第11章數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議

1、第11章 數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議 在數(shù)據(jù)通信中，協(xié)議是用來(lái)實(shí)現(xiàn)OSI模型中一層或幾層的一組規(guī)則或規(guī)范。 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的一組規(guī)范。 數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議可以被分為兩組：異步協(xié)議和同步協(xié)議。異步協(xié)議對(duì)于比特流中的每個(gè)字符都單獨(dú)處理；同步協(xié)議則將整個(gè)比特流當(dāng)作一個(gè)整體并將其切分成大小相等的一個(gè)個(gè)字符串。11.1 異步協(xié)議 異步協(xié)議主要在調(diào)制解調(diào)器中采用，它引入了起始位和停止位以及字符之間的可變長(zhǎng)度的空隙。它不需要發(fā)送方和接收方進(jìn)行時(shí)序協(xié)調(diào)，但是速率較慢。異步協(xié)議11.1 異步協(xié)議 1. XMODEM協(xié)議XMODEM協(xié)議幀格式 XMODEM協(xié)議是一個(gè)半雙工的停等ARQ協(xié)議。在這個(gè)協(xié)議中，通過(guò)接收方向發(fā)

2、送方發(fā)送一個(gè)否定應(yīng)答幀（NAK）開(kāi)始傳輸。發(fā)送方每發(fā)送一幀，就必須等待應(yīng)答幀（ACK）才能發(fā)送下一幀。如果收到一個(gè)NAK幀，那么先前剛剛發(fā)送的幀被重傳。如果在給定的一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到任何回應(yīng)，那么也將重傳最近發(fā)送的一幀。取消傳輸通過(guò)接收取消消息（CAN）來(lái)完成。11.1 異步協(xié)議 2. YMODEM協(xié)議 YMODEM協(xié)議與XMODEM協(xié)議類(lèi)似，其主要不同點(diǎn)在于： 數(shù)據(jù)單元長(zhǎng)度為1024字節(jié)； 取消傳輸要發(fā)送兩個(gè)取消幀（CAN）； 錯(cuò)誤校驗(yàn)采用ITU-T的CRC-16標(biāo)準(zhǔn)； 可以同時(shí)傳輸多個(gè)文件。11.1 異步協(xié)議 3. ZMODEM協(xié)議 ZMODEM協(xié)議是將XMODEM協(xié)議和YMODEM協(xié)議性

3、能結(jié)合在一起的新協(xié)議。 4. 阻塞異步傳輸協(xié)議 阻塞異步傳輸（BLAST）協(xié)議是采用滑動(dòng)窗口流量控制的全雙工協(xié)議，它允許進(jìn)行數(shù)據(jù)和二進(jìn)制文件傳輸。 5. Kermit協(xié)議 Kermit協(xié)議中發(fā)送方在開(kāi)始傳輸前也要等待NAK消息。它允許將控制字符當(dāng)作文本進(jìn)行傳輸，通過(guò)在其ASCII代碼上增加一個(gè)固定數(shù)值轉(zhuǎn)換為可打印字符，然后在前面加上#。當(dāng)接收方遇到字符#時(shí)，就丟棄該字符并將下一個(gè)字符當(dāng)作控制字符。如果發(fā)送方要發(fā)送字符#，就必須發(fā)送兩個(gè)字符#。11.2 同步協(xié)議 同步協(xié)議主要在局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）以及廣域網(wǎng)（WAN）中應(yīng)用?？刂仆絺鬏?shù)膮f(xié)議可以分成兩個(gè)類(lèi)型：面向字符的協(xié)議和面向比

4、特的協(xié)議。 面向字符的協(xié)議將傳輸幀或包看作是連續(xù)的字符，所有控制信息是以現(xiàn)有字符編碼系統(tǒng)（如ASCII）的形式出現(xiàn)。 面向比特的協(xié)議將傳輸幀或包看作是連續(xù)的比特流，通過(guò)它們?cè)趲械奈恢煤团c其它比特的組合模式來(lái)表達(dá)意義?？刂菩畔⒖梢允且粋€(gè)或多個(gè)比特。11.3 面向字符的協(xié)議 面向字符的協(xié)議最著名的是IBM公司的二進(jìn)制同步傳輸協(xié)議（BSC）。該協(xié)議可以在點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)線路配置中使用，支持采用停等ARQ流量控制和錯(cuò)誤控制的半雙工傳輸。BSC不支持全雙工傳輸和滑動(dòng)窗口協(xié)議。 1. 控制字符 字符 功能 SYN 同步頭 SOH 報(bào)文頭信息開(kāi)始 STX 報(bào)文開(kāi)始 ETB 數(shù)據(jù)塊結(jié)束 ETX 報(bào)文結(jié)束 EOT

