數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層及其協(xié)議鏈路與數(shù)據(jù)鏈路

鏈路就是一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其他的交換節(jié)點。數(shù)據(jù)鏈路則是另一個概念。這是因為當需要在一條線路上傳輸數(shù)據(jù)時，除了必須有一條物理線路外，還必須有一些必要的規(guī)程來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。把實現(xiàn)這些規(guī)程的硬件和軟件加到鏈路上，就構成了數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)鏈路層要解決的問題如何在有差錯的線路上，進行無差錯傳輸。ISO關于數(shù)據(jù)鏈路層的定義數(shù)據(jù)鏈路層的目的是為了提供功能上和規(guī)程上的方法，以便建立、維護和釋放網絡實體間的數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)鏈路從數(shù)據(jù)發(fā)送點到數(shù)據(jù)接收點（點到點pointtopoint）所經過的傳輸途徑。虛擬數(shù)據(jù)通路，實際數(shù)據(jù)通路數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務

為網絡層提供三種合理的服務無確認無連接服務，適用于誤碼率很低的線路，錯誤恢復留給高層；實時業(yè)務大部分局域網有確認無連接服務，適用于不可靠的信道，如無線網。有確認有連接服務數(shù)據(jù)鏈路層的功能數(shù)據(jù)鏈路層提供相鄰設備間的無差錯數(shù)據(jù)傳輸。它要完成如下功能：鏈路管理幀同步流量控制差錯控制幀的透明傳輸尋址

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議—為實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路控制功能而制定的規(guī)程或協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的類型面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議：BSC面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議：HDLC面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議：BSC以字符為控制傳輸信息的基本單元。常見的通信控制字符：格式字符：SOH（startofheading）STX（startoftext）ETB（endoftransmissionblock）ETX（endoftext）控制字符：ACK（acknowledge）NAK（negativeacknowledge）ENQ（enquire）EOT（endoftransmission）SYN（synchrous）DLE（datalinkescape）面向字符型BSC協(xié)議的幀格式面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議：HDLC以比特作為傳輸控制信息的基本單元；數(shù)據(jù)幀與控制幀格式相同；傳輸透明性好；連續(xù)發(fā)送，傳輸效率高。面向比特型HDLC協(xié)議的幀格式將比特流分成離散的幀，并計算每個幀的校驗和。物理層以比特為單位進行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層以幀為單位進行數(shù)據(jù)傳輸。幀是具有一定長度和格式的信息塊，一般由一些字段和標志組成。不同網絡其幀格式或長度可以不同，但將比特流分成幀的方法基本相同。四種常用的方法為：字符計數(shù)法；帶填充字符的首尾界符法；帶填充位的首尾標志法；物理層編碼違例法。把比特流分成幀，標定幀的起始和結束，以利于進行差錯控制。在數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)的傳送單位是幀。數(shù)據(jù)一幀一幀地傳送，就可以在出現(xiàn)差錯時，將有差錯的幀重傳一次，而避免將所有數(shù)據(jù)重傳，從而實現(xiàn)差錯控制。成幀（Framing）成幀方法：字符計數(shù)法（Fig.3-3）在幀頭中用一個域來表示整個幀的字符個數(shù)缺點：若計數(shù)出錯，對本幀和后面的幀有影響。帶字符填充的首尾字符定界法（Fig.3-4）起始字符DLESTX，結束字符DLEETX字符填充 缺點：局限于8位字符和ASCII字符傳送。帶位填充的首尾標記定界法（Fig.3-5）幀的起始和結束都用一個特殊的位串“01111110”，稱為標記(flag)“0”比特插入刪除技術物理層編碼違例法只適用于物理層編碼有冗余的網絡802LAN：ManchesterencodingorDifferentialManchesterencoding用high-lowpair/low-highpair表示1/0，high-high/low-low不表示數(shù)據(jù)，可以用來做定界符。采用0插入刪除的方法來使得收發(fā)雙發(fā)同步。零比特插入/刪除工作過程流量控制

