第3章数据链路控制

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上转义字符DLE,如用DLE STX表示正文开始,用DLE ETX表 示正文结束等。这样,当在数据中出现 STX等与控制字符相同
的序列时便不会被误解;但是如果在信息中出现与 DLE相同的
序列时,则在该序列前面再加上一个 DLE后发送,在接收端自 动删除额外附加的DLE,而把后面的序列作为信息予以接收。
开始标志 地址字段 控制字段 信息字段 帧校验序列 结束标志 图6-27 HDLC帧的基本格式
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第3章 数据传输控制
(1)标志F
HDLC规范指定F字段用一种惟一固定的8bit比特序列01111110
为标志序列,作为一帧的开始和结束的标志,要求所有的帧都 必须以F标志开始和结束;同时也作为帧同步和帧间填充字符之 用,称为F标志; (2)地址字段A 地址字段用于标识从站的地址,虽然在点对点链路中不需要地 址,但是为了帧格式的统一,保留了地址字段。地址字段的长 度一般为8bit,当然也可以采用更长的扩展地址。当地址字段为
第3章 数据传输控制
数据链路传输数据信息通常有三种操作方式: 单向型,信息只能按一个方向传输;
双向交替型,信息先从一个方向传输,然后以相反的方向传输;
双向同时型,信息在两个方向上同时传输。 为了减少传输过程中的差错,需要进行检错和纠错控制及收、 发双方的同步控制等。这种在数据链路上进行的数据传输控制 称为传输控制,这些传输控制的系列规则称为数据链路控制规 程。
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第3章 数据传输控制
( 2 )可靠性高。在 HDLC 规范中,差错校验的范围为整个帧
(除了F标志之外),在所有的帧里都采用循环冗余校验,并且
将信息帧按顺序编号以防止信息码组的漏收和重收,提高了可 靠性。
(3)传输效率高。因为HDLC的I帧的编号方法,使得在通信中
可以连续传送,不要等到对方应答就可以传送下一帧,而且也 不必对每个帧都予以确认;)结构灵活。在 HDLC 中,传输控 制功能与处理功能分离,层次清楚,应用中非常灵活。 (5)应用广泛,适应力强。HDLC能选择双向交替和双向同时
便于差错控制,正文可以分为若干个码组(Block),一个码组
以字符 STX 开始,以字符 ETX 结束,但正文中的最后一个码组 要以字符 ETX结束;码组的长度取决于数据电路的传输质量。 在每个码组或正文后面为校验字符( BCC )或码组校验序列 (BCS)。
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为了保证能够透明传输,需要在控制字符 STX、 SOH 等前面加
中信息的性质(标题开始,正文开始、结束等),或者实现某
一种监控功能。 (1)信息文电的格式 信息文电是由一串字符所构成的报文,包括标题和正文。
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正文是要传输的信息,标题是与正文传输和处理有关的一些辅
助信息,有时也可没有标题。传输时标题以字符SOH开始,正 文紧接在标题后面,以字符 STX开始,以字符 ETX结束;为了
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3.7 基本型传输控制规范
1.字符编码及传输控制字符 基本型传输控制规范是面向字符型的传输控制规范,由一串字 符构成一个报文(Message),内含要传送的有用数据信息和用 于链路控制的信息。 2.文电格式 链路上传输的数据信息分为两类:信息文电和监控序列,在传 输的字符序列中至少要包含一个传输控制字符,以便确定文电
信息帧(I帧)
监控帧(S帧)
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0
1 0 1
N(S)
S M
P/F
P/F P/F
N(R)
N(R) M
无编号帧(U帧) 1
第3章 数据传输控制
对于3种不同类型的帧,由控制字段的最低2个比特来识别。如
果C字段中第1位为“0”则表示是信息帧(I 帧);如果C字段中
第1、 2位为"10”则表示是监控帧(S帧);如果C字段中第1、2 位为“11”则表示是无编号帧(U帧)。控制字段的一般格式为8
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3.2.数据链路控制的基本概念
(1)主站(Primary)。发送信息和命令的站;
