20世纪70年代初，IBM公司率先提出了面向比特的同步数据链路控制规程SDLC（Synchronous Data Link Control）。随后，ANSI和ISO均採纳并发展了SDLC，并分别提出了自己的标準ANSI的高级通信控制过程ADCCP（Advanced Data Control Procedure）、ISO的高级数据链路控制规程HDLC（High-level Data Link Control）。

链路控制协定着重于对分段成物理块或包的数据的逻辑传输，块或包由起始标誌引导并由终止标誌结束，也称为帧。帧是每个控制、每个回响以及用协定传输的所有信息的媒体的工具。所有面向比特的数据链路控制协定均採用统一的帧格式，不论是数据还是单独的控制信息均以帧为单位传送。

hdlc执行数据传输控制功能

每个帧前、后均有一标誌码01111110，用作帧的起始、终止指示及帧的同步。标誌码不允许在帧的内部出现，以免引起歧义。为保证标誌码的唯一性但又兼顾帧内数据的透明性，可以採用“0比特插入法”来解决。该法在传送端监视除标誌码以外的所有栏位，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。在接收端，同样监除起始标誌码以外的所有栏位。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；若发现连续6个“1”，则可能是插入的“0”发生差错变成的“1”，也可能是收到了帧的终止标誌码。后两种情况，可以进一步通过帧中的帧检验序列来加以区分。“0比特插入法”原理简单，很适合于硬体实现。

在面向比特的协定的帧格式中，有一个8比特的控制栏位，可以用它以编码方式定义丰富的控制命令和应答，相当于起到了BSC协定中众多传输控制 字元和转义序列的功能。

作为面向比特的数据链路控制协定的典型，HDLC具有如下特点协定不依赖于任何一种字元编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬体实现；全双工通信，不必等待确认便可连续传送数据，有较高的数据链路传输效率；所有帧均採用CRC校验，对信息帧进行编号，可防止漏收或重发，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性和较完善的控制功能。由于以上特点，使得网路设计普遍使用HDLC作为数据链路管制协定。

1. HDLC是面向比特的数据链路控制协定的典型代表，该协定不依赖于任何一种字元编码集；

2. 数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬体实现；

3. 全双工通信，有较高的数据链路传输效率；

4. 所有帧採用CRC检验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重发，传输可靠性高；

5. 传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性。

高级数据链路规程(HDLC)，是位于数据链路层的协定之一，其工作方式可以支持半双工、全双工传送，支持点到点、多点结构，支持交换型、非交换型信道，它的主要特点包括以下几个方面

1. 透明性为实现透明传输，HDLC定义了一个特殊标誌，这个标誌是一个8位的比特序列，(01111110)，用它来指明帧的开始和结束。，为保证标誌的唯一性，在数据传送时，除标誌位外，採取了0比特插入法，以区别标誌符，即传送端监视比特流，每当传送了连续5个1时，就插入一个附加的0，接收站同样按此方法监视接收的比特流，当发现连续5个1时而第六位为0时，即删除这位0。

2. 帧格式HDLC帧格式包括地址域、控制域、信息域和帧校验序列。

3. 规程种类HDLC支持的规程种类包括异步回响方式下的不平衡操作、正常回响方式下的不平衡操作、异步回响方式下的平衡操作。

HDLC是通用的数据链路控制协定，当开始建立数据链路时，允许选用特定的操作方式。所谓链路操作方式，通俗地讲就是某站点以主站方式操作，还是以从站方式操作，或者是二者兼备。

在链路上用于控制目的站称为主站，其它的受主站控制的站称为从站。主站负责对数据流进行组织，并且对链路上的差错实施恢复。由主站发往从站的帧称为命令帧，而由从站返回主站的帧称回响帧。

连有多个站点的链路通常使用轮询技术，轮询其它站的站称为主站，而在点到点链路中每个站均可为主站。主站需要比从站有更多的逻辑功能，所以当终端与主机相连时，主机一般总是主站。

在一个站连线多条链路的情况下，该站对于一些链路而言可能是主站，而对一些链路而言又可能是从站。

有些可兼备主站和从站的功能，这站称为组合站，用于组合站之间信息传输的协定是对称的，即在链路上主、从站具有同样的传输控制功能，这又称作平衡操作，在计算机网路中这是一个非常重要的概念。相对的，那种操作时有主站、从站之分的，且各自功能不同的操作，称非平衡操作。

