HDLC协议[编辑]

概念

HDLC——面向比特的同步协议：High Level Data Link Control（高级数据链路控制规程）。 HDLC是面向比特的数据链路控制协议的典型代表，该协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现；全双工通信，有较高的数据链路传输效率；所有帧采用CRC检验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重份，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性。

1主站、从站、复合站

HDLC涉及三种类型的站，即主站、从站和复合站。
1*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。
2*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。
3*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。

2 HDLC链路结构

在HDLC中，对主站、从站和复合站定义了三种链路结构

HDLC协议的主要内容

1 HDLC帧结构
HDLC的帧格式，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。

（1） HDLC指定采用01111110为标志序列，称为F标志。要求所有的帧必须以F标志开始和结束。接收设备不断地搜寻F标志，以实现帧同步，从而保证接收部分对后续字段的正确识别。另外，在帧与帧的空载期间，可以连续发送F，用来作时间填充。
在一串数据比特中，有可能产生与标志字段的码型相同的比特组合。为了防止这种情况产生，保证对数据的透明传输，采取了比特填充技术。当采用比特填充技术时，在信码中连续5个“1”以后插入一个“0”；而在接收端，则去除5个“1”以后的“0”，恢复原来的数据序列。比特填充技术的采用排除了在信息流中出现的标志字段的可能性，保证了对数据信息的透明传输。当连续传输两帧时，前一个帧的结束标志字段F可以兼作后一个帧的起始标志字段。当暂时没有信息传送时，可以连续发送标志字段，使接收端可以一直保持与发送端同步。

（2）地址字段表示链路上站的地址。在使用不平衡方式传送数据时（采用NRM和ARM），地址字段总是写入从站的地址；在使用平衡方式时（采用ABM），地址字段总是写入应答站的地址。
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。

（3）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。从图5-11可见，由于C字段的构成不同，可以把HDLC帧分为三种类型：信息帧、监控帧、无编号帧，分别简称I帧(Information)、S帧(Supervisory)、U帧(Unnumbered)。在控制字段中，第1位是“0”为I帧，第1、2位是“10”为S帧，第1、2位是“11”为U帧，它们具体操作复杂，在后面予以介绍。另外控制字段也允许扩展。

（4）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。在实际应用中，其长度由收发站的缓冲器的大小和线路的差错情况决定，但必须是8bit的整数倍。

（5）帧校验序列字段（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，并且规定为了透明传输而插入的“0”不在校验范围内。

HDLC的发展历史

高级数据链路控制（High-Level Data Link Control或简称HDLC），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(Synchronous Data Link Control)协议扩展开发而成的.其最大特点是不需要数据必须是规定字符集，对任何一种比特流，均可以实现透明的传输。1974年，IBM公司率先提出了面向比特的同步数据链路控制规程SDLC（Synchronous Data Link Control）。
随后，ANSI和ISO均采纳并发展了SDLC，并分别提出了自己的标准：
1.ANSI的高级通信控制过程ADCCP（Advanced Data Control Procedure），
2 .ISO的高级数据链路控制规程HDLC（High-level Data Link Contl）。
从此，HDLC协议开始得到了人们的广泛关注，并开始应用于通信领域的各个方面。

特点与格式

　　面向比特的协议中最有代表性的是IBM的同步数据链路控制规程SDLC（Synchronous Data Link Control），国际标准化组织ISO （International Standards Organization）的高级数据链路控制规程HDLC（High Level Data Link Control），美国国家标准协会（American National Standards Institute ）的先进数据通信规程ADCCP （ Advanced Data Communications Control Procedure）。这些协议的特点是所传输的一帧数据可以是任意位，而且它是靠约定的位组合模式，而不是靠特定字符来标志帧的开始和结束，故称"面向比特"的协议。

帧信息的分段

　　SDLC/HDLC的一帧信息包括以下几个字段（Field），所有字段都是从最低有效位开始传送。

SDLC/HDLC标志字符

　　SDLC/HDLC协议规定，所有信息传输必须以一个标志字符开始，且以同一个字符结束。这个标志字符是01111110，称标志字段（F）。从开始标志到结束标志之间构成一个完整的信息单位，称为一帧（Frame）。所有的信息是以帧的形式传输的，而标志字符提供了每一帧的边界。接收端可以通过搜索"01111110"来探知帧的开头和结束，以此建立帧同步。

地址字段和控制字段

　　在标志字段之后，可以有一个地址字段A（Address）和一个控制字段C（Contro1）。地址字段用来规定与之通信的次站的地址。控制字段可规定若干个命令。SDLC规定A字段和C字段的宽度为8位。HDLC则允许A字段可为任意长度，C字段为8位或16位。接收方必须检查每个地址字节的第一位，如果为"0"，则后边跟着另一个地址字节；若为"1"，则该字节就是最后一个地址字节。同理，如果控制字段第一个字节的第一位为"0"，则还有第二个控制字段字节，否则就只有一个字节。
信息场
　　跟在控制字段之后的是信息字段（Information）。信息字段包含有要传送的数据，亦成为数据字段。并不是每一帧都必须有信息字段。即信息字段可以为0，当它为0时，则这一帧主要是控制命令。

帧校验字段

　　紧跟在信息字段之后的是两字节的帧校验字段，帧校验字段称为FC（Frame Check）字段，校验序列FCS（Frame check Sequence）。SDLC/HDLC均采用16位循环冗余校验码CRC （Cyclic Redundancy Code），其生成多项式为CCITT多项式X^16+X^12+X^5+1。除了标志字段和自动插入的"0"位外，所有的信息都参加CRC计算。 CRC的编码器在发送码组时为每一码组加入冗余的监督码位。接收时译码器可对在纠错范围内的错码进行纠正，对在校错范围内的错码进行校验，但不能纠正。超出校、纠错范围之外的多位错误将不可能被校验发现。

HDLC协议的发展前景

HDLC作为面向比特的数据链路控制协议的典型代表，具有如下特点：协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现；全双工通信，不必等待确认便可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率；所有帧均采用ＣＲＣ校验，对信息帧进行编号，可防止漏收或重份，传输可靠性高；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。由于以上的优点，HDLC协议发展和普及的非常快，目前网络设计普遍使用HDLC作为数据链路层协议，HDLC协议的发展前景也被业内人士看好。

参考资料：百度百科：http://baike.baidu.com/view/525479.htm

扩展阅读：