流量控制數(shù)據(jù)鏈路層必須控制鏈路上的數(shù)據(jù)流量，保證發(fā)送與接收速度匹配，防止出現(xiàn)發(fā)送速度超過接收能力的現(xiàn)象，以免丟失數(shù)據(jù)。大多數(shù)流量控制方法的基本原理都是相同的，都需要啟用反饋機制，使發(fā)方直接或是間接地獲得收方指示的發(fā)送時機。在未得到允許前，禁止發(fā)出幀。如單工停等協(xié)議、滑動窗口協(xié)議等。發(fā)方的發(fā)送速率必須小于等于收方的接收速率，否則會浪費網絡資源，增加網絡負擔。流量控制就是對發(fā)方的發(fā)送速率進行控制?；玖髁靠刂品椒ɑ诜答伒牧骺刂平邮辗浇o發(fā)送方送回消息,告訴發(fā)送方它的狀態(tài)基于速率的流控制限制了發(fā)送方傳輸數(shù)據(jù)的速率,無需利用接收方的反饋信息差錯控制

差錯控制一般方法：接收方給發(fā)送方一個反饋（響應）。比如自動重復請求（ARQ）出錯情況幀（包括發(fā)送幀和響應幀）出錯；幀（包括發(fā)送幀和響應幀）丟失通過計時器和序號保證每幀最終交給目的網絡層僅一次是數(shù)據(jù)鏈路層的一個主要功能。差錯出現(xiàn)的特點：隨機，連續(xù)突發(fā)（burst）差錯控制方法

從差錯控制的角度，對于傳輸?shù)男盘?，利用檢糾錯基本原理進行編碼來降低差錯的發(fā)生，利用差錯控制編碼方法進行差錯控制的常用方式主要有如下幾種：

自動請求重發(fā)（ARQ）方式

反饋校驗方式

前向糾錯（FEC）方式

混合糾錯（HEC）方式自動請求重發(fā)（ARQ）方式

發(fā)送端發(fā)送出可以發(fā)現(xiàn)錯誤的碼字，接收端譯碼若檢測到錯誤，則主動向發(fā)送端發(fā)出請求，要求重發(fā)以便糾錯。這種系統(tǒng)要求有反饋信道且發(fā)送端和接收端都有緩存器。反饋校驗方式這種方式是發(fā)送端一邊發(fā)送碼字一邊存貯發(fā)出的碼字到緩沖區(qū)中。在接收端收到碼字后，馬上返回到發(fā)送端去與原發(fā)送碼進行比較。如發(fā)現(xiàn)與發(fā)送碼不同，就重發(fā)上一次的碼字，直到發(fā)送端校驗正確為止。這種方式進行差錯控制的原理和設備都簡單，但要求雙向信道，且傳輸效率較低。前向糾錯（FEC）方式發(fā)送端發(fā)出的碼字是具有一定糾錯能力的碼字。在接收端譯碼后不僅可以發(fā)現(xiàn)錯碼，而且能夠判斷錯碼所在的位置并自動糾正。這種方法不需反饋信道，實時性好，傳輸效率較高，但糾錯編碼方法和設備較復雜。混合糾錯（HEC）方式

