数据链路层协议基础

1、第三章第三章 数据链路层协议基础数据链路层协议基础 3.0 3.0 数据链路层协议的任务数据链路层协议的任务 3.1 3.1 单工、双工、肯定应答单工、双工、肯定应答/ /重传、停等重传、停等 协议协议 3.2 3.2 滑窗协议滑窗协议( (Sliding Window Sliding Window Protocol) Protocol) 3.3 3.3 典型的数据链路协议典型的数据链路协议 3.0 数据链路层协议的任务数据链路层协议的任务 数据链路层是数据链路层是RMRMOSIOSI模型的第模型的第2 2层，该层，该层协议处理两个有物理通道直接相连的层协议处理两个有物理通道直接相连的邻接站之

2、间的通信。邻接站之间的通信。 通道传输错误、数据速率限制、接收和通道传输错误、数据速率限制、接收和发送处理速度不匹配、缓存区数目有限发送处理速度不匹配、缓存区数目有限等因素，都可能引起被传送数据的损坏等因素，都可能引起被传送数据的损坏或丢失。或丢失。 数据链路层协议的目的在于提高数据传数据链路层协议的目的在于提高数据传输的效率，并为其上层提供透明的无差输的效率，并为其上层提供透明的无差错的通道服务错的通道服务 数据链路层的具体工作是接收来自高层的数据链路层的具体工作是接收来自高层的数据，并将它加工成帧数据，并将它加工成帧( (Frame)Frame)，然后经然后经物理通道将帧发送给接收站物理通

3、道将帧发送给接收站，如图如图3 31 1所所示示。 帧包含头、尾、控制信息、数据、校验和帧包含头、尾、控制信息、数据、校验和等部分，一般，校验和、头、尾部分由发等部分，一般，校验和、头、尾部分由发送设备添加的硬件实现，数据链路层不必送设备添加的硬件实现，数据链路层不必考虑其实现方法。考虑其实现方法。 当帧到达接收站时，首先检查校验和。当帧到达接收站时，首先检查校验和。若校验和错，则向接收计算机发出校验若校验和错，则向接收计算机发出校验和错的中断信息和错的中断信息“CKSumErrCKSumErr”； 若校验和正确，确认无传输错误，则向若校验和正确，确认无传输错误，则向接收计算机发出帧正确到达中

4、断信息接收计算机发出帧正确到达中断信息“FrameArrivalFrameArrival”，接收方的数据链路接收方的数据链路层检查帧中的控制信息，确认无误后，层检查帧中的控制信息，确认无误后，才将数据部分送往高层。才将数据部分送往高层。3.1 3.1 单工、双工、肯定应答单工、双工、肯定应答/ /重传、停重传、停等协议等协议 3.1.1 3.1.1 协议基本概率协议基本概率 3.1.2 3.1.2 单工肯定应答单工肯定应答/ /重传停等协议重传停等协议 3.1.3 3.1.3 双工停等协议双工停等协议 3.1.2 3.1.2 单工肯定应答单工肯定应答/ /重传停等协议重传停等协议 第二章指出，

5、通信信道总是存在误码率，第二章指出，通信信道总是存在误码率，传输过程中难免要出错。造成发送帧或传输过程中难免要出错。造成发送帧或应答帧出错或丢失。应答帧出错或丢失。 解决的办法是设置计时器，利用超时中解决的办法是设置计时器，利用超时中断防止因帧丢失所造成的死锁。断防止因帧丢失所造成的死锁。 另外，设置帧序号，利用序号检查是新另外，设置帧序号，利用序号检查是新帧还是重复帧。帧还是重复帧。 根据停等协议的定义，表示帧发送序号根据停等协议的定义，表示帧发送序号的字段只需占用一位的字段只需占用一位( (Bit) Bit) ，因为只需因为只需检查前后两帧的顺序号是否相同，而不检查前后两帧的顺序号是否相同

6、，而不注重各帧的顺序号本身的值是多少。注重各帧的顺序号本身的值是多少。 例如例如 发送帧本身序号发送帧本身序号 停等协议帧序号停等协议帧序号 同理，帧确认序号也只需占用一位。同理，帧确认序号也只需占用一位。 为便于判断序号的正确性，通常定义帧确认序号为便于判断序号的正确性，通常定义帧确认序号( (ACK) ACK) 为期望发送方下次发送的帧发送序号为期望发送方下次发送的帧发送序号( (SEQ) SEQ) 表达式为：表达式为：ACKACKSEQSEQ1(mod2) 1(mod2) 另外，为简化描述，暂时只讨论两台计算机之间另外，为简化描述，暂时只讨论两台计算机之间的通信。这样，帧格式中就可不出现

