Giao thức HDLC là giao thức điều khiển liên kết số liệu mức cao theo bit được định nghĩa bởi OSI (Open Systems Interconnection). HDLC là giao thức điều khiển liên kết dữ liệu quan trọng nhất, không phải vì nó được sử dụng rộng rãi mà nó còn là cơ sở cho nhiều giao thức điều khiển liên kết dữ liệu khác dùng để truyền dữ liệu trên các mạng đồng bộ, đặc biệt là mạng Internet.
Khi một phiên làm việc HDLC được thiết lập, một trạm được gọi là trạm sơ cấp, được chỉ định để quản lý luồng dữ liệu, phát ra các lệnh. Một hay các trạm còn lại được chỉ định làm trạm thứ cấp, phát ra các đáp ứng.
Cấu trúc khung HDLC của OSI
Hình 3-5: Cấu trúc khung HDLC của OSI Trong đó:
Cờ mở (OF: Open Flag): báo hiệu mở đầu một khung, gồm 8 bit mang giá trị 01111110 (7E hex).
Trƣờng địa chỉ (Address Field): chứa địa chỉ của trạm thứ cấp. Vùng này thường dài 8 bit nhưng với các kết nối nhiều-điểm, các địa chỉ mở rộng có thể được dùng và cho phép chứa nhiều địa chỉ khác nhau. Trong một kết nối nhiều-điểm, một địa chỉ quảng bá (broadcast) được chèn vào vùng này để gởi tín hiệu đến tất cả các trạm.
Trƣờng điều khiển (Control Field): Trường điều khiển bao gồm việc nhận dạng kiểu thông báo và số gói số liệu đã truyền của luồng số liệu. Trường điều khiển xác định chức năng của khung và do đó về mặt logic để điều khiển thông tin giữa trạm thu và phát. Trường này có thể nằm ở một trong ba kiểu khung như sau:
Kiểu khung Bit
1 2 3 4 5 6 7 8
Thông tin (I) 0 N(S) P/F N(R)
Giám sát (S) 1 0 SC P/F N(R) Không số (U) 1 1 UN P/F UN Trong đó: N(S): Số gói đã phát; N(R): Số gói đã thu; P/F: Bit thăm dò/kết thúc; SC: Mã giám sát; UN: Mã không đánh số.
+ Khung thông tin (khung I: Infomation Frame): được sử dụng để truyền thông tin tới người sử dụng. Hoặc có thể được sử dụng để truyền các thông tin điều khiển luồng, kiểm soát lỗi khi dùng cơ chế ARQ kèm ngay trên khung thông tin.
+ Khung giám sát (khung S: Supervisory Frame): được sử dụng để kiểm tra, giám sát lỗi và điều khiển luồng.
+ Khung không số (khung U: Unnumbered Frame): được sử dụng để thiết lập, ngắt đường truyền và các chức năng điều khiển đường truyền khác. Khung này sử dụng 5 bit UN, cho phép ứng với 32 lệnh và/hoặc đáp ứng khác nhau.
Trong tất cả ba dạng khung trên của trường điều khiển đều tồn tại bit dò tìm/kết thúc “p/f: Poll/Final”. Khi bit này có giá trị là 0, nghĩa là: trạng thái giữa trạm thu và phát trong phiên liên lạc là không bị thay đổi. Khi nó có giá trị là 1 thì sẽ có sự thay đổi trạng thái: trạm phát chuyển thành trạm thu và ngược lại.
Trƣờng dữ liệu (Information Field): có chiều dài thay đổi, phụ thuộc vào giao thức sử dụng trong khung.
Trƣờng chuỗi kiểm tra khung FCS ( Frame Check Sequence Field): dùng để phát hiện lỗi của khối bit từ trường địa chỉ đến trường dữ liệu bằng cách chia khối bit ấy cho đa thức P(x) và kiểm tra số dư.
Nếu số dư bằng chuỗi FCS thì dữ liệu nhận đúng, ngược lại máy nhận sẽ phát một ACK yêu cầu phát lại.
Với FCS 16-bit: P(x) = x16 + x12 + x5 + 1
Với FCS 32-bit: P(x) = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x+1
Cờ đóng (CF: Close Flag): báo hiệu kết thúc một khung, gồm 8 bit mang giá trị 01111110 (7E hex).
Cấu trúc khung HDLC của Cisco:
Cấu trúc khung như sau: Cờ mở (1 byte) 01111 110 Địa chỉ (1 byte) Điều khiển (1 byte) Kiểu giao thức lớp trên (2 byte) Dữ liệu (46-1500 bytes) Tổng kiểm tra khung (2 bytes) Cờ đóng (1 byte) 011111 10 Phân tích số liệu thực thu được:
Hình 3-6: Cấu trúc khung HDLC của Cisco
- Khác với khung HDLC của OSI, HDLC của Cisco thêm vào trường “Kiểu giao thức lớp trên” ở phần Header. Trường này có kích thước 2 bytes. Giá trị 08 00 cho ta biết giao thức lớp trên là IPv4.
- Trường địa chỉ có kích thước 1 byte có 2 giá trị: 0F - địa chỉ Unicast (Địa chỉ Unicast sử dụng trong việc truyền khung từ một trạm phát tới một trạm đích); nếu có giá trị 8F - địa chỉ Multicast (Địa chỉ Multicast sử dụng khi truyền khung từ một trạm phát tới nhiều trạm thu).
- Với loại khung HDLC của Cisco thì đặc điểm sơ bộ để nhận dạng gói IPv4 là byte có giá trị 45 nằm ở vị trí byte số 5.