實際應用中，可以結合使用ARQ方式和FEC方式。即在傳輸錯碼較少且接收端能糾正時，自動糾正錯誤；在錯碼較多、超出糾正能力但尚能檢測時，采用自動請求重發(fā)方式，請求發(fā)送端重傳，直到正確接收為止。該方式大大提高了通信的可靠性。差錯控制方法處理差錯的兩種基本策略使用糾錯碼：發(fā)送方在每個數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯，并能糾正錯誤。使用檢錯碼：發(fā)送方在每個數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯，但不能判斷哪里有錯奇偶校驗碼垂直奇（偶）校驗水平奇（偶）校驗水平垂直奇（偶）校驗（方陣碼）循環(huán)冗余編碼CRC：目前應用最廣的檢錯碼編碼方法之一海明碼：是一種糾錯碼。糾錯碼碼字（codeword）：一個幀包括m個數(shù)據(jù)位，r個校驗位，n=m+r，則此n比特單元稱為n位碼字。海明距離（Hammingdistance）：兩個碼字之間不同的比特位數(shù)目。例：0000000000與0000011111的海明距離為5如果兩個碼字的海明距離為d，則需要d個單比特錯就可以把一個碼字轉換成另一個碼字；為了檢查出d個錯（單比特錯），需要使用海明距離為d+1的編碼；為了糾正d個錯，需要使用海明距離為2d+1的編碼；最簡單的例子是奇偶校驗，在數(shù)據(jù)后填加一個奇偶位（paritybit）例：使用偶校驗（“1”的個數(shù)為偶數(shù)） 10110101 ——> 101101011 10110001 ——> 101100010奇偶校驗可以用來檢查單個錯誤。海明碼設計糾錯碼要求：m個信息位，r個校驗位，糾正單比特錯； 利用n=m+r，得到(m+r+1)2r 給定m，利用該式可以得出校正單比特誤碼的校驗位數(shù)目的下界海明碼碼位從左邊開始編號，從“1”開始；位號為2的冪的位是校驗位，其余是信息位；每個校驗位使得包括自己在內的一些位的奇偶值為偶數(shù)（或奇數(shù)）。為看清數(shù)據(jù)位k對哪些校驗位有影響，將k寫成2的冪的和。例：11=1+2+8海明碼工作過程每個碼字到來前，接收方計數(shù)器清零；接收方檢查每個校驗位k(k=1,2,4…)的奇偶值是否正確；若第k位奇偶值不對，計數(shù)器加k；所有校驗位檢查完后，若計數(shù)器值為0，則碼字有效；若計數(shù)器值為m，則第m位出錯。若校驗位1、2、8出錯，則第11位變反。Fig.3-6使用海明碼糾正突發(fā)錯誤可采用k個碼字（n=m+r）組成kn矩陣，按列發(fā)送，接收方恢復成kn矩陣kr個校驗位，km個數(shù)據(jù)位，可糾正最多為k個的突發(fā)性連續(xù)比特錯。12345678

910111111122222444888使用糾錯碼傳數(shù)據(jù)，效率低，適用于不可能重傳的場合；大多數(shù)情況采用檢錯碼加重傳。循環(huán)冗余碼（CRC碼，多項式編碼）110001，表示成多項式x5+x4+1生成多項式G(x)發(fā)方、收方事前商定；生成多項式的高位和低位必須為1生成多項式必須比傳輸信息對應的多項式短。CRC碼基本思想校驗和（checksum）加在幀尾，使帶校驗和的幀的多項式能被G(x)除盡；收方接收時，用G(x)去除它，若有余數(shù)，則傳輸出錯。檢錯碼循環(huán)碼的編碼

第一步若生成多項式G(x)的階是r,將信息位左移r位，得xrM(x)；第二步，作模2除法，求余數(shù)r(x)；余數(shù)由下式獲得：第三步，根據(jù)T(x)=xrM(x)+r(x)，求出碼字。

CRC的檢錯能力發(fā)送：T(x)；接收：T(x)+E(x)；余數(shù)((T(x)+E(x))/G(x))=0+余數(shù)(E(x)/G(x))若余數(shù)(E(x)/G(x))=0，則差錯不能發(fā)現(xiàn)；否則，可以發(fā)現(xiàn)。如果只有單比特錯，即E(x)=xi，而G(x)中至少有兩項，余數(shù)(E(x)/G(x))0，所以可以查出單比特錯；如果發(fā)生兩個孤立單比特錯，即E(x)=xi+xj=xj(xi-j+1)，假定G(x)不能被x整除，那么能夠發(fā)現(xiàn)兩個比特錯的充分條件是：xk+1不能被G(x)整除(ki-j)；如果有奇數(shù)個比特錯，即E(x)包括奇數(shù)個項，G(x)選(x+1)的倍數(shù)就能查出奇數(shù)個比特錯；具有r個校驗位的多項式能檢查出所有長度r的突發(fā)性差錯。長度為k的突發(fā)性連續(xù)差錯（并不表示有k個單比特錯）可表示為xi(xk-1+…+1)，若G(x)包括x0項，且k-1小于G(x)的階，則余數(shù)(E(x)/G(x))0;如果突發(fā)差錯長度為r+1，當且僅當突發(fā)差錯和G(x)一樣時，余數(shù)(E(x)/G(x))=0，概率為1/2r-1;長度大于r+1的突發(fā)差錯或幾個較短的突發(fā)差錯發(fā)生后，壞幀被接收的概率為1/2r。 錯誤檢測和糾正（8）四個多項式已成為國際標準CRC-12 =x12+x11+x3+x2+x+1CRC-16 =x16+x15+x2+1CRC-CCITT =x16+x12+x5+1CRC-32硬件實現(xiàn)CRC校驗。CRC校驗碼的檢錯能力CRC校驗碼能檢查出全部單個錯；CRC校驗碼能檢查出全部離散的二位錯；CRC校驗碼能檢查出全部奇數(shù)個錯；CRC校驗碼能檢查出全部長度小于或等于K位的突發(fā)錯；CRC校驗碼能以[1-（1/2）K-1]的概率檢查出長度為（K+1）位的突發(fā)錯；如果K=16，則該CRC校驗碼能全部檢查出小于或等于16位的所有的突發(fā)差錯，并能以1-（1/2）16-1=99.997％的概率檢查出長度為17位的突發(fā)錯，漏檢概率為0.003%；

