HDLC协议及帧格式介绍

HDLC协议概述概述：高级数据链路控制（HDLC）协议是一种数据链路层协议，用于在计算机网络中进行数据的可靠传输。

它提供了一种可靠的、面向比特的传输方式，适用于广泛的通信环境。

HDLC协议具有灵活性和可扩展性，已被广泛应用于各种网络和通信系统中。

一、协议目的与范围HDLC协议的主要目的是提供一种可靠的、高效的数据链路层协议，以确保数据的可靠传输和错误检测。

它适用于点对点和点对多点的通信环境，并支持全双工和半双工通信模式。

HDLC协议可以在各种传输介质上运行，如串行线路、ISDN、以太网等。

二、协议特性1. 帧结构：HDLC协议使用帧结构来传输数据。

每个帧包含起始标志、地址字段、控制字段、信息字段、FCS（帧检验序列）和结束标志。

起始标志和结束标志用于标识帧的开始和结束，地址字段用于标识发送和接收方的地址，控制字段用于控制帧的流程和错误检测，信息字段用于传输数据，FCS用于检测数据传输过程中的错误。

2. 流量控制：HDLC协议支持流量控制机制，以确保发送方和接收方之间的数据传输速率匹配。

它使用滑动窗口协议来控制发送方的发送速率，接收方可以通过发送ACK（确认）帧来控制发送方的发送窗口大小。

3. 差错检测与纠正：HDLC协议使用FCS来检测帧传输过程中的差错。

接收方在接收到帧后，会计算FCS并与接收到的FCS进行比较，以确定帧是否有误。

如果FCS校验失败，接收方可以要求发送方重新发送帧。

4. 点对多点通信：HDLC协议支持点对多点的通信模式，其中一个站点可以同时与多个站点进行通信。

在这种模式下，每个站点都有唯一的地址，发送方可以通过地址字段来指定接收方。

5. 可靠性：HDLC协议提供了可靠的数据传输机制。

它使用确认帧和重传机制来确保数据的可靠传输。

发送方在发送帧后，会等待接收方发送确认帧，如果一段时间内没有收到确认帧，发送方会重新发送帧。

三、协议应用HDLC协议广泛应用于各种通信系统和网络中，包括以下领域：1. 数据通信：HDLC协议可以在串行线路、ISDN等传输介质上进行数据通信，提供可靠的数据传输机制。

HDLC协议协议名称：HDLC协议一、引言HDLC（High-Level Data Link Control）协议是一种数据链路层协议，用于在数据通信中提供可靠的数据传输和错误检测。

本协议旨在定义数据帧的格式、传输方式、错误检测和纠正机制，以及数据链路的控制流程。

二、协议概述1. 定义HDLC协议是一种同步数据链路协议，用于在点对点或点对多点的通信环境中，通过数据链路层提供可靠的数据传输服务。

2. 功能HDLC协议具备以下功能：- 数据帧的封装和解封装- 数据帧的传输和接收- 错误检测和纠正- 数据链路的控制流程三、协议格式1. 帧结构HDLC协议的数据帧由以下字段组成：- 帧起始标志（Flag）：用于标识帧的开始和结束，通常为01111110。

- 地址字段（Address）：用于标识接收方的地址，可选字段。

- 控制字段（Control）：用于控制数据链路层的操作，包括流量控制、错误检测等。

- 信息字段（Information）：承载传输的数据。

- 帧检验序列（FCS）：用于检测数据帧是否出现错误。

- 帧结束标志（Flag）：用于标识帧的结束。

2. 帧封装发送方将数据封装成HDLC帧的格式，按照以下步骤进行：- 在数据前添加帧起始标志（Flag）。

- 添加地址字段（Address），可选。

- 添加控制字段（Control）。

- 添加信息字段（Information）。

- 计算并添加帧检验序列（FCS）。

- 添加帧结束标志（Flag）。

3. 帧解封装接收方根据HDLC帧的格式，按照以下步骤进行帧解封装：- 检测帧起始标志（Flag）。

- 解析地址字段（Address），可选。

- 解析控制字段（Control）。

- 解析信息字段（Information）。

- 校验帧检验序列（FCS）。

- 检测帧结束标志（Flag）。

四、协议流程1. 建立连接- 发送方发送一个带有连接请求的HDLC帧。

- 接收方收到连接请求后，发送一个带有连接确认的HDLC帧。

HDLC协议协议名称: HDLC协议一、引言HDLC（High-Level Data Link Control）协议是一种数据链路层协议，用于在通信系统中可靠地传输数据。