HDLC中常用的操作方式有以下三种

（Normal Responses Mode）是一种非平衡数据链路操作方式，有时也称非平衡正常回响方式。该操作方式适用于面向终端的点到点或一点与多点的链路。在这种操作方式，传输过程由主站启动，从站只有收到主站某个命令帧后，才能作为回响向主站传输信息。回响信息可以由一个或多个帧组成，若信息 由多个帧组成，则应指出哪一个是一帧。主站负责管理整个链路，且具有轮询、选择从站及向从站传送命令的权利，也负责对逾时、重发及各类恢复 操作的控制。NRM操作方式见图3.7(a)。

异步回响方式ARM（Asynchronous Responses Mode）也是一种非平衡数据链路操作方式，与NRM不同的是，ARM下的传输过程由从站启动。从站主动传送给主站的一个或一组帧中可包含有信息，也可以是仅以控制为目的而发的帧。在这种操作方式下，由从站来控制逾时和重发。该方式对採用轮询方式的多站链路来说是必不可少的。ARM操作方式见图3.7(b)。

异步平衡方式ABM（Asynchronous Balanced Mode）是一种允许任何节点来启动传输的操作方式。为了提高链路传输效率，节点之间在两个方向上都需要的较高的信息传输量。在这种操作方式下任何时候任何站都能启动传输操作，每个站既可作为主站又可作为从站，每个站都是组合站。各站都有相同的一组协定，任何站都可以传送或接收命令，也可以给出应答，并且各站对差错恢复过程都负有相同的责任。

在HDLC中，数据和控制报文均以帧的标準格式传送。HDLC中的帧类似于BSC的字元块，但BSC协定中的数据报文和控制报文是独立传输的，而HDLC中的命令应以统一的格式按帧传输。HDLC的完整的帧由标誌栏位（F）、地址栏位（A）、控制栏位（C）、信息栏位（I）、帧校验序列栏位（FCS）等组成。

hdlc帧格式

标誌栏位为01111110的比特模式，用以标誌帧的起始和前一帧的终止。标誌栏位也可以作为帧与帧之间的填充字元。通常，在不进行帧传送的时刻，信道仍处于激活状态，在这种状态下，发方不断地传送标誌栏位，便可认为一个新的帧传送已经开始。採用“0比特插入法”可以实现数据的透明传输。

地址栏位的内容取决于所採用的操作方式。在操作方式中，有主站、从站、组合站之分。每一个从站和组合站都被分配一个唯一的地址。命令帧中的地址栏位携带的是对方站的地址，而回响帧中的地址栏位所携带的地址是本站的地址。某一地址也可分配给不止一个站，这种地址称为组地址，利用一个组地址传输的帧能被组内所有拥有该组的站一一接收。但当一个站或组合站传送回响时，它仍应当用它唯一的地址。还可用全“1”地址来表示包含所有站的地址，称为广播地址，含有广播地址的帧传送给链路上所有的站。，还规定全“0”地址为无站地址，这种地址不分配给任何站，仅作作测试。

控制栏位用于构成各种命令和回响，以便对链路进行监视和控制。传送方主站或组合站利用控制栏位来通知被定址的从站或组合站执行约定的操作；相反，从站用该栏位作对命令的回响，报告已完成的操作或状态的变化。该栏位是HDLC的关键。控制栏位中的第一位或第一、第二位表示传送帧的类型，HDLC中有信息帧（I帧）、监控帧（S帧）和无编号帧（U帧）三种不同类型的帧。控制栏位的第五位是P/F位，即轮询/终止（Poll/Final）位。

控制栏位中第1或第1、2位表示传送帧的类型，第1位为“0”表示是信息帧，第1、2位为“10”是监控帧，“11”是无编号帧。

信息帧中，234位为存放传送帧序号，5位为轮询位，当为1时，要求被轮询的从站给出回响，678位为下个预期要接收的帧的序号。

监控帧中，34位为S帧类型编码。第5位为轮询/终止位，当为1时，表示接收方确认结束。

无编号帧，提供对链路的建立、拆除以及多种控制功能，用34678这五个M位来定义，可以定义32种附加的命令或应答功能。

信息栏位可以是任意的二进制比特串。比特串长度未作限定，其上限由FCS栏位或通信站的缓冲器容量来决定，国际上用得较多的是1000~2000比特；而下限可以为0，即无信息栏位。，监控帧（S帧）中规定不可有信息栏位。