5、 傳輸終止 DLE 數(shù)據(jù)透明標(biāo)志11.3 面向字符的協(xié)議 2. BSC協(xié)議幀 在BSC協(xié)議中，傳輸被分割成幀，包括數(shù)據(jù)幀和控制幀。數(shù)據(jù)幀被用來(lái)傳輸信息；控制幀被用來(lái)在通信設(shè)備之間交換用于控制目的的信息，例如建立初始連接，控制傳輸流，進(jìn)行錯(cuò)誤糾正請(qǐng)求以及在會(huì)話結(jié)束時(shí)斷開(kāi)連接等。 （1）數(shù)據(jù)幀 帶有報(bào)文頭的BSC幀11.3 面向字符的協(xié)議 （2）控制幀控制幀 控制幀為三種目的服務(wù)：建立連接，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中維護(hù)流量和錯(cuò)誤控制，以及終止連接。11.3 面向字符的協(xié)議 3. 數(shù)據(jù)透明性 數(shù)據(jù)通信中的透明性是指必須能在不會(huì)與控制信息混淆的前提下把任何比特模式當(dāng)作數(shù)據(jù)傳輸。 字符填充 BSC協(xié)議中的數(shù)據(jù)透

6、明性是通過(guò)DLE字符填充的過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。11.4 面向比特的協(xié)議 面向比特的協(xié)議和面向字符的協(xié)議比較而言效率更高，而且不受字符集的影響，兼容性好，支持全雙工通信。面向比特的協(xié)議 所有面向比特的協(xié)議都與高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）協(xié)議有關(guān)，該協(xié)議由ISO制訂。HDLC協(xié)議支持點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)配置下的半雙工和全雙工模式。11.4 面向比特的協(xié)議 1. HDLC協(xié)議 采用HDLC協(xié)議的系統(tǒng)可以通過(guò)它們的站點(diǎn)類(lèi)型、配置以及響應(yīng)模式來(lái)進(jìn)行描述。 （1）站點(diǎn)類(lèi)型 HDLC協(xié)議有三種不同類(lèi)型的站點(diǎn)：主站點(diǎn)、從站點(diǎn)和復(fù)合站點(diǎn)。 主站點(diǎn)是在點(diǎn)到點(diǎn)或多點(diǎn)線路配置中對(duì)鏈路具有完全控制的設(shè)備，發(fā)送命令到從站點(diǎn)，從站點(diǎn)進(jìn)行響

7、應(yīng)。 一個(gè)復(fù)合站點(diǎn)既可以發(fā)命令也可以進(jìn)行響應(yīng)。復(fù)合站點(diǎn)是一組互相連接的對(duì)等站點(diǎn)中的一個(gè)，這些站點(diǎn)根據(jù)傳輸?shù)膶傩院头较虻牟煌謩e按照主站點(diǎn)或從站點(diǎn)方式工作。11.4 面向比特的協(xié)議 （2）配置 配置指鏈路上硬件設(shè)備的關(guān)系，設(shè)備可以按照主從方式或是對(duì)等方式組織。站點(diǎn)可以以三種方式配置：非平衡式、對(duì)稱(chēng)式以及平衡式。任何一種配置都能夠支持半雙工和全雙工傳輸。 HDLC協(xié)議的設(shè)備配置11.4 面向比特的協(xié)議 （3）通信方式 HDLC協(xié)議支持站點(diǎn)間的三種不同通信方式：正常應(yīng)答方式（NRM），異步應(yīng)答方式（ARM），以及異步平衡方式（ABM）。 正常應(yīng)答方式（NRM）是指標(biāo)準(zhǔn)的主從關(guān)系。在這種方式下，從設(shè)備