本协议旨在规范数据传输的格式、控制和错误检测等方面，以确保数据的可靠性和完整性。

本协议适合于各种数据通信场景，包括局域网、广域网和无线通信等。

二、术语和定义1. HDLC帧（HDLC Frame）: HDLC协议中数据传输的基本单位，包括起始标志、控制字段、信息字段、校验序列和结束标志等。

2. 发送方（Sender）: 数据传输的发起方。

3. 接收方（Receiver）: 数据传输的接收方。

4. 确认帧（Acknowledgment Frame）: 接收方向发送方发送的确认信息，用于确认接收到的数据帧。

5. 确认序列号（Acknowledgment Sequence Number）: 用于标识已接收到的数据帧的序列号。

6. 窗口大小（Window Size）: 发送方和接收方之间允许的未确认帧的最大数量。

三、协议规范1. 帧格式HDLC协议中的帧格式如下：- 起始标志（8 bits）: 用于标识帧的开始，固定为01111110。

- 控制字段（8 bits）: 用于控制数据传输的各种操作，包括帧类型、流控制和错误检测等。

- 信息字段（0-65535 bits）: 用于携带实际的数据。

- 校验序列（16 bits）: 用于检测帧传输过程中的错误。

- 结束标志（8 bits）: 用于标识帧的结束，固定为01111110。

2. 帧类型HDLC协议定义了以下几种帧类型：- 命令帧（Command Frame）: 用于发送命令和请求。

- 响应帧（Response Frame）: 用于发送响应和确认信息。

- 信息帧（Information Frame）: 用于传输实际的数据。

- 未编号帧（Unnumbered Frame）: 用于特殊控制操作，如链路管理和错误处理等。

HDLC协议解析数据链路层的基础协议数据链路层是计算机网络中的一个重要组成部分，负责将网络层传输的数据分割成适合传输的帧，并在物理介质上进行可靠的传输。

在数据链路层中，HDLC（High-Level Data Link Control）协议是一种常用的基础协议，被广泛应用于各种网络设备和系统中。

一、HDLC协议简介HDLC协议是一种同步串行通信协议，由国际标准化组织（ISO）制定，并被广泛应用在各种网络设备和系统中。

该协议可实现可靠的数据传输，确保数据的完整性和顺序。

HDLC协议定义了通信双方之间的帧格式、数据的编码解码规则、错误检测和流量控制等重要功能。

其工作原理如下：1. 帧格式：HDLC协议采用固定长度的比特帧来传输数据。

一个完整的帧由起始序列、数据字段、帧检验序列和结束标志组成。

起始序列指示了一个帧的开始，用于同步发送和接收方的通信时钟。

数据字段包含传输的实际数据，帧检验序列用于检测数据传输中的错误，结束标志表示一个帧的结束。

2. 数据的编码解码规则：HDLC协议使用比特转义技术来处理数据中可能出现的与帧标志相同的特殊比特。

具体来说，当数据中出现帧标志或特殊控制字符时，HDLC协议会在其前面插入一个转义字符，并在接收端进行解码还原。

通过比特转义技术，HDLC协议确保了数据的可靠传输和解析。

3. 错误检测：HDLC协议使用循环冗余校验（CRC）算法来检测传输过程中发生的错误。

发送方根据数据生成校验序列，在接收端根据接收到的数据计算校验序列，然后进行比较，若两者一致，则认为数据传输没有错误。

4. 流量控制：HDLC协议支持两种流量控制方式，即基于字符的流量控制和基于比特的流量控制。

基于字符的流量控制通过发送方和接收方之间的控制字符来实现，而基于比特的流量控制则通过发送方在每个帧中的信息字段中设置流量控制位来实现。

通过流量控制，HDLC协议可以控制发送方的发送速率，从而避免了数据的溢出和丢失。

HDLC协议协议名称：HDLC协议一、引言HDLC（High-Level Data Link Control）协议是一种数据链路层协议，用于在计算机网络中进行数据传输和通信。