(2)从站(Secondary)。接收信息和命令而发出确认信息或响 应的站,在主站控制下进行操作,主站为线路上的每个从站 维持一条逻辑链路。 (3)复合站。具有主站和从站的双重功能,既可发送命令也
送的帧序号,N(R)表示期望接收的帧序号。
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3.4.数据链路控制协议
(1)停-等协议
N(S)表示待发送的帧序号,N(R)表示期望接收的帧序号。
I,N(S)=0
data 0
ACK 1
RR,N(R)=1
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(2)滑动窗口(Sliding Window)
在点到点的连接中,寻址方式非常简单;但在点到多点的连接
中,必须进行寻址,以保证每一帧都能送到正确的地址。 (6)链路管理 数据链路的建立、维护和释放过程称为链路管理。 (7)异常状态的恢复
当链路发生异常情况等,能自动重新启动,恢复。
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3.4.数据链路控制协议
(1)停-等协议
便处在空闲状态。
(2)操作方式和非操作方式 HDLC定义了三种操作方式和三种非操作方式。 和异步平衡方式(ABM). 三种 非 操 作 方 式 : 正常断开方式 ( NDM )、异步断开方式
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三种操作方式为正常响应方式(NRM)、异步响应方式(ARM)
(ADM)和初始化方式(IM)。
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3.6.数据链路控制规程的种类
数据链路控制规程通常分为两大类:面向字符的协议和面向比 特的协议。面向字符的协议是以字符作为传输的基本单位,并 用10个专用字符控制传输过程。面向比特的协议以比特作为传 输的基本单位,采用某些比特序列完成控制功能,具有统一的 帧格式,控制序列可以和数据信息序列同时传输。
位,其中:
N(S)表示发送端发送序列编号; N(R)表示发送端接收序列编号; S表示监控功能位; M表示无编号帧(附加修改)功能位;
P/F表示命令帧发送时的询问位响应帧发送时的终止位。
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两种工作方式;既能用于二线电路,也能用于四线电路;既适
应点对点方式,也能适应点对多点方式.
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2. HDLC规范要素
(1)数据链路信道状态 ①链路结构 不平衡链路结构:适用于点对点和多点线路。这种线路配置由 个主站和多个从站组成,在链路中由主站负责控制链路上的各
从站,并发送工作方式命令,故称之为不平衡链路结构。支持
在广域网数据链路层上,最基本的数据链路控制协议是停止-等 待( stop-and-wait) 协议。该方法采用接收端检错,发送端执行 重发的控制体系,又称为自动请求重发(ARQ,Automatic Repeat request)。停止-等待协议是指当节点 A发出一个数据帧后,必 须停止发送,等待节点 B 的应答( ACKnowledgment );节点 B 收到数据帧后,经检验无差错,向节点A发送应答帧,节点A收 到应答后才能发送下一个数据帧。见图。其中, N(S) 表示待发
为了进一步提高信道利用率,减少重传的帧数,只重传有错的
帧或者是定时器超时的帧,这就是选择重传ARQ协议。 3.5.数据链路的传输控制过程 (1)建立物理连接 建立物理连接就是按照建立连接的要求,使物理层的若干数据
电路互联的过程。
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(2)建立数据链路
当建立起物理连接之后,为了能可靠而有效地传输数据信息, 收发双方要交换控制信息,主要包括: ①呼叫; ②确认双方所要通信的对象;
③确认对方处在正常收发信准备状态;
④确认接收和发送状态; ⑤指定对方的输入输出设备。 (3)数据传送 主站沿着所建立的数据链路向从站发送数据,同时完成差错控
制、流量控制等功能,并保证传输的透明性。
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(4)释放数据链路
数据传送结束后,主站发送结束传输的命令,各站返回到中性 状态、初始状态或进入一个新的控制状态,并释放数据链路。 (5)拆除物理连接 释放建立起来的物理连接。
பைடு நூலகம்
监控序列大多数由单个传输控制构成,或者由引导字符(前缀)