7、地址字段。的通信。这样，帧格式中就可不出现地址字段。 单工肯定应答单工肯定应答/ /重传停等协议的工作原理重传停等协议的工作原理如图如图3 32 2所示所示。 3.1.3 3.1.3 双工停等协议双工停等协议 单工协议只能在通道的一个方向上传单工协议只能在通道的一个方向上传送数据。而多数情况下则希望在两个送数据。而多数情况下则希望在两个方向上都能传送数据。方向上都能传送数据。 这是一种双工的数据通信方式，要求这是一种双工的数据通信方式，要求每个站既是发送站又是接收站，协议每个站既是发送站又是接收站，协议对两个站来说是对称的。对两个站来说是对称的。 双工协议在通道的每个方向上都有发双工协议在通道

8、的每个方向上都有发送帧送帧( (数据帧数据帧) )和应答帧，为了区分它和应答帧，为了区分它们，需要在帧的控制信息中增加一个们，需要在帧的控制信息中增加一个帧类型字段。帧类型字段。 如果某站收到对方的数据后，在给对方如果某站收到对方的数据后，在给对方发送应答帧的同时，又有数据帧要发往发送应答帧的同时，又有数据帧要发往对方，则不必单独发送应答帧，可以在对方，则不必单独发送应答帧，可以在数据帧中增加一个接收顺序号字段数据帧中增加一个接收顺序号字段( (ACKACK字段字段) )以存放应答信息，于是对方在收到以存放应答信息，于是对方在收到数据帧的同时也得到了应答，这种办法数据帧的同时也得到了应答，这种

9、办法称为称为“背回背回” (” (Piggybacking)Piggybacking)。 双工停等协议的帧格式双工停等协议的帧格式如图如图3-33-3所示所示。 背回应答的优点在于：减少了帧的发送数背回应答的优点在于：减少了帧的发送数目目( (因减少了单独应答帧因减少了单独应答帧) )，能更有效地利，能更有效地利用通道，且接收站的用通道，且接收站的“帧正确到达帧正确到达”中断中断次数和接收站的输入缓冲区均可减少。背次数和接收站的输入缓冲区均可减少。背回应答也增加了协议的复杂性，回应答也增加了协议的复杂性， 因接收站无法估计高层何时要求向对方发因接收站无法估计高层何时要求向对方发送数据，为了让发

10、送站在超时点之前能收送数据，为了让发送站在超时点之前能收到应答信息，接收站也应使用一个称为到应答信息，接收站也应使用一个称为ACKACK的计时器。的计时器。 当收到对方发来的数据帧后，启动当收到对方发来的数据帧后，启动ACKACK计计时器，若超过规定时间高层还没有数据时器，若超过规定时间高层还没有数据要发送，就给对方发送单独的应答帧要发送，就给对方发送单独的应答帧( (ACKACK帧帧) )。 双工停等协议的工作原理双工停等协议的工作原理如图如图3 34 4所示所示。两个站中协议的动态执行情况可以不同，两个站中协议的动态执行情况可以不同，但必须实现同样的功能。但必须实现同样的功能。 开始时，将

11、发送顺序号和接收顺序号都开始时，将发送顺序号和接收顺序号都置成零置成零( (顺序号初始化顺序号初始化) )，标记缓冲器空，标记缓冲器空，然后等待事件发生。然后等待事件发生。 这里可能发生的事件有：高层就绪这里可能发生的事件有：高层就绪( (HostReadyHostReady) )或高层请求发送、帧正确到或高层请求发送、帧正确到达达( (FrameArrivalFrameArrival) )、检验和错检验和错( (CKSumErrCKSumErr) )、发送超时发送超时( (TimeOutTimeOut) )和和ACKACK超时，对每一事件分别作相应的处理。超时，对每一事件分别作相应的处理。

