【图解网规】HDLC基本配置、帧结构和帧类型

HDLC（高级数据链路控制协议）是一种面向比特的高效链路层协议，使用零比特插入法，实现信息的透明传输；数据帧格式都有帧校验序列（FCS），传输可靠性大为提高。

一、HDLC基本配置

HDLC 定义了三种类型的站、二种链路配置和三种数据传输方式。根据对链路的控制方式，HDLC可分为：

主站：发出命令帧，对链路进行控制。

从站：在主站的控制下操作，从站发出响应帧。

复合站：具有主站和从站的双重功能，既可以发送命令帧，也可以发送响应帧。

根据链路拓扑结构，链路配置可以分为：

不平衡配置：适用于点对点、点对多点链路。链路由一个主站和一个从站或多个从站构成。

平衡配置：仅用点对点链路。链路由两个复合站组成。

不平衡配置和平衡配置都支持半双工、全双工传输。

根据站点回应方式的不同，可以分为三种数据传输方式：正常响应方式NRM、异步响应方式ARM、异步平衡方式ABM。

不平衡链路配置可以采用正常响应方式，异步响应方式。两种方式的区别在于，前者从站发送数据必须得到主站的指令，后者从站发送数据则无须主站指令。

对于平衡链路配置则简单得多，主从站均可以自主发送数据，即采用异步平衡方式。

HDLC链路配置如下图所示：

         

二、HDLC帧结构

HDLC使用统一的帧结构进行同步传输。HDLC由6个字段组成，两端以标志字段（F）作为帧的边界，信息字段（INFO）则包含要传输的数据。HDLC从头到尾各字段如下：

帧标识F：8位，边界标识位模式为01111110。为避免帧中间出现位模式01111110导致帧错位，HDLC采用位填充技术（零比特插入法），以达到透明传输的目的。

地址字段A：8位，可扩展，扩展地址字段为8的整数倍。字段A用于标志从站地址，适用于点对多点链路配置。

控制字段C：8位，可扩展，扩展的控制字段为16位。该字段是HDLC的关键，主要用于区分不同的帧格式、帧的轮询和终止等。具体功能结合下文帧结构来分析。

信息字段INFO：长度没有规定，只有I帧和某些U帧结含有信息字段。

帧校验序列FCS：FCS 中含有各个字段的校验（标志字段除外），一般采用CRC-16产生的16位校验序列，有时也采用CRC-32产生的32位。

三、HDLC帧类型

按照功能（由控制字段C来实现），HDLC定义了三种帧，分别是：

信息帧（I帧）：功能是承载用户数据，捎带流量控制、差错控制的应答信号。

信息帧的控制字段第1位为0；

2、3、4位为帧的编号N（S），表示当前发送帧的编号,使接收方能够正确识别，所接收的帧及帧的顺序;

第5位为是P/F位，即轮询/终止(Poll/Final)位，表示信息传输的状态。

6、7、8位为N（R），表示N(R)以前的各帧已正确接收,通知发送方，希望接收下一帧为第 N(R)帧。比如,N（R）=7，表示7号帧以前的帧都已经接收到，下一帧要接收的是7号帧。

管理帧（S帧）：用于流量和差错控制。S帧以控制字段第1、2位为“10”来标志。S帧的控制字段的第3、4位为S帧类型编码SS，共有四种不同编码，分别表示：

00接收就绪(RR)：01拒绝(REJ)；10接收未就绪(RNR)；11选择拒绝(SREJ)。

无编号帧（U帧）：因其控制字段中不包含编号N(S)和N(R)而得名，U帧用于提供对链路的建立、拆除以及多种控制功能。

U帧控制字段的1、2位为“11”；

3、4、6、7、8为5个M位(M1、M2、M3、M4、M5，也称修正位)，可以定义32种附加命令功能，目前仅有18种功能。典型M位功能有初始化SIM、拆除连接DISC、无编号应答UA、设置传输模式为异步平衡方式SABM等。