数据链路控制

概念

　　数据链路控制涉及三种类型的站，即主站、从站和复合站。

　　主站的主要功能是发送命令（包括数据信息）帧、接收响应帧，并负责对整个链路的控制系统的初启、流程的控制、差错检测或恢复等。

　　从站的主要功能是接收由主站发来的命令帧，向主站发送响应帧，并且配合主站参与差错恢复等链路控制。

　　复合站的主要功能是既能发送，又能接收命令帧和响应帧，并且负责整个链路的控制。

分类

　　1、面向字符型

　　国际标准化组织制定的ISO 1745、IBM公司的二进制同步规程BSC以及我国国家标准GB3543-82属于面向字符型的规程，也称为基本型传输控制规程。在这类规程中，用字符编码集中的几个特定字符来控制链路的操作，监视链路的工作状态，例如，采用国际5号码中的SOH、STX作为帧的开始，ETX、ETB作为的结束，ENQ、EOT、ACK、NAK等字符控制链路操作。面向字符型规程有一个很大的缺点，就是它与所用的字符集有密切的关系，使用不同字符集的两个站之间，很难使用该规程进行通信。面向字符型规程主要适用于中低速异步或同步传输，很适合于通过电话网的数据通信。

　　2、面向比特型

　　ITU-T制定的X.25建议的LAPB、ISO制定的HDLC、美国国家标准ADCCP、IBM公司的SDLC等均属于面向比特型的规程。在这类规程中，采用特定的二进制序列01111110作为帧的开始和结束，以一定的比特组合所表示的命令和响应实现链路的监控功能，命令和响应可以和信息一起传送。所以它可以实现不编码限制的、高可靠和高效率的透明传输。面向比特型规程主要适用于中高速同步半双工和全双工数据通信，如分组交换方式中的链路层就采用这种规程。随着通信的发展，它的应用日益广泛。

链路结构

　　在数据链路控制中，对主站、从站和复合站定义了三种链路结构，如图所示。

特点

　　1、透明传输

　　数据链路控制对任意比特组合的数据均能透明传输。“透明”是一个很重要的术语，它表示：某一个实际存在的事物看起来好象不存在一样。“透明传输”表示经实际电路传送后的数据信息没有发生变化。因此对所传送数据信息来说，由于这个电路并没有对其产生什么影响，可以说数据信息“看不见”这个电路，或者说这个电路对该数据信息来说是透明的。这样任意组合的数据信息都可以在这个电路上传送。

　　2、可靠性高

　　在数据链路控制规程中，差错控制的范围是除了F标志的整个帧，而基本型传输控制规程中不包括前缀和部分控制字符。另外数据链路控制对I帧进行编号传输，有效地防止了帧的重收和漏收。

　　3、传输效率高

　　在数据链路控制中，额外的开销比特少，允许高效的差错控制和流量控制。

　　4、适应性强

　　数据链路控制规程能适应各种比特类型的工作站和链路。

　　5、结构灵活

　　在数据链路控制中，传输控制功能和处理功能分离，层次清楚，应用非常灵活。

功能

　　1、帧控制

　　数据链路上传输的基本单位是帧。帧控制功能要求发送站把网络送来的数据信息分成若干码组，在每个码组中加入地址字段、控制字段、校验字段以及帧开始和结束标志，组成帧来发送；要求接收端从收到的帧中去掉标志字段，还原成原始数据信息后送到网络层。

　　2、帧同步

　　在传输过程中必须实现帧同步，以保证对帧中各个字段的正确识别。

　　3、差错控制

　　当数据信息在物理链路中传输出现差错，数据链路控制规程要求接收端能检测出差错并予以恢复，通常采用的方法有自动请求重发ARQ和前向纠错两种。采用ARQ方法时，为了防止帧的重收和漏收，常对帧采用编号发送和接收。当检测出无法恢复的差错时，应通知网络层做相应处理。

　　4、流量控制

　　流量控制用于克服链路的拥塞。它能对链路上信息流量进行调节，确保发送端发送的数据速率与接收端能够接收的数据速率相容。常用的流量控制方法是滑动窗口控制法。

　　5、链路管理

　　数据链路的建立、维持和终止，控制信息的传输方向，显示站的工作状态，这些都属于链路管理的范畴。

　　6、透明传输

　　规程中采用的标志和一些字段必须独立于要传输的信息，这就意味着数据链路能够传输各种各样的数据信息，即传输的透明性。

　　7、寻址

　　在多点链路中，帧必须能到达正确的接收站。

　　8、异常状态恢复

　　当链路发生异常情况时，如收到含义不清的序列或超时收不到响应等，能自动重新启动，恢复到正常工作状态。

帧格式

　　数据链路控制的帧格式如图所示，它由六个字段组成，这六个字段可以分为五中类型，即标志序列（F）、地址字段（A）、控制字段（C）、信息字段（I）、帧校验字段（FCS）。在帧结构中允许不包含信息字段I。

操作方式

　　根据通信双方的链路结构和传输响应类型，数据链路控制提供了三种操作方式：正常响应方式、异步响应方式和异步平衡方式。

　　1、正常响应方式（NRM）

　　正常响应方式（NRM）适用于不平衡链路结构，即用于点-点和点-多点的链路结构中，特别是点-多点链路。这种方式中，由主站控制整个链路的操作，负责链路的初始化、数据流控制和链路复位等。从站的功能很简单，它只有在收到主站的明确允许后，才能发出响应。

　　2、异步响应方式（ARM）

　　异步响应方式（ARM）也适用于不平衡链路结构。它与NRM不同的是：在ARM方式中，从站可以不必得到主站的允许就可以开始数据传输。显然它的传输效率比NRM有所提高。

　　3、异步平衡方式（ABM）

　　异步平衡方式（ABM）适用于平衡链路结构。链路两端的复合站具有同等的能力，不管哪个复合站均可在任意时间发送命令帧，并且不需要收到对方复合站发出的命令帧就可以发送响应帧。ITU-T X.25建议的数据链路层就采用这种方式。

　　除三种基本操作方式，还有三种扩充方式，即扩充正常响应方式（SNRM）、扩充异步响应方式（SARM）、扩充异步平衡方式（SABM）它们分别与基本方式相对应。

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