第11章数据链路协议

1、第11章 数据链路协议 在数据通信中，协议是用来实现OSI模型中一层或几层的一组规则或规范。 数据链路层协议是实现数据链路层的一组规范。 数据链路协议可以被分为两组：异步协议和同步协议。异步协议对于比特流中的每个字符都单独处理；同步协议则将整个比特流当作一个整体并将其切分成大小相等的一个个字符串。11.1 异步协议 异步协议主要在调制解调器中采用，它引入了起始位和停止位以及字符之间的可变长度的空隙。它不需要发送方和接收方进行时序协调，但是速率较慢。异步协议11.1 异步协议 1. XMODEM协议XMODEM协议帧格式 XMODEM协议是一个半双工的停等ARQ协议。在这个协议中，通过接收方向发

2、送方发送一个否定应答帧（NAK）开始传输。发送方每发送一帧，就必须等待应答帧（ACK）才能发送下一帧。如果收到一个NAK帧，那么先前刚刚发送的帧被重传。如果在给定的一段时间内没有收到任何回应，那么也将重传最近发送的一帧。取消传输通过接收取消消息（CAN）来完成。11.1 异步协议 2. YMODEM协议 YMODEM协议与XMODEM协议类似，其主要不同点在于： 数据单元长度为1024字节； 取消传输要发送两个取消帧（CAN）； 错误校验采用ITU-T的CRC-16标准； 可以同时传输多个文件。11.1 异步协议 3. ZMODEM协议 ZMODEM协议是将XMODEM协议和YMODEM协议性

3、能结合在一起的新协议。 4. 阻塞异步传输协议 阻塞异步传输（BLAST）协议是采用滑动窗口流量控制的全双工协议，它允许进行数据和二进制文件传输。 5. Kermit协议 Kermit协议中发送方在开始传输前也要等待NAK消息。它允许将控制字符当作文本进行传输，通过在其ASCII代码上增加一个固定数值转换为可打印字符，然后在前面加上#。当接收方遇到字符#时，就丢弃该字符并将下一个字符当作控制字符。如果发送方要发送字符#，就必须发送两个字符#。11.2 同步协议 同步协议主要在局域网（LAN）、城域网（MAN）以及广域网（WAN）中应用。控制同步传输的协议可以分成两个类型：面向字符的协议和面向比

4、特的协议。 面向字符的协议将传输帧或包看作是连续的字符，所有控制信息是以现有字符编码系统（如ASCII）的形式出现。 面向比特的协议将传输帧或包看作是连续的比特流，通过它们在帧中的位置和与其它比特的组合模式来表达意义。控制信息可以是一个或多个比特。11.3 面向字符的协议 面向字符的协议最著名的是IBM公司的二进制同步传输协议（BSC）。该协议可以在点到点和多点线路配置中使用，支持采用停等ARQ流量控制和错误控制的半双工传输。BSC不支持全双工传输和滑动窗口协议。 1. 控制字符 字符 功能 SYN 同步头 SOH 报文头信息开始 STX 报文开始 ETB 数据块结束 ETX 报文结束 EOT

5、 传输终止 DLE 数据透明标志11.3 面向字符的协议 2. BSC协议帧 在BSC协议中，传输被分割成帧，包括数据帧和控制帧。数据帧被用来传输信息；控制帧被用来在通信设备之间交换用于控制目的的信息，例如建立初始连接，控制传输流，进行错误纠正请求以及在会话结束时断开连接等。 （1）数据帧 带有报文头的BSC帧11.3 面向字符的协议 （2）控制帧控制帧 控制帧为三种目的服务：建立连接，在数据传输过程中维护流量和错误控制，以及终止连接。11.3 面向字符的协议 3. 数据透明性 数据通信中的透明性是指必须能在不会与控制信息混淆的前提下把任何比特模式当作数据传输。 字符填充 BSC协议中的数据透

6、明性是通过DLE字符填充的过程实现的。11.4 面向比特的协议 面向比特的协议和面向字符的协议比较而言效率更高，而且不受字符集的影响，兼容性好，支持全双工通信。面向比特的协议 所有面向比特的协议都与高级数据链路控制（HDLC）协议有关，该协议由ISO制订。HDLC协议支持点到点和多点配置下的半双工和全双工模式。11.4 面向比特的协议 1. HDLC协议 采用HDLC协议的系统可以通过它们的站点类型、配置以及响应模式来进行描述。 （1）站点类型 HDLC协议有三种不同类型的站点：主站点、从站点和复合站点。 主站点是在点到点或多点线路配置中对链路具有完全控制的设备，发送命令到从站点，从站点进行响