12、停等协议规定，发送一帧后要等到应答停等协议规定，发送一帧后要等到应答才能发送下一个新帧，故只需一个发送才能发送下一个新帧，故只需一个发送缓冲器和一个接收缓冲器。缓冲器和一个接收缓冲器。 当高层数据送入发送缓冲器时，标记缓当高层数据送入发送缓冲器时，标记缓冲器满，发送一帧后，缓冲器中的内容冲器满，发送一帧后，缓冲器中的内容暂时不变，若无应答则超时重发，收到暂时不变，若无应答则超时重发，收到应答后标记缓冲器空，允许高层继续发应答后标记缓冲器空，允许高层继续发送。送。 双工停等协议中三种技术常用于后续协双工停等协议中三种技术常用于后续协议：议： AckAck= =SeqSeq+1(mod 2)+1(

13、mod 2) TimeOutTimeOut PiggybackingPiggybacking3.23.2滑窗协议滑窗协议( (Sliding Window Protocol) Sliding Window Protocol) 3.2.13.2.1问题的提出问题的提出 3.2.23.2.2滑窗协议的结论滑窗协议的结论 3.2.13.2.1问题的提出问题的提出 1. 1. 停等协议帧发送的间隔时间长停等协议帧发送的间隔时间长 2. 2. 通道利用率低通道利用率低1. 1. 停等协议帧发送的间隔时间长停等协议帧发送的间隔时间长 停等协议的要害是发送一帧后必须等到应答或停等协议的要害是发送一帧后必须等

14、到应答或超时才能发送下一帧超时才能发送下一帧( (或重复帧或重复帧) ) 。 设：帧在信道上的传播延时为设：帧在信道上的传播延时为d(sec) d(sec) 帧的长度为帧的长度为f(bit)f(bit) 信道数据速率为信道数据速率为r(bit/s)r(bit/s) 则发送一帧到发送下一帧的最短等待时间为则发送一帧到发送下一帧的最短等待时间为2(2(d df/r) f/r) t t，而在而在t t时间内信道可以传送的时间内信道可以传送的数据量为数据量为 r rt t2(d2(df/r) f/r) r r2(f2(frd) rd) 2. 2. 通道利用率低通道利用率低 通道利用率通道利用率( (实

15、际传送的数据量实际传送的数据量)/( )/( 在在一定时间范围内可以传送的数据量一定时间范围内可以传送的数据量) ) 很很明显明显 通道数据速率越高，帧传播延时越长，通道数据速率越高，帧传播延时越长，则使用停等协议的通道利用率越低。则使用停等协议的通道利用率越低。 例：卫星通道的传播延时为例：卫星通道的传播延时为0.240.242 20.480.48s s，数据速率为数据速率为5050Mb/sMb/s，设帧长为设帧长为1000010000bitbit，则则 通道利用率通道利用率10104 4/2(10/2(104 40.480.48505010106 6) ) 10104 4/0.48/0.4

16、810108 8. . 3.2.23.2.2滑窗协议的结论滑窗协议的结论 为提高通道利用率，发送方能否在发送为提高通道利用率，发送方能否在发送若干帧之后再倾听应答信息呢？若干帧之后再倾听应答信息呢？ 回答是可行的，这时必须用多个比特来回答是可行的，这时必须用多个比特来表示发送帧序号和确认帧序号。表示发送帧序号和确认帧序号。 接下来又有一个问题：接下来又有一个问题： 假设假设SeqSeq和和AckAck均用了均用了3 3个比特来表示，是个比特来表示，是否可连续发送否可连续发送8 8帧后再倾听确认信息呢？帧后再倾听确认信息呢？ 回答说不行。回答说不行。 滑窗协议规定，连续发送的最大帧数必滑窗协议规

17、定，连续发送的最大帧数必须小于须小于“接收窗口最大尺寸接收窗口最大尺寸”，方可避，方可避免接收重复帧。免接收重复帧。 设设 SeqSeq用用n n个比特表示个比特表示 SeqSeqn(bit) n(bit) 最大帧序号最大帧序号 MaxSeqMaxSeq2 2n n1 1 则则 接收窗口最大尺寸（接收窗口最大尺寸（MaxSeqMaxSeq1 1）/2/2。若若SeqSeq3 3 ， MaxSeqMaxSeq7 7，则连续发则连续发4 4帧帧后必须获得确认。后必须获得确认。 3.33.3典型的数据链路协议典型的数据链路协议 典型的数据链路层协议分为两大类：基典型的数据链路层协议分为两大类：基于字