基本的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議無約束單工協(xié)議（AnUnrestrictedSimplexProtocol）工作在理想情況，幾個前提：單工傳輸發(fā)送方無休止工作（要發(fā)送的信息無限多）接收方無休止工作（緩沖區(qū)無限大）通信線路（信道）不損壞或丟失信息幀工作過程發(fā)送程序:取數(shù)據(jù)，構成幀，發(fā)送幀；接收程序：等待，接收幀，送數(shù)據(jù)給高層Fig.3-9單工停等協(xié)議（ASimplexStop-and-WaitProtocol）增加約束條件：接收方不能無休止接收。解決辦法：接收方每收到一個幀后，給發(fā)送方回送一個響應。工作過程發(fā)送程序：取數(shù)據(jù)，成幀，發(fā)送幀，等待響應幀；接收程序：等待，接收幀，送數(shù)據(jù)給高層，回送響應幀。Fig.3-10有噪聲信道的單工協(xié)議（ASimplexProtocolforaNoisyChannel）增加約束條件：信道（線路）有差錯，信息幀可能損壞或丟失。解決辦法：出錯重傳。帶來的問題：什么時候重傳——定時響應幀損壞怎么辦（重復幀）——發(fā)送幀頭中放入序號為了使幀頭精簡，序號取多少位——1位發(fā)方在發(fā)下一個幀之前等待一個肯定確認的協(xié)議叫做PAR（PositiveAcknowledgementwithRetransmission）或ARQ（AutomaticRepeatreQuest）自動重復請求（ARQ）

自動重復請求（ARQ）是應用最廣泛的一種差錯控制技術，包括:無錯接收的PDU的肯定確認、對未確認PDU的自動重傳和丟棄。接收方監(jiān)測到數(shù)據(jù)中存在差錯：發(fā)否認幀，立即啟動重發(fā)；不理會，發(fā)送方超時重發(fā)停止—等待式ARQA方B方DATA(0，0)時間DATA(0，1)DATA(1，1)DATA(1，0)停等式ARQ捎帶確認協(xié)議簡單效率低效率是多少？滑動窗口大小發(fā)送窗口大小SWS

=1

接收窗口大小RWS=1

注意協(xié)議的漏洞由于確認幀中沒有序號，超時時間不能太短，否則協(xié)議失敗。因此假設協(xié)議的發(fā)送和接收嚴格交替進行。Fig.3-11的實現(xiàn)是正確的，確認幀有序號發(fā)送接收001ACKACK

