73-Adaptação do SDLC - HDLC
Visão Geral
O HDLC (High-Level Data Link Control) é um protocolo de enlace de dados (Camada 2) orientado a bits, síncrono, desenvolvido pela ISO (International Organization for Standardization) a partir do protocolo SDLC (Synchronous Data Link Control) da IBM. O SDLC foi um dos primeiros protocolos de enlace orientados a bits, projetado para a arquitetura SNA (Systems Network Architecture) da IBM. O HDLC padronizou e expandiu os conceitos do SDLC, tornando-se uma base influente para muitos outros protocolos de enlace, incluindo PPP (Point-to-Point Protocol), Frame Relay e ISDN (LAPD). Ele define regras para encapsulamento de dados em quadros (frames), endereçamento, controle de fluxo e controle de erros em links de comunicação síncronos, suportando topologias ponto a ponto e multiponto.
Definição
HDLC é um protocolo padrão da ISO (ISO/IEC 13239) para a camada de enlace de dados que especifica um método de encapsulamento de dados em quadros para transmissão sobre links seriais síncronos. Ele utiliza um delimitador de quadro único (flag) 01111110 (ou 0x7E) no início e no fim de cada quadro e emprega a técnica de inserção de bits (bit stuffing) para garantir que esse padrão de flag não ocorra acidentalmente dentro dos dados. O HDLC define diferentes tipos de quadros (Informação, Supervisão, Não numerados) e modos de operação para gerenciar a comunicação.
Adaptação do SDLC: O HDLC adotou a estrutura básica de quadros e a filosofia orientada a bits do SDLC, mas introduziu mais flexibilidade:
- Endereçamento Extendido: HDLC suporta endereços mais longos.
- Campos de Controle Extendidos: Permite números de sequência maiores (7 bits vs 3 bits no SDLC original).
- Modos de Operação Adicionais: Além do Modo de Resposta Normal (NRM) do SDLC, HDLC introduziu o Modo de Resposta Assíncrono (ARM) e o Modo Balanceado Assíncrono (ABM).
- Padronização ISO: Tornou-se um padrão internacional, enquanto SDLC era proprietário da IBM.
Exemplos (Derivados e Usos)
- PPP (Point-to-Point Protocol): Embora use um formato de quadro ligeiramente diferente (sem alguns campos do HDLC), o mecanismo de delimitação de quadros e a filosofia geral do PPP são fortemente baseados no HDLC. Usado extensivamente em conexões dial-up e DSL.
- LAPB (Link Access Procedure, Balanced): Usado no protocolo X.25 (Protocolo_X.25). É um subconjunto do modo ABM do HDLC.
- LAPD (Link Access Procedure on the D-channel): Usado no canal D do ISDN para sinalização. Baseado no LAPB/HDLC.
- Frame Relay: Utiliza uma estrutura de quadro simplificada derivada do HDLC.
- Links Seriais Dedicados: HDLC (ou variantes) foi frequentemente usado para encapsulamento em linhas seriais síncronas dedicadas conectando roteadores.
Características (Estrutura do Quadro HDLC Típico)
- Flag:
01111110- Delimitador de início e fim do quadro. - Endereço: Identifica a estação secundária em configurações multiponto (ou usado para outros fins em ponto a ponto).
- Controle: Campo crucial que define o tipo de quadro (Informação - I-frame, Supervisão - S-frame, Não numerado - U-frame) e contém números de sequência (Ns, Nr) para controle de fluxo e erro (em I-frames e S-frames) ou códigos de controle (em U-frames).
- Informação (Payload): Contém os dados da camada superior (opcional, presente apenas em I-frames).
- FCS (Frame Check Sequence): Sequência de verificação de quadro (geralmente CRC-16 ou CRC-32) para detecção de erros. Método_Cyclic_Redundancy_Checking_(CRC)
- Bit Stuffing: Insere um bit 0 após cinco bits 1 consecutivos dentro dos campos Endereço, Controle, Informação e FCS para evitar que o padrão de flag apareça acidentalmente.
Modos de Operação:
- NRM (Normal Response Mode): Configuração não balanceada (primário-secundário). Secundários só transmitem quando explicitamente permitido pelo primário. Usado em multiponto.
- ARM (Asynchronous Response Mode): Não balanceado. Secundários podem transmitir sem permissão explícita, mas o primário ainda tem responsabilidade geral. (Raramente usado).
- ABM (Asynchronous Balanced Mode): Configuração balanceada ponto a ponto. Ambas as estações são combinadas (iguais) e podem iniciar transmissões a qualquer momento. É o modo mais comum hoje (usado em LAPB, LAPD).
Vantagens
- Eficiência: Orientado a bits, com baixo overhead de protocolo (comparado a protocolos orientados a caracteres).
- Flexibilidade: Suporta diferentes topologias (ponto a ponto, multiponto) e modos de operação.
- Controle de Fluxo e Erro: Inclui mecanismos robustos baseados em números de sequência (semelhante a TCP).
- Padronização: Como padrão ISO, promoveu interoperabilidade.
- Influência: Serviu de base para muitos protocolos de enlace subsequentes.
Desvantagens
- Complexidade: A implementação completa do HDLC com todos os modos e opções pode ser complexa.
- Síncrono: Requer links síncronos, que são menos comuns hoje em dia do que links assíncronos ou baseados em pacotes como Ethernet.
- Overhead (Comparado a Ethernet Simples): Embora eficiente para links seriais, pode ter mais overhead do que o necessário em links muito confiáveis como Ethernet ponto a ponto.
- Substituído em LANs: Em redes locais, foi completamente substituído por Ethernet.