18、符的数据链路协议和基于比特的数于字符的数据链路协议和基于比特的数据链路协议。据链路协议。 3.3.1 3.3.1 基于字符的数据链路协议基于字符的数据链路协议 3.3.2 3.3.2 高级数据链路控制协议高级数据链路控制协议 3.3.1 3.3.1 基于字符的数据链路协议基于字符的数据链路协议 基于字符的数据链路协议有：基于字符的数据链路协议有： 国际标准化组织国际标准化组织(1(1SO)SO)的的“基本型基本型( (BASIC)”BASIC)”， IBMIBM公司的公司的BSC(Binary Synchronous BSC(Binary Synchronous Communication)C

19、ommunication)等。等。 扩充基本型是以基本型为基础，为了适扩充基本型是以基本型为基础，为了适用于不同的应用范围，对基本型做一些用于不同的应用范围，对基本型做一些适当的改造后形成的。适当的改造后形成的。 基于字符的数据链路协议是以字符为单基于字符的数据链路协议是以字符为单位的链路协议，位的链路协议， 采用采用CCITT NO.5CCITT NO.5码作为信息传输的基本码作为信息传输的基本单位，单位，CCITT NO.5CCITT NO.5基本上与美国信息交基本上与美国信息交换标准码换标准码ASCII(American Standard ASCII(American Standard

20、Code for Information Interchange) Code for Information Interchange) 相似。相似。基于字符的数据链路协议基于字符的数据链路协议 1. 1. 报文类型报文类型 2. 2. 传输控制字符传输控制字符 3. 3. 信息报文格式信息报文格式 4. 4. 监控报文格式监控报文格式 1. 1. 报文类型报文类型 信息报文：传送给接收方的正文信息，信息报文：传送给接收方的正文信息，称为信息报文。称为信息报文。 监控报文：在收、发双方起监控作用的监控报文：在收、发双方起监控作用的信息，称为监控报文。其中，与信息报信息，称为监控报文。其中，与信息

21、报文传输方向一致的监控报文称号正向监文传输方向一致的监控报文称号正向监控报文，与信息报文传输方向相反的称控报文，与信息报文传输方向相反的称为反向监控报文。为反向监控报文。 2. 2. 传输控制字符传输控制字符 信息报文和监控报文都要表示成字符序信息报文和监控报文都要表示成字符序列，而且序列中至少要包含一个传输控列，而且序列中至少要包含一个传输控制字符，以区分信息的类别及其监控功制字符，以区分信息的类别及其监控功能。能。 各类报文通常由各类报文通常由ASCIIASCII中的控制字符中的控制字符( (第第0 0、1 1列列) ) 和一般字符组成。用于传输的控制和一般字符组成。用于传输的控制字符字符

22、如表如表3 31 1 所示所示。 3. 3. 信息报文格式信息报文格式 信息报文是由一份正文信息报文是由一份正文( (其前面有时再加其前面有时再加一报头一报头) )构成的。协议未具体规定报头中构成的。协议未具体规定报头中的内容，但至少应包括路径指示，其它的的内容，但至少应包括路径指示，其它的辅助信息可在报头中，也可在正文中。辅助信息可在报头中，也可在正文中。 信息报文是通过信息报文是通过SOHSOH、STXSTX、ETBETB和和ETXETX这这4 4个传输控制字符构成的。个传输控制字符构成的。 信息报文有如下两种基本形式：信息报文有如下两种基本形式：S S 报头报头 S S 正文正文 E B

23、E BO O _T_T_T C (_T C (有报头情况有报头情况) )H X X CH X X CS S 正文正文 E BE BT T_T C (_T C (无报头情况无报头情况) )X X CX X C 其中，其中，BCCBCC表示码组校验字符。表示码组校验字符。 如在正文中出现了与某控制字符相同的如在正文中出现了与某控制字符相同的位模式，则发送方在该字符前插入位模式，则发送方在该字符前插入DLEDLE字字符，接收方删去该符，接收方删去该DLEDLE字符。字符。4. 4. 监控报文格式监控报文格式 为了对信息报文进行控制和辅助控制，有为了对信息报文进行控制和辅助控制，有时还要在通信双方传输