7、应。 一个复合站点既可以发命令也可以进行响应。复合站点是一组互相连接的对等站点中的一个，这些站点根据传输的属性和方向的不同分别按照主站点或从站点方式工作。11.4 面向比特的协议 （2）配置 配置指链路上硬件设备的关系，设备可以按照主从方式或是对等方式组织。站点可以以三种方式配置：非平衡式、对称式以及平衡式。任何一种配置都能够支持半双工和全双工传输。 HDLC协议的设备配置11.4 面向比特的协议 （3）通信方式 HDLC协议支持站点间的三种不同通信方式：正常应答方式（NRM），异步应答方式（ARM），以及异步平衡方式（ABM）。 正常应答方式（NRM）是指标准的主从关系。在这种方式下，从设备

8、必须在传输前获得许可。 异步应答方式（ARM）中，只要信道空闲，从设备可以在没有得到许可的情况下发起一次传输。 异步平衡方式（ABM）中，所有站点都是平等的，并且因此只使用以点到点方式连接的复合站点。当另一个复合站点未获得许可时，一个复合站点就可以开始一次传输。11.4 面向比特的协议 2. HDLC帧格式 HDLC协议定义了三种类型的帧：信息帧（I帧），监管帧（S帧）以及无编号帧（U帧）。 I帧被用来传输用户数据以及与用户数据有关的控制信息；S帧只用来传输控制信息，主要是数据链路层流量和错误控制信息；U帧保留来为系统链路管理服务，例如设置通信方式等。 在HDLC协议中的每一帧可以包含最多六个

9、域：一个开始标志域（F），一个地址域（A），一个控制域（C），一个信息域（I），一个帧校验序列域（FCS），以及一个结束标志域（F）。11.4 面向比特的协议 HDLC帧类型 HDLC帧类型：11.4 面向比特的协议HDLC协议标志域 （1）标志域 HDLC协议帧的标志域是01111110比特序列，是表明帧的开始和结束并且为接收方当作同步模式服务的。 为了保证透明性传输，HDLC协议采用0比特插入/删除技术。发送数据时每遇到连续5个1之后插入一个0比特，接收时删除该0比特。11.4 面向比特的协议HDLC帧地址域 （2）地址域 HDLC协议帧的地址域包含了帧的来源或终点的站点地址。 如果地址域

10、只有一个字节，最后一个比特总是1；如果地址域有多个字节，除最后一字节外其它所有字节都要以0结尾，只有最后一个字节以1结尾。11.4 面向比特的协议 HDLC协议控制域 （3）控制域 控制域是帧中一个字节或两个字节的分段，是用来进行流量管理的。根据帧类型不同，控制域也不同。 其中P/F位仅当被设置为1时才有意义，它被用作主站的询问位或者从站表示传输结束的标志位。11.4 面向比特的协议 HDLC帧中的信息域 （4）信息域 在I帧中，信息域包含了用户数据；在U帧中则包含了网络管理信息，一个S帧没有信息域。 通常可以在具有数据的I帧里同时包含流量、错误以及其它方面的控制信息。这种将对某一帧的应答和要

11、发送的数据结合到一个单独的帧中的方式称为捎带确认。11.4 面向比特的协议HDLC帧校验序列域（FCS） （5）帧校验序列域（FCS） 帧校验序列（FCS）是HDLC协议的错误检测域，它含有一个两字节或四字节的循环冗余校验码（CRC）。11.4 面向比特的协议 3. 关于帧的其它内容 HDLC协议中S帧和U帧由于在其控制域中还含有子域，因此这些子域传输可以改变帧的含义和编码。 HDLC协议中S帧的控制域 （1）S帧11.4 面向比特的协议 HDLC协议中U帧的控制域 （2）U帧 无序号帧（U帧）是在互连的设备之间交换用于会话管理和控制信息的。U帧的命令和响应可以分成五个基本功能类：方式设置，无

12、序号交互，断开连接，启动，以及混杂形式。11.4 面向比特的协议采用HDLC协议进行查询 （3）例1：查询/响应11.4 面向比特的协议采用HDLC协议进行选择 （4）例2：选择/响应11.4 面向比特的协议采用HDLC协议进行对等通信 （5）例3：对等设备11.4 面向比特的协议 4. 链路访问过程 基于HDLC协议为某一个特殊目的进行裁减后的子集在一般链路访问过程（LAP）之下发展了以下几种协议： （1）平衡式链路访问规程（LAPB） （2）D信道链路访问规程（LAPD） （3）调制解调器链路访问规程（LAPM） 它采用异步平衡方式，提供在DTE设备和DCE设备间通信所需要的基本控制功能，