8、必須在傳輸前獲得許可。 異步應(yīng)答方式（ARM）中，只要信道空閑，從設(shè)備可以在沒(méi)有得到許可的情況下發(fā)起一次傳輸。 異步平衡方式（ABM）中，所有站點(diǎn)都是平等的，并且因此只使用以點(diǎn)到點(diǎn)方式連接的復(fù)合站點(diǎn)。當(dāng)另一個(gè)復(fù)合站點(diǎn)未獲得許可時(shí)，一個(gè)復(fù)合站點(diǎn)就可以開(kāi)始一次傳輸。11.4 面向比特的協(xié)議 2. HDLC幀格式 HDLC協(xié)議定義了三種類(lèi)型的幀：信息幀（I幀），監(jiān)管幀（S幀）以及無(wú)編號(hào)幀（U幀）。 I幀被用來(lái)傳輸用戶數(shù)據(jù)以及與用戶數(shù)據(jù)有關(guān)的控制信息；S幀只用來(lái)傳輸控制信息，主要是數(shù)據(jù)鏈路層流量和錯(cuò)誤控制信息；U幀保留來(lái)為系統(tǒng)鏈路管理服務(wù)，例如設(shè)置通信方式等。 在HDLC協(xié)議中的每一幀可以包含最多六個(gè)

9、域：一個(gè)開(kāi)始標(biāo)志域（F），一個(gè)地址域（A），一個(gè)控制域（C），一個(gè)信息域（I），一個(gè)幀校驗(yàn)序列域（FCS），以及一個(gè)結(jié)束標(biāo)志域（F）。11.4 面向比特的協(xié)議 HDLC幀類(lèi)型 HDLC幀類(lèi)型：11.4 面向比特的協(xié)議HDLC協(xié)議標(biāo)志域 （1）標(biāo)志域 HDLC協(xié)議幀的標(biāo)志域是01111110比特序列，是表明幀的開(kāi)始和結(jié)束并且為接收方當(dāng)作同步模式服務(wù)的。 為了保證透明性傳輸，HDLC協(xié)議采用0比特插入/刪除技術(shù)。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)每遇到連續(xù)5個(gè)1之后插入一個(gè)0比特，接收時(shí)刪除該0比特。11.4 面向比特的協(xié)議HDLC幀地址域 （2）地址域 HDLC協(xié)議幀的地址域包含了幀的來(lái)源或終點(diǎn)的站點(diǎn)地址。 如果地址域

10、只有一個(gè)字節(jié)，最后一個(gè)比特總是1；如果地址域有多個(gè)字節(jié)，除最后一字節(jié)外其它所有字節(jié)都要以0結(jié)尾，只有最后一個(gè)字節(jié)以1結(jié)尾。11.4 面向比特的協(xié)議 HDLC協(xié)議控制域 （3）控制域 控制域是幀中一個(gè)字節(jié)或兩個(gè)字節(jié)的分段，是用來(lái)進(jìn)行流量管理的。根據(jù)幀類(lèi)型不同，控制域也不同。 其中P/F位僅當(dāng)被設(shè)置為1時(shí)才有意義，它被用作主站的詢(xún)問(wèn)位或者從站表示傳輸結(jié)束的標(biāo)志位。11.4 面向比特的協(xié)議 HDLC幀中的信息域 （4）信息域 在I幀中，信息域包含了用戶數(shù)據(jù)；在U幀中則包含了網(wǎng)絡(luò)管理信息，一個(gè)S幀沒(méi)有信息域。 通?？梢栽诰哂袛?shù)據(jù)的I幀里同時(shí)包含流量、錯(cuò)誤以及其它方面的控制信息。這種將對(duì)某一幀的應(yīng)答和要