滑動窗口協(xié)議單工——>全雙工捎帶/載答（piggybacking）：暫時延遲待發(fā)確認，以便附加在下一個待發(fā)數(shù)據(jù)幀的技術。優(yōu)點：充分利用信道帶寬，減少幀的數(shù)目意味著減少“幀到達”中斷；帶來的問題：復雜。本節(jié)的三個協(xié)議統(tǒng)稱滑動窗口協(xié)議，都能在實際（非理想）環(huán)境下正常工作，區(qū)別僅在于效率、復雜性和對緩沖區(qū)的要求?；瑒哟翱趨f(xié)議（2）滑動窗口協(xié)議（SlidingWindowProtocol）工作原理：發(fā)送的信息幀都有一個序號，從0到某個最大值，0~2n-1，一般用n個二進制位表示；發(fā)送端始終保持一個已發(fā)送但尚未確認的幀的序號表，稱為發(fā)送窗口。發(fā)送窗口的上界表示要發(fā)送的下一個幀的序號，下界表示未得到確認的幀的最小編號。發(fā)送窗口大小=上界（前指針）-下界（后指針），大小可變；發(fā)送端每發(fā)送一個幀，序號取上界值，上界加1；每接收到一個正確響應幀，下界加1；接收端有一個接收窗口，大小固定，但不一定與發(fā)送窗口相同。接收窗口的上界表示允許接收的序號最大的幀，下界表示希望接收的幀；接收窗口容納允許接收的信息幀，落在窗口外的幀均被丟棄。序號等于下界的幀被正確接收，并產生一個響應幀，上界、下界都加1。接收窗口大小不變。前指針前指針后指針后指針發(fā)送窗口接收窗口窗口尺寸>1時的滑動窗口協(xié)議運行一比特滑動窗口協(xié)議（AOneBitSlidingWindowProtocol）協(xié)議特點窗口大?。篘=1，發(fā)送序號和接收序號的取值范圍：0，1；可進行數(shù)據(jù)雙向傳輸，信息幀中可含有確認信息（piggybacking技術）；信息幀中包括兩個序號域：發(fā)送序號和接收序號（已經正確收到的幀的序號）工作過程：Fig.3-13存在問題能保證無差錯傳輸，但是基于停等方式；若雙方同時開始發(fā)送，則會有一半重復幀；Fig.3-14效率低，傳輸時間長。退后n幀協(xié)議（AProtocolUsingGoBackn）為提高傳輸效率而設計例：衛(wèi)星信道傳輸速率50kbps，往返傳輸延遲500ms，若傳1000bit的幀，使用上面的協(xié)議，則傳輸一個幀所需時間為：發(fā)送時間+信息信道延遲+確認信道延遲（確認幀很短，忽略發(fā)送時間）=1000bit/50kbps+250ms+250ms=520ms信道利用率=20/5204%一般情況信道帶寬b比特/秒，幀長度L比特，往返傳輸延遲R秒，則信道利用率為(L/b)/(L/b+R)=L/(L+Rb)結論傳輸延遲大，信道帶寬高，幀短時，信道利用率低。解決辦法連續(xù)發(fā)送多幀后再等待確認，稱為流水線技術（pipelining）。帶來的問題信道誤碼率高時，對損壞幀和非損壞幀的重傳非常多兩種基本方法退后n幀（gobackn）接收方從出錯幀起丟棄所有后繼幀；接收窗口為1；對于出錯率較高的信道，浪費帶寬。Fig.3-15(a)

