常用的数据链路层协议

 ISO和CCITT在数据链路层协议的标准制定方面做了大量工作，各大公司也形成了自己的标准。

n数据链路层协议分类

1.面向字符的链路层协议

Ø       ISO的IS1745，基本型传输控制规程及其扩充部分（BM和XBM）

Ø       IBM的二进制同步通信规程（BSC）

    ØDEC的数字数据通信报文协议（DDCMP）

Ø    PPP

2.面向比特的链路层协议

Ø       IBM的SNA使用的数据链路协议SDLC（Synchronous Data Link Control protocol）；

Ø       ANSI修改SDLC，提出ADCCP（Advanced Data Communication Control Procedure）；

Ø       ISO修改SDLC，提出HDLC（High-level Data Link Control）；

Ø      CCITT修改HDLC，提出LAP（Link Access Procedure）作为X.25网络接口标准的一部分，后来改为LAPB。

一、 高级数据链路控制规程HDLC

n    1976年，ISO提出HDLC（High-level Data Link Control）

nHDLC的组成

    Ø帧结构

    Ø规程元素

    Ø规程类型        语义

Ø    使用HDLC的语法可以定义多种具有不同操作特点的链路层协议。

nHDLC的适用范围

    Ø计算机 —— 计算机

    Ø计算机 —— 终端

    Ø终端     —— 终端

n

n    数据站（简称站 station），由计算机和终端组成，负责发送和接收帧。HDLC涉及三种类型的站：

Ø    主站（primary station）：主要功能是发送命令（包括数据），接收响应，负责整个链路的控制（如系统的初始、流控、差错恢复等）；

Ø    次站（secondary station）：主要功能是接收命令，发送响应，配合主站完成链路的控制；

Ø    组合站（combined station）：同时具有主、次站功能，既发送又接收命令和响应，并负责整个链路的控制。

nHDLC适用的链路构型

    非平衡型

    n点 — 点式

    多点式

　

　

n    适合把智能和半智能的终端连接到计算机。

Ø    平衡型

n    主站 — 次站式

    n组合式

    适合于计算机和计算机之间的连接

nHDLC的基本操作模式

    Ø正规响应模式 NRM（Normal Response Mode）

n    适用于点 — 点式和多点式两种非平衡构型。只有当主站向次站发出探询后，次站才能获得传输帧的许可。

Ø    异步响应模式 ARM（Asynchronous Response Mode）

n    适用于点 — 点式非平衡构型和主站 — 次站式平衡构型。次站可以随时传输帧，不必等待主站的探询。

    Ø异步平衡模式 ABM（Asynchronous Balanced Mode）

n    适用于通信双方都是组合站的平衡构型，也采用异步响应，双方具有同等能力。

HDLC 的帧结构

　

n    定界符——n01111110

    n空闲的点到点线路上连续传定界符

    n地址域（Address）

    n多终端线路，用来区分终端；

n    点到点线路，有时用来区分命令和响应。

    n若帧中的地址是接收该帧的站的地址，则该帧是命令帧；

    n若帧中的地址是发送该帧的站的地址，则该帧是响应帧。

n    控制域（Control）

n        序号

n        使用滑动窗口技术，3位序号，发送窗口大小为7

n        确认

n        其它

n    数据域（Data）

n        任意信息，任意长度（上层协议SDU有上限）

n    校验和（Checksum）

n      CRC校验

n         生成多项式：CRC-CCITT

n帧类型

n    信息帧（Information）完成信息的传送。

    n监控帧（Supervisory）差错控制和流量控制。

    n无序号帧（Unnumbered）链路管理。

n    控制域

n            

n    序号（Seq）

n    使用滑动窗口技术，3位序号，发送窗口大小为7

n    捎带确认（Next）

n    捎带第一个未收到的帧序号，而不是最后一个已收到的帧序号

n    探询/结束 P/F位（Poll/Final）

n    命令帧置“P”，响应帧置“F”。有些协议，P/F位用来强迫对方机器立刻发控制帧；

n    多终端系统中，计算机置“P”，允许终端发送数据；终端发向计算机的帧中，最后一个帧置为“F”，其它置为“P”。

n    类型（Type）

n      “0”表示确认帧 RR（RECEIVE READY）；

n      “1”表示否定性确认帧 REJ（REJECT）。

n      “2”表示接收未准备好 RNR（RECEIVE NOT READY）

n      “3”表示选择拒绝 SREJ（SELECTIVE REJECT）

    nHDLC和ADCCP允许选择拒绝，SDLC和LAPB不允许。

n    无序号帧

n        可以用来传控制信息，也可在不可靠无连接服务中传数据。

n    无序号确认UA（Unnumbered Acknowledgement）

n        对控制帧进行确认，用于确认模式建立和接受拆除命令。

n   UI（Unnumbered Information）

nHDLC的功能组合

n    三种站，两种构型，三种操作模式，以及规程元素中定义的各种帧的各种组合产生多种链路层协议。

n   HDLC定义了选择构成链路层协议的良序结构：

n    选择站构型 ——> 基本操作模式 ——> 基本帧种类 ——> 12种任选功能 ——> 得到协议n

n点到点通信的两种主要情形

n   路由器到路由器（router-router leased line connection）

n   通过modem拨号上网，连到路由器或接入服务器（Access Server）（dial-up host-router connection）

二、SLIP —— Serial Line IP

-   1984年，Rick Adams提出，RFC1055，发送原始IP包，用一个标记字节来定界，采用字符填充技术；

-   新版本提供TCP和IP头压缩技术，RFC 1144

-存在的问题

•   不提供差错校验

•   只支持IP

    •IP地址不能动态分配

    •不提供认证

    •多种版本并存，互连困难

§三、点到点协议 PPP —— Point-to-Point Protocol

-   RFC 1661，RFC 1662，RFC 1663

-   与SLIP相比，PPP有很大的提高，提供差错校验、支持多种协议、允许动态分配IP地址、支持认证等。

-   以帧为单位发送，而不是原始IP包；

-包括两部分

•   链路控制协议LCP（Link Control Protocol）

Y   可使用多种物理层服务：modem，HDLC串线，SDH/SONET等

•   网络控制协议NCP（Network Control Protocol）

Y   可支持多种网络层协议

   -帧格式与HDLC相似，区别在于PPP是面向字符的，采用字符填充技术

   •标记域：01111110，字符填充；

•  地址域：11111111

•  控制域：缺省值为00000011，表示无序号帧，不提供使用序号和确认的可靠传输；不可靠线路上，也可使用有序号的可靠传输。

•  协议域：指示净负荷中是何种包，缺省大小为2个字节。

•  净负荷域：变长，缺省为1500字节；

•  校验和域：2或4个字节

•

-  总结：PPP具有多协议成帧机制，可以在modem, HDLC bit-serial lines, SDH/SONET等物理层上运行，支持差错检测、选项协商和包头压缩功能，并具有利用HDLC帧进行可靠传输的可选功能。

-PPP链路 up / down 过程（简单状态图）