24、监控报文。时还要在通信双方传输监控报文。 监控报文的格式如下：监控报文的格式如下： 或或 其中，其中， 表示表示EOTEOT、ENQENQ、ACKACK和和NAK 4NAK 4个个传输控制字符之一，传输控制字符之一， 而而 表示至多由表示至多由1515个可打印个可打印字符组成的序列，称之为前缀，用以表字符组成的序列，称之为前缀，用以表示类别信息、地址信息和状态信息等。示类别信息、地址信息和状态信息等。 目前，基于字符的数据链路协议巳逐渐目前，基于字符的数据链路协议巳逐渐让位于基于比特的数据链路协议，但还让位于基于比特的数据链路协议，但还在使用，如局域网中的在使用，如局域网中的ARCNetARC

25、Net和远程网和远程网中的中的PPP(Point to Point Protocol) PPP(Point to Point Protocol) 协协议，为此仅作上述简要介绍。议，为此仅作上述简要介绍。 3.3.2 3.3.2 高级数据链路控制协议高级数据链路控制协议 高级数据链路控制协议高级数据链路控制协议HDLC(High Level HDLC(High Level DataLinkDataLink Contro1) Contro1)是一种基于比特的传是一种基于比特的传输控制协议输控制协议 它是为适应数据通信系统以及计算机间通它是为适应数据通信系统以及计算机间通信的需要而发展起来的信的需要

26、而发展起来的 由于这种协议应用领域较广，具有高效率、由于这种协议应用领域较广，具有高效率、高可靠性，并能传输任意代码等特点。高可靠性，并能传输任意代码等特点。 国际标准化组织第国际标准化组织第9797技术委员会第技术委员会第6 6小组小组(1(1SOSOTC97TC97SC6)SC6)于于19721972年将年将HDLCHDLC推荐推荐为国际标准为国际标准 HDLCHDLC常用的模式有正常响应模式常用的模式有正常响应模式( (NRM) NRM) 和异步平衡响应模式和异步平衡响应模式( (ABRM) ABRM) 下面，介绍下面，介绍HDLC(NRM)HDLC(NRM)的特点和有关的命的特点和有关

27、的命令和响应。令和响应。 高级数据链路控制协议高级数据链路控制协议 1. 1. HDLC(NRM)HDLC(NRM)链路结构链路结构 2. 2. HDLCHDLC帧格式帧格式 3. 3. HDLCHDLC数据交换过程数据交换过程 1. 1. HDLC(NRM)HDLC(NRM)链路结构链路结构 HDLC(NRM)HDLC(NRM)能用于能用于“点一点点一点”或多点线路或多点线路 在在HDLCHDLC正常响应方式正常响应方式( (NRM)NRM)中，有固定的中，有固定的主站次站关系主站次站关系 图图3 35 5说明各种主站次站关系说明各种主站次站关系 。( (在在ABRMABRM中每个站都具有主

28、站和次站功能，中每个站都具有主站和次站功能，属主主方式属主主方式) ) 。2. 2. HDLCHDLC帧格式帧格式 (1)(1)F F标志字段标志字段 (2)(2)A-A-地址字段地址字段 (3)(3)I-I-数据字段数据字段 (4)(4)FCS-FCS-帧检验序列帧检验序列 (5)(5)C-C-控制宇段控制宇段 2. 2. HDLCHDLC帧格式帧格式 HDLCHDLC以帧以帧( (Frame)Frame)作为信息传输的基本单作为信息传输的基本单位，无论是信息报文还是监控报文都是位，无论是信息报文还是监控报文都是按照帧的格式进行传输的。按照帧的格式进行传输的。 帧的格式帧的格式如图如图3 3

29、6 6所示所示。下面概述各个。下面概述各个字段字段( (域域) )的内容及用途。的内容及用途。 (1)(1)F F标志字段标志字段 在基于字符的传输系统中，具有单独的传在基于字符的传输系统中，具有单独的传输控制字符，用来标识报头的开始输控制字符，用来标识报头的开始( (SOH)SOH)、正文的开始正文的开始( (STX)STX)、正文结束正文结束( (ETX)ETX)等。等。 在基于比特的传输系统中，没有单独的字在基于比特的传输系统中，没有单独的字符，但可利用一个统一的比特符，但可利用一个统一的比特( (Bit)Bit)模式模式来标识帧头和帧尾，并且也可由它来起帧来标识帧头和帧尾，并且也可由它