本协议定义了数据帧的格式、传输控制和错误检测等机制，以确保数据的可靠传输和有效管理。

二、目的本协议的目的是规范HDLC协议的标准格式，确保各个厂商和系统之间的互操作性，提供一种通用的数据链路层协议，以支持可靠的数据传输和通信。

三、术语和定义在本协议中，以下术语和定义适用：1. 发送方（Sender）：指发送数据帧的一方。

2. 接收方（Receiver）：指接收数据帧的一方。

3. 数据帧（Frame）：指在HDLC协议中传输的数据单元。

4. 控制字段（Control Field）：指数据帧中用于控制传输的字段。

5. 标志字段（Flag Field）：指数据帧中用于标识帧的起始和结束的字段。

6. 帧检验序列（Frame Check Sequence，FCS）：指用于检测数据帧传输错误的字段。

四、协议格式HDLC协议的数据帧格式如下：1. 标志字段：每个数据帧的起始和结束都由一个标志字段标识，使用8位二进制字符“01111110”表示。

2. 地址字段（Address Field）：用于标识接收方的地址，通常为8位二进制字符。

3. 控制字段：用于控制数据帧的传输，通常为8位二进制字符。

4. 信息字段（Information Field）：用于传输实际的数据，长度可变。

5. 帧检验序列：用于检测数据帧在传输过程中的错误，通常为16位二进制字符。

6. 标志字段：与起始标志字段相同，用于标识数据帧的结束。

五、传输过程HDLC协议的传输过程如下：1. 发送方向接收方发送起始标志字段。

2. 发送方发送地址字段，标识接收方的地址。

3. 发送方发送控制字段，控制数据帧的传输方式。

4. 发送方发送信息字段，传输实际的数据。

5. 发送方计算帧检验序列，并将其添加到数据帧中。

HDLC协议协议名称：HDLC协议一、引言HDLC（High-Level Data Link Control）协议是一种数据链路层协议，用于在计算机网络中传输数据。

本协议定义了数据传输的规则和流程，确保数据的可靠传输和错误检测。

本协议适用于各种网络环境，包括有线和无线网络。

二、协议目的本协议的目的是规范数据的传输和控制，确保数据在网络中的可靠传输。

通过使用HDLC协议，可以提高数据传输的效率和可靠性，同时减少数据传输过程中的错误。

三、协议范围本协议适用于所有使用HDLC协议的数据传输场景，包括但不限于局域网、广域网和互联网。

四、协议规定1. 帧格式HDLC协议使用帧格式来传输数据。

帧格式如下：- 标志字节（8位）：用于标识帧的开始和结束。

- 地址字节（8位）：用于标识目标地址和源地址。

- 控制字节（8位）：用于控制数据传输的流程。

- 数据字段（可变长度）：用于传输实际的数据。

- 帧校验序列（16位）：用于检测帧中的错误。

2. 帧传输流程HDLC协议使用以下流程来传输帧：- 发送方发送起始标志字节。

- 发送方发送地址字节，标识目标地址和源地址。

- 发送方发送控制字节，控制数据传输的流程。

- 发送方发送数据字段，包含实际的数据。

- 发送方发送帧校验序列，用于检测帧中的错误。

- 接收方接收帧，并进行错误检测。

- 接收方发送确认帧，表示接收成功。

- 发送方接收确认帧，并继续发送下一帧。

3. 流量控制HDLC协议使用滑动窗口机制进行流量控制，确保发送方和接收方之间的数据传输速度匹配。

发送方根据接收方的确认帧来调整发送速度，以避免数据丢失和传输错误。

4. 错误检测HDLC协议使用CRC（循环冗余校验）算法进行错误检测。

接收方在接收到帧后，计算CRC值并与帧中的校验序列进行比较，以确定帧中是否存在错误。

五、协议实施1. HDLC协议的实施应符合以下要求：- 发送方和接收方应使用相同的帧格式和流程。

- 发送方和接收方应使用相同的错误检测算法。

HDLC协议协议名称：HDLC协议协议简介：HDLC（High-Level Data Link Control）协议是一种数据链路层协议，用于在计算机网络中提供可靠的数据传输和错误检测。