選擇重傳（selectiverepeat）接收窗口大于1，先暫存出錯幀的后繼幀；只重傳壞幀；對最高序號的幀進行確認；接收窗口較大時，需較大緩沖區(qū)。Fig.3-15(b)滑動窗口協(xié)議退后n幀協(xié)議發(fā)送方有流量控制，為重傳設緩沖；發(fā)送窗口未滿，EnableNetworkLayer發(fā)送窗口滿，DisableNetworkLayer發(fā)送窗口大小<序號個數(shù)（MaxSeq+1）；考慮MaxSeq=7的情況1發(fā)送方發(fā)送幀0~7；2序號為7的幀的確認被捎帶回發(fā)送方；3發(fā)送方發(fā)送另外8個幀，序號為0~7；4另一個對幀7的捎帶確認返回。問題：第二次發(fā)送的8個幀成功了還是丟失了？退后n幀重發(fā)；由于有多個未確認幀，設多個計時器。 滑動窗口協(xié)議工作過程 Fig.3-16計時器實現(xiàn) Fig.3-17滑動窗口協(xié)議協(xié)議實現(xiàn)分析事件驅動Network_layer_ready（內部事件）發(fā)送幀（幀序號，確認序號，數(shù)據(jù)）Frame_arrival（外部事件）檢查幀序號，落在接收窗口內則接收，否則丟棄；檢查確認序號，落在發(fā)送窗口內則移動發(fā)送窗口，否則不做處理。Cksum_err（外部事件）丟棄timeout（內部事件）退后n幀重傳計時器處理啟動，發(fā)送幀時啟動停止，收到正確確認時停止超時則產生timeout事件滑動窗口協(xié)議選擇重傳協(xié)議（AProtocolUsingSelectiveRepeat）目的在不可靠信道上有效傳輸時，不會因重傳而浪費信道資源，采用選擇重傳技術。基本原理發(fā)送窗口大?。篗axSeq，接收窗口大?。?MaxSeq+1)/2保證接收窗口前移后與原窗口沒有重疊；設MaxSeq=7,若接收窗口=7，發(fā)方發(fā)幀0~6，收方全部收到，接收窗口前移（7~5），確認幀丟失，發(fā)方重傳幀0，收方作為新幀接收，并對幀6確認，發(fā)方發(fā)新幀7~5，收方已收過幀0，丟棄新幀0，協(xié)議出錯。Fig.3-19滑動窗口協(xié)議發(fā)送窗口下界：AckExpected，上界：NextFrameToSend接收窗口下界：FrameExpected，上界：TooFar緩沖區(qū)設置發(fā)送方和接收方的緩沖區(qū)大小應等于各自窗口大??；增加確認計時器，解決兩個方向負載不平衡帶來的阻塞問題；可隨時發(fā)送否定性確認幀NAK。工作過程Fig.3-18滑動窗口協(xié)議協(xié)議實現(xiàn)分析事件驅動Network_layer_ready（內部事件）發(fā)送幀（幀類型，幀序號，確認序號，數(shù)據(jù)）Frame_arrival（外部事件）若是數(shù)據(jù)幀，則檢查幀序號，落在接收窗口內則接收，否則丟棄；不等于接收窗口下界還要發(fā)NAK若是NAK，則選擇重傳；檢查確認序號，落在發(fā)送窗口內則移動發(fā)送窗口，否則不做處理。Cksum_err（外部事件）發(fā)送NAKtimeout（內部事件）選擇重傳Ack_timeout（內部事件）發(fā)送確認幀ACK滑動窗口協(xié)議計時器處理啟動，發(fā)送數(shù)據(jù)幀時啟動停止，收到正確確認時停止超時則產生timeout事件Ack計時器處理啟動，收到幀的序號等于接收窗口下界或已經發(fā)過NAK時啟動停止，發(fā)送幀時停止超時則產生ack_timeout事件常用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議ISO和CCITT在數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的標準制定方面做了大量工作，各大公司也形成了自己的標準。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分類面向字符的鏈路層協(xié)議ISO的IS1745，基本型傳輸控制規(guī)程及其擴充部分（BM和XBM）IBM的二進制同步通信規(guī)程（BSC）DEC的數(shù)字數(shù)據(jù)通信報文協(xié)議（DDCMP）PPP面向比特的鏈路層協(xié)議IBM的SNA使用的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議SDLC（SynchronousDataLinkControlprotocol）；ANSI修改SDLC，提出ADCCP（AdvancedDataCommunicationControlProcedure）；ISO修改SDLC，提出HDLC（High-levelDataLinkControl）；CCITT修改HDLC，提出LAP（LinkAccessProcedure）作為X.25網絡接口標準的一部分，后來改為LAPB。高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC1976年，ISO提出HDLC（High-levelDataLinkControl）HDLC的組成幀結構規(guī)程元素規(guī)程類型 使用HDLC的語法可以定義多種具有不同操作特點的鏈路層協(xié)議。HDLC的適用范圍計算機——計算機計算機——終端終端——終端數(shù)據(jù)站（簡稱站station），由計算機和終端組成，負責發(fā)送和接收幀。HDLC涉及三種類型的站：主站（primarystation）：主要功能是發(fā)送命令（包括數(shù)據(jù)），接收響應，負責整個鏈路的控制（如系統(tǒng)的初始、流控、差錯恢復等）；次站（secondarystation）：主要功能是接收命令，發(fā)送響應，配合主站完成鏈路的控制；組合站（combinedstation）：同時具有主、次站功能，既發(fā)送又接收命令和響應，并負責整個鏈路的控制。HDLC適用的鏈路構型非平衡型點—點式主站次站多點式適合把智能和半智能的終端連接到計算機。平衡型主站—次站式組合式適合于計算機和計算機之間的連接主站次站次站次站...主站主站次站次站邏輯通道組合站組合站HDLC的基本操作模式正規(guī)響應模式NRM（NormalResponseMode）適用于點—點式和多點式兩種非平衡構型。只有當主站向次站發(fā)出探詢后，次站才能獲得傳輸幀的許可。異步響應模式ARM（AsynchronousResponseMode）適用于點—點式非平衡構型和主站—次站式平衡構型。次站可以隨時傳輸幀，不必等待主站的探詢。異步平衡模式ABM（AsynchronousBalancedMode）適用于通信雙方都是組合站的平衡構型，也采用異步響應，雙方具有同等能力。HDLC的幀結構