30、来起帧同步模式的作用，同步模式的作用， 这个比特模式称之为这个比特模式称之为“标志标志”，它由序，它由序列列01110111lll0(7EH)lll0(7EH)组成。组成。 “0”“0”插入规则。插入规则。 如图如图3 37 7所示所示 这是一种简单而有效的方法，目前已有这是一种简单而有效的方法，目前已有不少串行通信接口芯片在硬件上实现了不少串行通信接口芯片在硬件上实现了这一功能。这一功能。 (2)(2)A-A-地址字段地址字段 HDLC(NRM)HDLC(NRM)帧中地址是次站地址。帧中地址是次站地址。 (3)(3)I-I-数据字段数据字段 数据字段可以是任意长度数据字段可以是任意长度(8(

31、8比特的整数比特的整数倍倍) ) 的字段，并且能包含任何信息。的字段，并且能包含任何信息。 这个字段的内容，可被当作纯粹二进制这个字段的内容，可被当作纯粹二进制信息看待，即使是信息看待，即使是ASCIIASCII类字符，也是如类字符，也是如此。此。 (4)(4)FCS-FCS-帧检验序列帧检验序列 HDLCHDLC采用采用1616位循环冗余校验码进行差错位循环冗余校验码进行差错控制，其生成多项式为控制，其生成多项式为 G(X)G(X)x x1616x x1212x x5 51 1 (5)(5)C-C-控制宇段控制宇段 ）信息帧）信息帧( (I I帧帧) ) ）监视帧（帧）监视帧（帧） ）U U

32、帧是无编号的帧是无编号的( (即无即无N(S)N(S)和和N(R)N(R) (5)(5)C-C-控制宇段控制宇段 控制字段的通用格式为控制字段的通用格式为8 8比特，扩充格式比特，扩充格式为为1616比特。在比特。在图图3 38 8所示所示为通用控制字为通用控制字段格式。段格式。 ）信息帧）信息帧( (I I帧帧) ) I I帧是唯一能够用于信息传送的帧。帧是唯一能够用于信息传送的帧。 N(S)N(S)和和N(R)N(R)是发送和接收的顺序计数。是发送和接收的顺序计数。 在发送每一个在发送每一个I I帧后，发送顺序计数加帧后，发送顺序计数加1 1。 同样，在按照正确顺序成功地接收了每同样，在按

33、照正确顺序成功地接收了每一个一个I I 帧后，接收顺序计数也就加帧后，接收顺序计数也就加1 1。 线路上的每个次站，对应于发送帧到主站线路上的每个次站，对应于发送帧到主站和接收来自主站的帧，将保持它拥有的和接收来自主站的帧，将保持它拥有的N(S)N(S)N(R)N(R)计数，计数， 而主站要对链路上的每个次站保持各自的而主站要对链路上的每个次站保持各自的N(S)N(S)N(R)N(R)。 在具有在具有8 8位的位的C C字段情况中，字段情况中，N(S)N(S)和和N(R)N(R)计计数范围是数范围是0 07(7(以以“8”“8”为模为模) )；而在具有；而在具有1616位的位的C C字段字段(

34、 (扩展扩展) )中，计数范围是中，计数范围是0 0127(127(以以“128”“128”为模为模) )。 接收顺序计数的用途，是通知对方下次接接收顺序计数的用途，是通知对方下次接收的预期帧顺序号。收的预期帧顺序号。 N(R)N(R)表示本站已妥收了编号为表示本站已妥收了编号为N(R)-lN(R)-l及其及其以前的全部以前的全部I I 帧。帧。 期望下次接收的帧号为期望下次接收的帧号为 N(R)N(R)N(S)+1N(S)+1。其中，其中，N(S)N(S)为已妥收的发送顺序号。为已妥收的发送顺序号。 P PF F探询最后帧位。主站利用探询最后帧位。主站利用P PF F位位( (置置“1”“1