3.8 高级数据链路控制(HDLC)规程
HDLC 协议的全称是高级数据链路控制规程( High Level Data Link Control)。是面向比特的链路控制规范的典型代表。
1.HDLC规程的特点
(1)透明传输。对要传输的信息文电的比特序列结构无任何限 制,可以是任意的字符码集或任意比特串。
3.HDLC帧结构
在HDLC规范中,使用具有统一结构的帧作为信息传输和交换的
基本单位,无论是信息报文或控制报文都必须以符合帧的格式 进行同步传输。 HDLC的帧结构,它由F、A、C、I 、FCS、F等6个字段组成。 字节 1 2或6 1 任意长 2或4 1
F
01111110
A
C
I
FCS
F
01111110
全用工或半双工传输。 在链路的两端均为复合站,处于同等地位,共同负责对链路的 控制。支持全双工或半双工传输。
平衡链路结构:仅用于点对点线路,这种配置由两个复合站组成,
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②数据链路信道状态
数据链路信道状态是表示数据链路是否在工作,具体分为数据 链路工作和数据链路空闲两种状态。 工作状态:指主站、从站或复合站正在发送一个帧。 空闲状态:如果一个站检测出连续15个比特为1时,则数据链路
“11111111”时,定义为广播地址,即通知所有的接收站接收有
关的命令帧并按其动作。
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(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。HDLC定
义了3种帧的类型,信息帧(简称I帧)、监控帧(简称S帧)和 无编号帧(简称U帧)。具体可根据控制字段的格式区分之。信 息帧(I帧)装载着要传送的数据,此外还捎带着流量控制和差 错控制的信号;监控帧(S帧)用于提供实现 ARQ 的控制信息; 无编号帧(U帧)提供各种链路控制功能。控制字段前两位用于 区别3种不同格式的帧,见图。 控制字段的位 1 2 3 4 5 6 7 8
可以发出响应。
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3.3数据链路控制的功能
(1)帧控制
在数据链路层使用帧作为数据的传送单元,帧有特定的格式, 通常由一些字段和标志组成。标志用于指明帧的开始和结束; 字段分为地址字段、控制信息字段、信息字段和校验字段等。 (2)透明传输
所谓透明传输指数据链路能传输各种各样的数据信息,而不论
16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
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①Go-Back-n ARQ协议
在滑动窗口的 Go-Back-n ARQ方法中,允许发送方连续发送多 个数据帧,如果一旦某个帧丢失或出现差错,则将最后传送的 一个应答帧之后尚未应答的数据帧全部重新发送。 ②选择重发协议
DLE SOH 标题 DLE STX 正文 DLE ETB BCC或BCS
DLE SOH 标题 DLE STX 正文 DLE ETX BCC或BCS
透明信息文电和信息码组的格式
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(2)监控序列
引导的单个传输控制字符构成。前缀长度不超过 15个字符,包 含了标识信息、地址信息、状态信息等其它通信控制所需的信 息。
数据是什么样的比特组合。 (3)差错控制 当数据传输出现差错时,链路控制规范要求接收端能检测出差 错并能够恢复。
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(4)流量控制
通过流量控制对链路上的信息流量进行调节,克服链路可能出 现的拥塞状况。一般要求发送方发送数据的速率不能超过接收 方接收和处理的能力。 (5)寻址
滑动窗口指的是一种流量控制方法。它要求通信双方要设置缓
冲区,用于保存已发送但尚未被确认的帧。已发送但尚未被确 认的序号队列的界,称为发送窗口,其上界和下界分别称为发
送窗口的上沿 H(W) 和下沿L(W),上沿H(W) 和下沿L(W)之间定
义为窗口尺寸 W 。设 WT 发送窗口尺寸, WR 为接收窗口尺寸。 发送窗口是用来对发送端进行流量控制的,发送窗口尺寸WT表 示在没有接到对方确认的条件下发送端可连续发送的帧数。接 收窗口时表示接收端允许接收的数据帧的序号范围。
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