ｓ帧）中规定不可有信息字段。

FCS，帧校验序列用于对帧进行循环冗余校验，其校验范围从地址字段的第1比特到信息字段的最后一比特的序列，并且规定为了透明