它被广泛应用于各种通信领域，包括广域网（WAN）和局域网（LAN）。

协议目的：HDLC协议的主要目的是提供一种高效、可靠的数据链路层协议，以实现数据的可靠传输、错误检测和流量控制。

协议特点：1. 帧结构：HDLC协议使用帧结构来封装数据，每个帧包含起始标志、地址字段、控制字段、信息字段、FCS（Frame Check Sequence）字段和结束标志。

帧结构的定义确保了数据的完整性和可靠性。

2. 点对点和多点连接：HDLC协议支持点对点和多点连接。

在点对点连接中，只有两个节点之间进行通信；而在多点连接中，一个节点可以与多个节点进行通信。

3. 流量控制：HDLC协议使用滑动窗口机制来进行流量控制，以确保发送方和接收方之间的数据传输速率匹配。

发送方根据接收方的确认信息来动态调整发送速率，从而避免数据丢失和网络拥塞。

4. 差错检测：HDLC协议使用CRC（Cyclic Redundancy Check）算法来进行差错检测。

接收方通过计算接收到的数据帧的FCS字段与计算得到的CRC值进行比较，以确定数据是否出现错误。

5. 可靠性：HDLC协议通过使用确认和重传机制来实现数据的可靠传输。

接收方在接收到数据帧后发送确认帧给发送方，如果发送方没有收到确认帧，将会重传数据帧，直到接收方确认接收到数据。

6. 简单性：HDLC协议的设计简单明了，易于实现和使用。

它提供了一套标准的帧结构和控制流程，使得不同厂商的设备可以互相兼容。

协议规范：以下是HDLC协议的标准格式，包括帧结构和控制字段的定义。

1. 帧结构：每个HDLC帧由以下字段组成：- 起始标志（Flag）：一个字节，用于标识帧的开始。

通常为01111110。

- 地址字段（Address）：一个字节，用于标识帧的目的地址。

ＨＤＬＣ的帧格式在ＨＤＬＣ中，数据和控制报文均以帧的标准格式传送。

ＨＤＬＣ中的帧类似于ＢＳＣ的字符块，但ＢＳＣ协议中的数据报文和控制报文是独立传输的，而ＨＤＬＣ中的命令应以统一的格式按帧传输。

ＨＤＬＣ的完整的帧由标志字段（Ｆ）、地址字段（Ａ）、控制字段（Ｃ）、信息字段（Ｉ）、帧校验序列字段（ＦＣＳ）等组成.（1）标志字段（Ｆ）标志字段为01111110的比特模式，用以标志帧的起始和前一帧的终止。

标志字段也可以作为帧与帧之间的填充字符。

通常，在不进行帧传送的时刻，信道仍处于激活状态，在这种状态下，发方不断地发送标志字段，便可认为一个新的帧传送已经开始。

采用“0比特插入法”可以实现０数据的透明传输。

（2）地址字段（Ａ）地址字段的内容取决于所采用的操作方式。

在操作方式中，有主站、从站、组合站之分。

每一个从站和组合站都被分配一个唯一的地址。

命令帧中的地址字段携带的是对方站的地址，而响应帧中的地址字段所携带的地址是本站的地址。

某一地址也可分配给不止一个站，这种地址称为组地址，利用一个组地址传输的帧能被组内所有拥有该组一焉的站接收。

但当一个站或组合站发送响应时，它仍应当用它唯一的地址。

还可用全“1”地址来表示包含所有站的地址，称为广播地址，含有广播地址的帧传送给链路上所有的站。

另外，还规定全“0”地址为无站地址，这种地址不分配给任何站，仅作作测试。

（3）控制字段（Ｃ）控制字段用于构成各种命令和响应，以便对链路进行监视和控制。

发送方主站或组合站利用控制字段来通知被寻址的从站或组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。

控制字段的第五位是Ｐ/Ｆ位，即轮询/终止（Ｐoll/Ｆinal）位。

（4）信息字段（Ｉ）信息字段可以是任意的二进制比特串。

实验4 HDLC协议（一）原理介绍：1、HDLC简介HDLC（High-level Data Link Control，高级数据链路控制）是一种面向比特的链路层协议，其最大的特点是对任何一种比特流，均可以实现透明的传输。