13、目前用于ISDN的B信道。 它采用异步平衡方式，用于ISDN的带外信令。 它是为异步-同步对话，错误检测，以及重传设计的，应用于调制解调器上。11.5 总结 在数据通信中协议是用来实现OSI模型中一层或几层的一组规范。 数据链路协议可以分为同步和异步两类。 XMODEM协议、YMODEM协议、ZMODEM协议、阻塞异步传输（BLAST）协议以及Kermit协议等等异步协议是用在文件传输上的。 同步协议可以被分为两组： a面向字符的协议 b面向比特的协议 在面向字符的协议中，帧被看作是一系列字符。 在面向比特的协议中，每个比特或每组比特都可以有意义。 二进制同步通信（BSC）协议是最常见的面向字

14、符的协议。 BSC协议在点到点或多点线路配置上采用停等ARQ以半双工模式通信。11.5 总结 BSC协议帧有两种： a控制帧 b数据帧 控制帧完成以下功能： a. 建立连接 b控制流量和错误 c切断连接 在BSC帧数据域中与控制字符相同的比特模式不可被视为控制字符，它必须透明化。 BSC协议中的数据透明性是通过字节填充过程实现的。 字节填充涉及到： a标识透明区域 b在每个（透明区域中的）转义符（DLE）前都附加一个转义符DLE11.5 总结 所有面向比特的协议都与高级数据链路控制（HDLC）协议有关。 在点到点和多点线路配置中HDLC协议以半双工或全双工模式进行通信。 HDLC协议站点可以分

15、成以下几类： a主站点发送命令 b从站点发送响应 c复合站点既发送命令又发送响应 HDLC协议站点可以按照以下方式配置： a非平衡式一个主站点，一个或多个从站点 b. 对称式两个物理站点，其中每个都能在主站点模式和从站点模式之间进行切换 C复合式两个复合站点，具有相同地位11.5 总结 HDLC协议站点以以下几种方式通信： a正常响应方式（NRM）从站点需要获得许可才能发送。 b异步响应方式（ARM）从站点不需要获得许可就可以进行发送。 c异步平衡方式（ABM）两个复合站点都可以启动传输过程。 HDLC协议定义了三种帧： a信息帧（I一帧）进行数据传输和控制 b监管帧（S一帧）进行控制 c.

16、无序号帧（U一帧）进行控制和管理 HDLC协议通过在每个0后的五个连续1之后添加0来实现数据透明性。这过程叫做比特填充。11.6 习题1. BSC是代表_。 a二进制同步控制 b二进制同步通信 c面向比特的同步通信 d. 面向字节的同步通信b2在BSC协议中一个对查询的否定应答是_。 a NAK b EOT c WACK d. b和cb11.6 习题3在BSC协议中一个对选择的否定应答是_。 a. NAK bEOT c. WACK db和ca4在BSC协议中，如果接收的帧是正确的偶数帧，接收方响应是一个_帧。 a. ACK b ACK 0 c ACK 1 d. a或bb11.6 习题5BSC协

17、议在数据传输中采用_模式。 a单工 b半双工 c. 全双工 d. 半单工b6BSC帧可以被分为数据帧或_帧。 a传输 b控制 c通信 d. 监管b11.6 习题7. 在BSC协议中，在ETB、ETX或ITB字符后，跟随的是一个_域。 a DLE b EOT c BCC d SYNc8在BSC协议中，_字符可以结束一次传输或作为查询的否定应答。 a. DLE b ETX c EOT d ETBc11.6 习题9以下哪一个是BSC协议帧中的可变长域？ a数据 bBCC c报文头 d以上所有d10HDLC是_的缩略语。 a高级双工线路通信 b高级数据链路控制 c半双工数字链路组合 d主机双级电路b11.6 习题11在HDLC协议帧的地址域中含有_站点的地址。 a 主 b 从 c 第三 d. a和bb12. HDLC协议是_协议。 a面向字符的 b面向比特的 c面向字节的 d基于计数的b11.6 习题13BSC协议是_协议。 a. 面向字符的 b面向比特的 c面向字节的 d基于计数的a14. 在HDLC帧中_域定义了帧的开始和结束。 a标志 b地址 c控制 d. 帧校验序列（FCS）a11.6 习题1