35、”状态状态) )作为探询，它请求次站响作为探询，它请求次站响应。应。 一个探询和响应过程中可包含单个帧或若一个探询和响应过程中可包含单个帧或若干个帧，帧的最大数目是干个帧，帧的最大数目是4 4或是或是6464，取决，取决于于C C字段是字段是8 8位还是位还是1616位。位。 次站通常利用次站通常利用P PF F位作为响应，当该位为位作为响应，当该位为“1”“1”时，表示本帧是一个帧序列的最后时，表示本帧是一个帧序列的最后一帧。一帧。 P P位和位和F F位总是成对出现的。在一条链路上，位总是成对出现的。在一条链路上，每次只能有一个探询等待响应。在第一个每次只能有一个探询等待响应。在第一个探询

36、尚未收到次站用探询尚未收到次站用F F位予以响应时，不位予以响应时，不能发送第二个探询。另外，能够利用带有能发送第二个探询。另外，能够利用带有P PF F位置位置“1”“1”监视帧的监视帧的N(R)N(R)，作为一个作为一个确认，以帮助检测帧顺序差错，即确认确认，以帮助检测帧顺序差错，即确认 N(R)N(R)一一1 1帧及其以前各帧及其以前各I I 帧。帧。 ）监视帧（帧）监视帧（帧） 又名命令响应帧。命令响应帧用于控又名命令响应帧。命令响应帧用于控制链路上的数据流程。制链路上的数据流程。 只有主站才产生命令，而次站只能产生响只有主站才产生命令，而次站只能产生响应。应。 有两类命令响应帧：监视

37、帧有两类命令响应帧：监视帧( (S S帧帧) )和无和无编号帧编号帧( (U U帧帧) )。 由于由于N(S)N(S)计数仅涉及信息帧，故控制帧不计数仅涉及信息帧，故控制帧不包含包含N(S)N(S)计数。计数。 S S帧包含帧包含N(R)N(R)计数，它用于确认计数，它用于确认I I帧、请求帧、请求重传重传I I帧和请求暂时中止帧和请求暂时中止I I帧等。帧等。 基本的命令是探询，它由带有置基本的命令是探询，它由带有置“1”“1”的的P PF F位的任何类型帧组成。位的任何类型帧组成。 次站将用一个或多个次站将用一个或多个I I 帧或响应帧来回答，帧或响应帧来回答，且次站在结束它的传输之前，必

38、须用且次站在结束它的传输之前，必须用“最后最后帧位帧位”来匹配来匹配“探询位探询位”。 最常使用的监视帧的命令响应格式最常使用的监视帧的命令响应格式如图如图3 39 9所示所示。4 4种命令响应种命令响应定义如下：定义如下： RR(Receive Ready) RR(Receive Ready)接收准备好。接收准备好。RRRR帧表示发帧表示发送此帧的站已做好接收信息帧的准备。送此帧的站已做好接收信息帧的准备。 REJ(Reject) REJ(Reject)拒收。拒收。REJREJ帧用于请求重新传输帧用于请求重新传输从编号为从编号为N(R)N(R)及其随后的所有帧。及其随后的所有帧。 RNR(R

39、eceive Not Ready) RNR(Receive Not Ready)接收未准备好。接收未准备好。RNRRNR帧表示该站无能力接收信息帧，即用帧表示该站无能力接收信息帧，即用 RNRRNR指出指出该站为忙状态。以后可通过传输该站为忙状态。以后可通过传输RRRR、REJREJ、SREJSREJ，或者或者P PF F位置位置“1”“1”的信息帧，以消除忙状态。的信息帧，以消除忙状态。 SREJ(Selective Reject) SREJ(Selective Reject)选择拒收。重传编选择拒收。重传编号为号为N(R)N(R)的信息帧。的信息帧。 ）U U帧是无编号的帧是无编号的( (

40、即无即无N(S)N(S)和和N(R) N(R) 因此提供了因此提供了5 5位修饰位（），位修饰位（）， 利用修饰位能给出多至利用修饰位能给出多至3232种附加命令功种附加命令功能和能和3232种附加的响应功能，种附加的响应功能， U U帧能用于扩大多种链路控制功能帧能用于扩大多种链路控制功能( (例如例如链路启动与停止等链路启动与停止等) )。 3. 3. HDLCHDLC数据交换过程数据交换过程 1)1)在在HDLCHDLC控制下的数据传送控制下的数据传送 2)2)半双工半双工“点一点点一点”数据传送数据传送 3)3)全双工全双工“点一点点一点”数据传送数据传送 4)4)HDLCHDLC双向