●HDLC协议只支持点到点链路，不支持点到多点。

●HDLC不支持IP地址协商，不支持认证。

协议内部通过Keepalive报文来检测链路状态。

●HDLC协议只能封装在同步链路上，如果是同异步串口的话，只有当同异步串口工作在同步模式下才可以应用HDLC协议。

目前应用的接口为：工作在同步模式下的Serial 接口和POS接口。

2、HDLC的帧类型和帧格式HDLC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。

●信息帧用于传送有效信息或数据，通常简称为I帧。

●监控帧用于差错控制和流量控制，通常称为S帧。

●无编号帧用于提供对链路的建立、拆除以及多种控制功能，简称U帧。

HDLC帧由标志、地址、控制、信息和帧校验序列等字段组成。

●标志字段为0111110，标志一个HDLC帧的开始和结束，所有的帧必须以F开头，并以F结束；●地址字段是8比特，用于表示接受或发送HDLC帧的地址；●控制字段是8比特，用来实现HDLC协议的各种控制信息，并标识是否是数据；●信息字段可以是任意的二进制比特串，长度未作限定，其上限由FCS字段或通讯节点的缓冲容量来决定，目前国际上用得较多的是1000~2000比特，而下限可以是0，即无信息字段。

但是监控帧中不可由信息字段。

●帧检验序列字段可以使用16位CRC（循环校验码），对两个标志字段之间的整个帧的内容进行校验。

（二）实验背景：某公司有两个局域网，每个局域网有一台出口路由器，现在需要将两个局域网通过各自的出口路由器通过串口连接起来。

（三）实验目的：掌握HDLC协议的基本原理掌握HDLC协议的基本配置（四）实验拓扑图：（五）实验设备：2台MSR20-40路由器1台pc（六）实验命令：（七）实验具体操作：（1）配置路由器A（2）配置路由器B（3）在RouterA上ping 10.0.0.2（4）修改RouterB的接口协议为ppp，并再次在RouterA上ping 10.0.0.2（七）实验结果验证：（1）当两个接口都被封装成HDLC协议时A可以ping通B吗？证明了什么？（2）将B修改为PPP协议后，A能ping通B吗？说明了什么？。

1、HDLC数据帧格式：起始标志要传输的数据块结束标志011111100011011000010110011011101111110包括起始和终止标志的信息块称为HDLC的“数据帧”。

起始和终止标志采用相同的帧间隔符“01111110”，即在HDLC规程中，帧与帧之间用“01111110” 所分隔，“帧”构成了通信双方交换的最小单位。

2、一些术语：HDLC来源于IBM公司的SDLC，因此也采用了一些SDLC的术语和说明。

术语名说明主站(Primary Station)控制整个链路的工作，可发出命令来确定和改变链路的状态，包括确定次站、组织数据传输和链路恢复等次站(Secondary Station)次站也称从站，指受主站控制，只能发出响应的站主站与每一次站均维持一条独立的逻辑链路非平衡结构由一个主站和一个或多个次站组成，适用于点-点、点-多点操作组合站(Combined Station)兼有主/次站功能的站。

3、HDLC数据传输模式：（1）正常响应模式(NRM)：主站具有选择、轮询次站的能力，并可向次站发送命令或数据；次站只有在主站询问时才能作为响应传输数据；（2）异步响应模式(ARM)：主站具有初始链路，差错校正和逻辑拆链功能；次站可以主动传输数据；（3）异步平衡模式(ABM)：任一组合站均可控制链路，主动传送数据。

4、HDLC一般帧格式：说明：（1）F：帧间隔模式：“01111110”——同步符号、帧之间的填充字符。

01111110111110000111100010101111110101010011111110101001111110（2）A：地址字段：通信对方的地址（3）C：控制字段：用于区分帧的类型（数据帧、监控帧、无编号帧）（4）I：信息字段：携带高层用户数据，可以是任意的二进制位串；（5）FCS：校验码：对A、C、I字段进行循环校验。

g(x)=x16+x12+x5+1 （CCITT和ISO使用）；g(x)=x16+x15+x2+1 （IBM的SDLC使用）。