F（flag）：固定格式—01111110

作用—幀同步傳輸數(shù)據(jù)的透明性（零比特插入與刪除）A（address）：地址多終端線路，用來區(qū)分終端；點到點線路，有時用來區(qū)分命令和響應。若幀中的地址是接收該幀的站的地址，則該幀是命令幀；若幀中的地址是發(fā)送該幀的站的地址，則該幀是響應幀。C（control）：幀的類型、幀的編號、命令與控制信息I（information）：網絡層數(shù)據(jù)CRC（checksum）：校驗A、C、I字段的數(shù)據(jù)G(X)=X16+X12+X5+1幀類型及控制字段的意義幀類型I幀：N（S）和N（S）為幀的序號：使用滑動窗口技術，3位序號，發(fā)送窗口大小為7N（S）—發(fā)送幀的順序號

N（R）—接收幀的順序號：捎帶確認，捎帶第一個未收到的幀序號，而不是最后一個已收到的幀序號探詢/結束P/F位（Poll/Final）命令幀置“P”，響應幀置“F”。有些協(xié)議，P/F位用來強迫對方機器立刻發(fā)控制幀；多終端系統(tǒng)中，計算機置“P”，允許終端發(fā)送數(shù)據(jù)；終端發(fā)向計算機的幀中，最后一個幀置為“F”，其它置為“P”。

S幀：監(jiān)控功能位

S=00，RR（receiveready）S=01，RNR（receivenotready）S=10，RJE（reject）S=11，SREJ（selectreject）U幀：用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路控制功能U幀的格式與鏈路控制功能數(shù)據(jù)鏈路層的工作過程

簡化的信息幀結構的表示方法一個信息幀的表示

無編號幀的表示方法

SNRM幀與UA幀結構的表示方法

正常響應模式數(shù)據(jù)鏈路工作X.25的鏈路層協(xié)議LAPB“X.25協(xié)議規(guī)程使用HDLC規(guī)程的原理和術語”X.25LAP：HDLC非平衡模式，也可組成主站—次站式平衡模式。X.25LAPB：HDLC組合站平衡模式。因此，X.25LAP、LAPB是HDLC的子集。X.25的幀格式與HDLC完全相同X.25鏈路級的命令和響應X.25LAPB的各種檢錯和糾錯措施a幀格式上采用CRC校驗，只檢錯，不糾錯，丟棄出錯幀；b設立超時機制，計時器超時重傳，重傳N次，則向上層協(xié)議報告。超時機制用來檢錯，重傳用來糾錯。c幀序號若接收方發(fā)現(xiàn)幀序號錯，就發(fā)拒絕幀給發(fā)送方，發(fā)送方重傳，既檢錯也糾錯。d采用P/F位來進行校驗指示發(fā)送置為P的命令幀，等待置為F的響應幀，能及時發(fā)現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)站是否收到命令幀。規(guī)程規(guī)定：a必須使用；b,c,d組合使用。Internet的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議點到點通信的兩種主要情形路由器到路由器（router-routerleasedlineconnection）通過modem撥號上網，連到路由器或接入服務器（AccessServer）（dial-uphost-routerconnection）Internet中主要的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議SLIP（SerialLineIP）—串行線路的Internet數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議PPP（Point-to-PointProtocol）—點-點協(xié)議SLIP與PPP用于串行通信的撥號線路上，是目前家庭計算機或公司用戶通過ISP接到Internet主要的協(xié)議。SLIP協(xié)議SLIP出現(xiàn)于20世紀80年代初，最早是在BSDUNIX4.2版操作系統(tǒng)上實現(xiàn)的;SLIP協(xié)議支持TCP/IP協(xié)議;對數(shù)據(jù)報進行了簡單的封裝，然后來用RS-232接口串行線路進行傳輸;SLIP通常也用來將遠程終端連接到UNIX主機，也可通過租用或撥號串行線路進行主機到路由器，以及路由器到路由器的通信