帧校验序列栏位可以使用16位CRC，对两个标誌栏位之间的整个帧的内容进行校验。FCS的生成多项式CCITT V4.1建议规定的X16+X12+X5+1。

信息帧用于传送有效信息或数据，通常简称I帧。I帧以控制字第一位为“0”来标誌。

信息帧的控制栏位中的N（S）用于存放传送帧序号，以使传送方不必等待确认而连续传送多帧。N（R）用于存放接收方下一个预期要接收的帧的序号，N（R）=5，即表示接收方下一帧要接收5号帧，换言之，5号帧前的各帧接收到。N（S）和N（R）均为3位二进制编码，可取值0～7。

监控帧用于差错控制和流量控制，通常简称S帧。S帧以控制栏位第一、二位为“10”来标誌。S帧不带信息栏位，只有6个位元组即48个比特。S帧的控制栏位的第三、四位为S帧类型编码，共有四种不同编码，分别表示

00——接收就绪（RR），由主站或从站传送。主站可以使用RR型S帧来轮询从站，即希望从站传输编号为N（R）的I帧，若存在这样的帧，便进行传输；从站也可用RR型S帧来作回响，表示从站希望从主站那里接收的下一个I帧的编号是N（R）。

01——拒绝（REJ），由主站或从站传送，用以要求传送方对从编号为N（R）开始的帧及其以后所有的帧进行重发，这也暗示N（R）以前的I帧已被正确接收。

10——接收未就绪（RNR），表示编号小于N（R）的I帧已被收到，但当前正处于忙状态，尚未準备好接收编号为N（R）的I帧，这可用来对链路流量进行控制。

11——选择拒绝（SREJ），它要求传送方传送编号为N（R）单个I帧，并暗示其它编号的I帧已全部确认。

可以看出，接收就绪RR型S帧和接收未就绪RNR型S帧有两个主要功能，这两种类型的S帧用来表示从站已準备好或未準备好接收信息；，确认编号小于N（R）的所有接收到的I帧。拒绝REJ和选择拒绝SREJ型S帧，用于向对方站指出发生了差错。REJ帧用于GO-back-N策略，用以请求重发N（R）以前的帧已被确认，当收到一个N（S）等于REJ型S帧的N（R）的I帧后,REJ状态即可清除。SREJ帧用于选择重发策略，当收到一个N（S）等SREJ帧的N（R）的I帧时，SREJ状态即应消除。

无编号帧因其控制栏位中不包含编号N（S）和N（R）而得名，简称U帧。U帧用于提供对链路的建立、拆除以及多种控制功能，当要求提供不可靠的无连线服务时，它有时也可以承载数据。这些控制功能5个M位（M1、M2、M3、M4、M5，也称修正位）来定义。5个M位可以定义32种附加的命令功能或32种应答功能，但现在许多是空缺的。

HDLC如何保证数据的透明传输

HDLC通过採用“0比特插入法”来保证数据的透明传输。即在传送端，只要发现有5个连续“1”，便在其后插入一个“0”。在接收一个帧时，每当发现5个连续“1”后是“0”，则将其删除以恢複比特流的原貌。

数据传输HDLC

高级数据链路控制（High-Level Data Link Control或简称HDLC），是一个在同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协定。思科路由器上的默认WAN接口封装协定，是思科私有协定，如果同不同厂商的设备连线需要改成其他的封装协定进行通信。

Data Communications Equipment(数据通信设备)的首字母缩略词。它在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码功能，并负责建立、保持和释放链路的连线，如Modem。在思科路由器上作为DCE端的接口需要提供时钟，才能使两端协定协商成功。使用show controller 命令可以查看接口是否属于DCE

如果本连线埠连线的是DCE线缆，则要设同步时钟，单位bps ，默认情况下接口上不配置 clock rate 。

eg. Router# configure terminal

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router(config)# interface serial 5/0

Router(config-if)# clock rate 1234567

%clock rate rounded to nearest value that your hardware can support.

%Use Exec Command 'more system:running-config' to see the value rounded to.

Router(config-if)# exit

Router(config)#

Router# more system:running-config

Building configuration...

...

!

interface Serial5/0

no ip address

clock rate 1151526

!

...