11、發(fā)送的數(shù)據(jù)結(jié)合到一個(gè)單獨(dú)的幀中的方式稱(chēng)為捎帶確認(rèn)。11.4 面向比特的協(xié)議HDLC幀校驗(yàn)序列域（FCS） （5）幀校驗(yàn)序列域（FCS） 幀校驗(yàn)序列（FCS）是HDLC協(xié)議的錯(cuò)誤檢測(cè)域，它含有一個(gè)兩字節(jié)或四字節(jié)的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）。11.4 面向比特的協(xié)議 3. 關(guān)于幀的其它內(nèi)容 HDLC協(xié)議中S幀和U幀由于在其控制域中還含有子域，因此這些子域傳輸可以改變幀的含義和編碼。 HDLC協(xié)議中S幀的控制域 （1）S幀11.4 面向比特的協(xié)議 HDLC協(xié)議中U幀的控制域 （2）U幀 無(wú)序號(hào)幀（U幀）是在互連的設(shè)備之間交換用于會(huì)話管理和控制信息的。U幀的命令和響應(yīng)可以分成五個(gè)基本功能類(lèi)：方式設(shè)置，無(wú)

12、序號(hào)交互，斷開(kāi)連接，啟動(dòng)，以及混雜形式。11.4 面向比特的協(xié)議采用HDLC協(xié)議進(jìn)行查詢(xún) （3）例1：查詢(xún)/響應(yīng)11.4 面向比特的協(xié)議采用HDLC協(xié)議進(jìn)行選擇 （4）例2：選擇/響應(yīng)11.4 面向比特的協(xié)議采用HDLC協(xié)議進(jìn)行對(duì)等通信 （5）例3：對(duì)等設(shè)備11.4 面向比特的協(xié)議 4. 鏈路訪問(wèn)過(guò)程 基于HDLC協(xié)議為某一個(gè)特殊目的進(jìn)行裁減后的子集在一般鏈路訪問(wèn)過(guò)程（LAP）之下發(fā)展了以下幾種協(xié)議： （1）平衡式鏈路訪問(wèn)規(guī)程（LAPB） （2）D信道鏈路訪問(wèn)規(guī)程（LAPD） （3）調(diào)制解調(diào)器鏈路訪問(wèn)規(guī)程（LAPM） 它采用異步平衡方式，提供在DTE設(shè)備和DCE設(shè)備間通信所需要的基本控制功能，

13、目前用于ISDN的B信道。 它采用異步平衡方式，用于ISDN的帶外信令。 它是為異步-同步對(duì)話，錯(cuò)誤檢測(cè)，以及重傳設(shè)計(jì)的，應(yīng)用于調(diào)制解調(diào)器上。11.5 總結(jié) 在數(shù)據(jù)通信中協(xié)議是用來(lái)實(shí)現(xiàn)OSI模型中一層或幾層的一組規(guī)范。 數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議可以分為同步和異步兩類(lèi)。 XMODEM協(xié)議、YMODEM協(xié)議、ZMODEM協(xié)議、阻塞異步傳輸（BLAST）協(xié)議以及Kermit協(xié)議等等異步協(xié)議是用在文件傳輸上的。 同步協(xié)議可以被分為兩組： a面向字符的協(xié)議 b面向比特的協(xié)議 在面向字符的協(xié)議中，幀被看作是一系列字符。 在面向比特的協(xié)議中，每個(gè)比特或每組比特都可以有意義。 二進(jìn)制同步通信（BSC）協(xié)議是最常見(jiàn)的面向字

14、符的協(xié)議。 BSC協(xié)議在點(diǎn)到點(diǎn)或多點(diǎn)線路配置上采用停等ARQ以半雙工模式通信。11.5 總結(jié) BSC協(xié)議幀有兩種： a控制幀 b數(shù)據(jù)幀 控制幀完成以下功能： a. 建立連接 b控制流量和錯(cuò)誤 c切斷連接 在BSC幀數(shù)據(jù)域中與控制字符相同的比特模式不可被視為控制字符，它必須透明化。 BSC協(xié)議中的數(shù)據(jù)透明性是通過(guò)字節(jié)填充過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。 字節(jié)填充涉及到： a標(biāo)識(shí)透明區(qū)域 b在每個(gè)（透明區(qū)域中的）轉(zhuǎn)義符（DLE）前都附加一個(gè)轉(zhuǎn)義符DLE11.5 總結(jié) 所有面向比特的協(xié)議都與高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）協(xié)議有關(guān)。 在點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)線路配置中HDLC協(xié)議以半雙工或全雙工模式進(jìn)行通信。 HDLC協(xié)議站點(diǎn)可以分