41、同时的数据流程双向同时的数据流程正常响正常响应方式应方式 5)5)在在HDLCHDLC控制下的多点线路操作控制下的多点线路操作 3. 3. HDLCHDLC数据交换过程数据交换过程 HDLCHDLC有有3 3种通信操作模式，即正常响应模种通信操作模式，即正常响应模式式( (NRM)NRM)、异步响应模式异步响应模式( (ARM)ARM)和异步平和异步平衡响应模式衡响应模式( (ABRM)ABRM)。正常响应模式是较正常响应模式是较常用的基本操作模式常用的基本操作模式, ,异步响应模式异步响应模式( (ARM)ARM)很少使用。很少使用。 在在NRM(Normal Response Mode)N

42、RM(Normal Response Mode)中，次站中，次站仅能以响应主站探询的方式来发送消息。仅能以响应主站探询的方式来发送消息。 当探询某个次站时，次站就能连续地发当探询某个次站时，次站就能连续地发送送64(64(取决于取决于C C字段的长度字段的长度) ) 范围内范围内任何数目的帧，尔后它必须通过置任何数目的帧，尔后它必须通过置“1”“1”F F位来指明最后的帧。位来指明最后的帧。 在在 NRMNRM方式中，任何情况下，假如没有方式中，任何情况下，假如没有探询某个次站，则这个次站不能发送信探询某个次站，则这个次站不能发送信息。息。 在本节中，除非另有说明，一般是指正在本节中，除非另有

43、说明，一般是指正常响应模式。常响应模式。1) 1) 在在HDLCHDLC控制下的数据传送控制下的数据传送 下面，将概要地介绍在典型数据链路上下面，将概要地介绍在典型数据链路上进行交换的帧类型。进行交换的帧类型。 另外，在讨论中假定链路处于已启动并另外，在讨论中假定链路处于已启动并运行着的状态，而且只讨论它们操作的运行着的状态，而且只讨论它们操作的主体部分，不涉及系统启动和停止工作主体部分，不涉及系统启动和停止工作或者发生偶然事故等问题。或者发生偶然事故等问题。 在帧交换顺序的图例中，左边为主站，右在帧交换顺序的图例中，左边为主站，右边为次站，带箭头的线段表示帧并且在垂边为次站，带箭头的线段表示

44、帧并且在垂直方向表示操作运行的时标，直方向表示操作运行的时标，如图如图3 310(10(a)a)所示。所示。 因此，用带箭头的斜线，表示帧的传输，因此，用带箭头的斜线，表示帧的传输，斜线的长度与帧的长度斜线的长度与帧的长度( (即它的传输时间即它的传输时间) )以及在链路上遇到的延迟相关。以及在链路上遇到的延迟相关。 在在HDLCHDLC交换顷序图中采用准确时标，交换顷序图中采用准确时标，因为在全双工链路上与传输有关的计时因为在全双工链路上与传输有关的计时是重要的。是重要的。 在交换顺序在交换顺序( (见图见图3 311(11(a)a)上，帧标识上，帧标识为为TYPETYPE，N(S)N(S)

45、，N(R)N(R)，P PF F 类型类型( (TYPE)TYPE)是是I I帧或帧或S S帧。对于信息帧是帧。对于信息帧是使用使用I I，而对于，而对于S S帧则使帧则使 用用RRRR、REJREJ、RNRRNR或或SREJSREJ。 N(S)N(S)和和N(R)N(R)是发送和接收顺序号是发送和接收顺序号( (记住：记住：S S帧没有帧没有N(S)N(S)， P PF F指明探询或最后帧位是指明探询或最后帧位是 否建立否建立 。 因此因此“I I，3 3，0 0，P”P”表示一个信息帧，表示一个信息帧，它的它的N(S)N(S)3 3，N(R)N(R)0 0，并且探询位置并且探询位置为为“1”“1”。 另外，另外，“I I，3 3，0”0”表示它是与上述帧相表示它是与上述帧相同，但没有探询位。同，但没有探询位。 类似地，类似地，“RRRR，4 4，F”F”表示一个表示一个“接接收准备好收准备好”响应响应N N（）4 4和最后帧位和最后帧位为为“1” “1” 。 2)2)半双工半双工“点一点点一点”数据传送数据传送 虽然虽然HDLCHDLC设计为