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高级数据链路控制

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  • 高级数据链路控制是一个在同步网上传输数据、面向位的数据链路层协议,它是由国际标准化组织(ISO)制订的。HDLC是面向位的,传输的数据以二进制数据组成,不存在任何特殊的控制代码,但帧中的信息包含了控制和响应命令。支持全双工传输,具有较高的吞吐率。
高级数据链路控制

高级数据链路控制的概念

  • 高级数据链路控制涉及三种类型的站,即主站、从站和复合站。

    主站的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。

    从站的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。

    复合站的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。

高级数据链路控制的分类

  • 1、面向字符型

    国际标准化组织制定的ISO 1745、IBM公司的二进制同步规程BSC以及我国国家标准GB3543-82属于面向字符型的规程,也称为基本型传输控制规程。在这类规程中,用字符编码集中的几个特定字符来控制链路的操作,监视链路的工作状态,例如,采用国际5号码中的SOH、STX作为帧的开始,ETX、ETB作为的结束,ENQ、EOT、ACK、NAK等字符控制链路操作。面向字符型规程有一个很大的缺点,就是它与所用的字符集有密切的关系,使用不同字符集的两个站之间,很难使用该规程进行通信。面向字符型规程主要适用于中低速异步或同步传输,很适合于通过电话网的数据通信。

    2、面向比特型

    ITU-T制定的X.25建议的LAPB、ISO制定的HDLC、美国国家标准ADCCP、IBM公司的SDLC等均属于面向比特型的规程。在这类规程中,采用特定的二进制序列01111110作为帧的开始和结束,以一定的比特组合所表示的命令和响应实现链路的监控功能,命令和响应可以和信息一起传送。所以它可以实现不编码限制的、高可靠和高效率的透明传输。面向比特型规程主要适用于中高速同步半双工和全双工数据通信,如分组交换方式中的链路层就采用这种规程。随着通信的发展,它的应用日益广泛。

高级数据链路控制的链路结构

  • 在高级数据链路控制中,对主站、从站和复合站定义了三种链路结构,如图所示。

高级数据链路控制的特点

  • 1、透明传输

    高级数据链路控制对任意比特组合的数据均能透明传输。“透明”是一个很重要的术语,它表示:某一个实际存在的事物看起来好象不存在一样。“透明传输”表示经实际电路传送后的数据信息没有发生变化。因此对所传送数据信息来说,由于这个电路并没有对其产生什么影响,可以说数据信息“看不见”这个电路,或者说这个电路对该数据信息来说是透明的。这样任意组合的数据信息都可以在这个电路上传送。

    2、可靠性高

    在高级数据链路控制规程中,差错控制的范围是除了F标志的整个帧,而基本型传输控制规程中不包括前缀和部分控制字符。另外高级数据链路控制对I帧进行编号传输,有效地防止了帧的重收和漏收。

    3、传输效率高

    在高级数据链路控制中,额外的开销比特少,允许高效的差错控制和流量控制。

    4、适应性强

    高级数据链路控制规程能适应各种比特类型的工作站和链路。

    5、结构灵活

    在高级数据链路控制中,传输控制功能和处理功能分离,层次清楚,应用非常灵活。

高级数据链路控制的功能

  • 1、帧控制

    数据链路上传输的基本单位是帧。帧控制功能要求发送站把网络送来的数据信息分成若干码组,在每个码组中加入地址字段、控制字段、校验字段以及帧开始和结束标志,组成帧来发送;要求接收端从收到的帧中去掉标志字段,还原成原始数据信息后送到网络层。

    2、帧同步

    在传输过程中必须实现帧同步,以保证对帧中各个字段的正确识别。

    3、差错控制

    当数据信息在物理链路中传输出现差错,数据链路控制规程要求接收端能检测出差错并予以恢复,通常采用的方法有自动请求重发ARQ和前向纠错两种。采用ARQ方法时,为了防止帧的重收和漏收,常对帧采用编号发送和接收。当检测出无法恢复的差错时,应通知网络层做相应处理。

    4、流量控制

    流量控制用于克服链路的拥塞。它能对链路上信息流量进行调节,确保发送端发送的数据速率与接收端能够接收的数据速率相容。常用的流量控制方法是滑动窗口控制法。

    5、链路管理

    数据链路的建立、维持和终止,控制信息的传输方向,显示站的工作状态,这些都属于链路管理的范畴。

    6、透明传输

    规程中采用的标志和一些字段必须独立于要传输的信息,这就意味着数据链路能够传输各种各样的数据信息,即传输的透明性。

    7、寻址

    在多点链路中,帧必须能到达正确的接收站。

    8、异常状态恢复

    当链路发生异常情况时,如收到含义不清的序列或超时收不到响应等,能自动重新启动,恢复到正常工作状态。

高级数据链路控制的帧格式

  • 高级数据链路控制的帧格式如图所示,它由六个字段组成,这六个字段可以分为五中类型,即标志序列(F)、地址字段(A)、控制字段(C)、信息字段(I)、帧校验字段(FCS)。在帧结构中允许不包含信息字段I。

高级数据链路控制的操作方式

  • 根据通信双方的链路结构和传输响应类型,高级数据链路控制提供了三种操作方式:正常响应方式、异步响应方式和异步平衡方式。

    1、正常响应方式(NRM)

    正常响应方式(NRM)适用于不平衡链路结构,即用于点-点和点-多点的链路结构中,特别是点-多点链路。这种方式中,由主站控制整个链路的操作,负责链路的初始化、数据流控制和链路复位等。从站的功能很简单,它只有在收到主站的明确允许后,才能发出响应。

    2、异步响应方式(ARM)

    异步响应方式(ARM)也适用于不平衡链路结构。它与NRM不同的是:在ARM方式中,从站可以不必得到主站的允许就可以开始数据传输。显然它的传输效率比NRM有所提高。

    3、异步平衡方式(ABM)

    异步平衡方式(ABM)适用于平衡链路结构。链路两端的复合站具有同等的能力,不管哪个复合站均可在任意时间发送命令帧,并且不需要收到对方复合站发出的命令帧就可以发送响应帧。ITU-T X.25建议的数据链路层就采用这种方式。

    除三种基本操作方式,还有三种扩充方式,即扩充正常响应方式(SNRM)、扩充异步响应方式(SARM)、扩充异步平衡方式(SABM)它们分别与基本方式相对应。

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