15、成以下幾類(lèi)： a主站點(diǎn)發(fā)送命令 b從站點(diǎn)發(fā)送響應(yīng) c復(fù)合站點(diǎn)既發(fā)送命令又發(fā)送響應(yīng) HDLC協(xié)議站點(diǎn)可以按照以下方式配置： a非平衡式一個(gè)主站點(diǎn)，一個(gè)或多個(gè)從站點(diǎn) b. 對(duì)稱(chēng)式兩個(gè)物理站點(diǎn)，其中每個(gè)都能在主站點(diǎn)模式和從站點(diǎn)模式之間進(jìn)行切換 C復(fù)合式兩個(gè)復(fù)合站點(diǎn)，具有相同地位11.5 總結(jié) HDLC協(xié)議站點(diǎn)以以下幾種方式通信： a正常響應(yīng)方式（NRM）從站點(diǎn)需要獲得許可才能發(fā)送。 b異步響應(yīng)方式（ARM）從站點(diǎn)不需要獲得許可就可以進(jìn)行發(fā)送。 c異步平衡方式（ABM）兩個(gè)復(fù)合站點(diǎn)都可以啟動(dòng)傳輸過(guò)程。 HDLC協(xié)議定義了三種幀： a信息幀（I一幀）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和控制 b監(jiān)管幀（S一幀）進(jìn)行控制 c.

16、無(wú)序號(hào)幀（U一幀）進(jìn)行控制和管理 HDLC協(xié)議通過(guò)在每個(gè)0后的五個(gè)連續(xù)1之后添加0來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明性。這過(guò)程叫做比特填充。11.6 習(xí)題1. BSC是代表_。 a二進(jìn)制同步控制 b二進(jìn)制同步通信 c面向比特的同步通信 d. 面向字節(jié)的同步通信b2在BSC協(xié)議中一個(gè)對(duì)查詢(xún)的否定應(yīng)答是_。 a NAK b EOT c WACK d. b和cb11.6 習(xí)題3在BSC協(xié)議中一個(gè)對(duì)選擇的否定應(yīng)答是_。 a. NAK bEOT c. WACK db和ca4在BSC協(xié)議中，如果接收的幀是正確的偶數(shù)幀，接收方響應(yīng)是一個(gè)_幀。 a. ACK b ACK 0 c ACK 1 d. a或bb11.6 習(xí)題5BSC協(xié)

17、議在數(shù)據(jù)傳輸中采用_模式。 a單工 b半雙工 c. 全雙工 d. 半單工b6BSC幀可以被分為數(shù)據(jù)幀或_幀。 a傳輸 b控制 c通信 d. 監(jiān)管b11.6 習(xí)題7. 在BSC協(xié)議中，在ETB、ETX或ITB字符后，跟隨的是一個(gè)_域。 a DLE b EOT c BCC d SYNc8在BSC協(xié)議中，_字符可以結(jié)束一次傳輸或作為查詢(xún)的否定應(yīng)答。 a. DLE b ETX c EOT d ETBc11.6 習(xí)題9以下哪一個(gè)是BSC協(xié)議幀中的可變長(zhǎng)域？ a數(shù)據(jù) bBCC c報(bào)文頭 d以上所有d10HDLC是_的縮略語(yǔ)。 a高級(jí)雙工線路通信 b高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制 c半雙工數(shù)字鏈路組合 d主機(jī)雙級(jí)電路b11.6 習(xí)題11在HDLC協(xié)議幀的地址域中含有_站點(diǎn)的地址。 a 主 b 從 c 第三 d. a和bb12. HDLC協(xié)議是_協(xié)議。 a面向字符的 b面向比特的 c面向字節(jié)的 d基于計(jì)數(shù)的b11.6 習(xí)題13BSC協(xié)議是_協(xié)議。 a. 面向字符的 b面向比特的 c面向字節(jié)的 d基于計(jì)數(shù)的a14. 在HDLC幀中_域定義了幀的開(kāi)始和結(jié)束。 a標(biāo)志 b地址 c控制 d. 幀校驗(yàn)序列（FCS）a11.6 習(xí)題1