网络原理考点之HDLC协议

最后都变了- 提交于 2020-03-16 19:51:31

对于连续两年考到的知识点,得重视起来。虽然不明白为什么,这个知识点有什么用,但总归是有要考的理由。但大概是有关于网络分析问题的思考方法吧,所以比较重要,不见得些技术是否已经过时,关键是解决思路。

如题:2019年4月

又如:2019年10月

虽然,此知识点只有一分的分值,但相对于简答题的不确定性,前面的选择和填空的分值,还是挺重要的,能拿就拿。

1、HDLC是什么?

HDLC全称为高级链路控制。是一个在同步网上传输 数据、面向比特的数据链路层协议。

2、考点是考HDLC的透明传输,如何实现的呢?(以后再遇到一定要脑补出来)

每个帧前、后均有一标志码01111110,用作帧的起始、终止指示及帧的同步。标志码不允许在帧的内部出现,以免引起歧义。

采用“0比特插入法”来解决透明传输问题,步骤如下:

1、该法在发送端在没有加上标志字段时,监视除标志码以外的所有字段,当发现有连续5个“1”出现时,便在其后添插一个“0”,然后继续发后继的比特流。

2、在接收端,先找到F字段,同样监除起始标志码以外的所有字段,当连续发现5个“1”出现后,若其后一个比特“0”则自动删除它,以恢复原来的比特流;

 

注:

透明传输

透明传输是指数据直接通过系统中的互连功能模式而不进行RLP纠错,如果进行了RLP纠错即为非透明传输。
就是所谓的透明传输,不管传的是什么,所采用的设备只是起一个通道作用,把要传输的内容完好的传到对方。
RLP(Radio Link Protocol):无线连接协议,是一种严格的纠错方式。当数据在接收端被 “查出”有错后,接收端可要求电话重新进行数据传输,如有必要,反复进行,直至接收数据完全正确为止。

 

扩展:

PPP全世界用得最多的点对点数据链路层协议。

PPP是面向字节的,所有PPP帧长度都是整数字节。如下结构:

 

首部的第一个字段和尾部的第二个字段都是标志字段F(Flag),规定为0x7E
(0x代表它后面的字符是用十六进制表示的。7E即01111110)
标志字段表示一个帧的开始或结束。因此标志字段就是PPP帧的定界符。
连续两帧之间只需要用一个标志字段,如果连续出现两个标志字段,
就表示是一个空帧,应当丢弃。�


首部中的地址字段A规定为0xFF(即11111111),
控制字段C规定为0x03(即00000011)。这两个字段实际上并没有携带PPP帧的信息。


PPP首部的第四个字段是2字节的协议字段。
当协议字段为0x0021时,PPP帧的信息字段就是IP数据报。
当为0xC021时,则信息字段是PPP链路控制协议LCP的数据,
而0x8021表示这是网络层的控制数据。

实现透明传输:

当PPP使用异步传输时,它把转义字符定义为0x7D(即01111101),并使用字节填充

 PPP协议在用SONET/SDH链路时,是使用同步传输(一连串的比特连续传送)。这种情况下,PPP协议采用零比特填充方法来实现透明传输。与HDLC相同。

 

同步传输与异步传输分别是怎么定义的呢?

在网络通信过程中,通信双方要交换数据,需要高度的协同工作。为了正确的解释信号,接收方 必须确切地知道信号应当何时接收和处理,因此定时是至关重要的。在计算机网络中,定时的因素称为位同步。同步是要接收方按照发送方发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据,否则会产生误差。通常可以采用同步或异步的传输方式对位进行同步处理。

1、异步传输(Asynchronous Transmission): 异步传输将比特分成小组进行传送,小组可以是8位的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组,而接收方从不知道它们会在什么时候到达。

异步传输存在一个潜在的问题,即接收方并不知道数据会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前,第一个比特已经过去了。这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话,而你没来得及反应过来,漏掉了最前面的几个词。因此,每次异步传输的信息都以一个起始位开头,它通知接收方数据已经到达了,这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间;在传输结束时,一个停止位表示该次传输信息的终止。按照惯例,空闲(没有传送数据)的线路实际携带着一个代表二进制1的信号,异步传输的开始位使信号变成0,其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。最后,停止位使信号重新变回1,该信号一直保持到下一个开始位到达。例如在键盘上数字“1”,按照8比特位的扩展ASCII编码,将发送“00110001”,同时需要在8比特位的前面加一个起始位,后面一个停止位。

异步传输的实现比较容易,由于每个信息都加上了“同步”信息,因此计时的漂移不会产生大的积累,但却产生了较多的开销。在上面的例子,每8个比特要多传送两个比特,总的传输负载就增加25%。对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大,但对于那些数据传输量很大的高速设备来说,25%的负载增值就相当严重了。因此,异步传输常用于低速设备。
 

2、同步传输(Synchronous Transmission):同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符,每个字符都有自己的开始位和停止位,而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧,或简称为帧。

数据帧的第一部分包含一组同步字符,它是一个独特的比特组合,类似于前面提到的起始位,用于通知接收方一个帧已经到达,但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致,使收发双方进入同步。

帧的最后一部分是一个帧结束标记。与同步字符一样,它也是一个独特的比特串,类似于前面提到的停止位,用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。


同步传输通常要比异步传输快速得多。接收方不必对每个字符进行开始和停止的操作。一旦检测到帧同步字符,它就在接下来的数据到达时接收它们。另外,同步传输的开销也比较少。例如,一个典型的帧可能有500字节(即4000比特)的数据,其中可能只包含100比特的开销。这时,增加的比特位使传输的比特总数增加2.5%,这与异步传输中25 %的增值要小得多。随着数据帧中实际数据比特位的增加,开销比特所占的百分比将相应地减少。但是,数据比特位越长,缓存数据所需要的缓冲区也越大,这就限制了一个帧的大小。另外,帧越大,它占据传输媒体的连续时间也越长。在极端的情况下,这将导致其他用户等得太久。
 

3, 区别
同步传输方式中发送方和接收方的时钟是统一的、字符与字符间的传输是同步无间隔的。同步传输要求发送方和接收方的时钟频率必须严格一致。具体表现在收发双方在硬件上的时钟端是连接在一起的。
异步传输方式并不要求发送方和接收方的时钟完全一样,字符与字符间的传输是异步的,即字符间相隔的时间是不固定的,数据传输是通过起止位来同步的,但字符中每一个bit的时间间隔必须是相同的。双方的时钟不需要严格同步,即使有百分之几的差异(差异不能太大)也可以保证数据的可靠传输。在硬件上收发双方没有时钟端相连。
4, 例子
USB, UART是异步串行通信;
IIC是同步串行通信
 

 

 

 

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