童话故事 --- 通信协议之 HDLC 浅析

Posted 2020-10-10 micemik

以童话故事的方式讲解了数据通信中多包连续接收的方法，以及HDLC的基本原理。

 

高飞狗：	“高飞的白鹭浮水的鹅，唐诗里有画…”
布鲁托：	“高飞狗，又在做你的高飞梦哪！”
高飞狗：	“哈罗，布鲁托，这几天好郁闷呐！”
布鲁托：	“遇到什么烦心事了?”
高飞狗：	“最近在做几个物联小项目，遇到了一个共同的问题。”
布鲁托：	“有项目做，就离发财不远了，你啃完骨头，别忘了把肉留给我！”
高飞狗：	“没事做着急，有事做不出来，哪有心思又啃又吃！”
布鲁托：	“到底遇到什么问题了?”
高飞狗：	“是酱紫的，我的一台主机设备管理并存储着1000台从机设备的各种数据，也就是有1000套数据存储在主机设备中，我的上位机狗狗要从主机设备中读取这1000套数据。我就为这事郁闷呐！”
布鲁托：	“这有什么难的，上位机狗狗发1条命令，主机设备上传1套数据；上位机狗狗发1000条命令，就能得到全部数据。”
高飞狗：	“你脑残哪！那不得把我的上位机狗狗活活累死，等到猴年马月才能把数据传送完毕！”
布鲁托：	“要么上位机狗狗只发1条命令，主机设备就一口气把1000套数据全部上传过来?”
高飞狗：	“你是鳄鱼脑啊！如果传送途中受一点点干扰，整个1000套数据就得重传。”
布鲁托：	“那你有什么好法呢?”
高飞狗：	“我的方法比你聪明些，就是上位机狗狗只发1条命令，主机设备就一口气把1000套数据全部上传过来，但是1套数据是一个独立的数据包，数据包带有CRC校验和。传送途中哪个数据包受到干扰，就只需重传哪个数据包。”
布鲁托：	“高飞，你真是聪明绝顶！那你还郁闷啥呢?”
高飞狗：	现在遇到一个头疼了好些天的问题，就是当主机设备连续发送1000个包时，或者说上位机狗狗连续接收多个数据包时，上位机狗狗经常晕头转向，搞不清哪一堆数据属于同一个包，还经常把一堆分属于2个包的连续数据误以为一个包。如此，后果不堪设想，我都快崩溃了！
布鲁托：	“瞧你这模样，是够痛苦的! 对了，咱们不妨找找你的黛丝姐姐，她是这方面的行家里手。”
高飞狗：	“我也不是没打过这个念头，可你也知道，我跟她之间的那点事…，如今人家是博士了，哪瞧得上我呀！”
布鲁托：	“常言道，不耻下问，以前你是荒淫无度，如今改邪归正，没准你们俩的事还会因此转机呢！”
高飞狗：	“到如今，也只好硬着头皮、厚着脸皮了，要么你陪我走一趟，顺便敲敲锣边，给我打打气，灭灭她的威风?”
高飞狗和布鲁托来到了黛丝的家门口。“叮铃铃…叮铃铃…”
黛丝：	“谁呀? 哎呀！稀客稀客，布鲁托，好久不见，什么风把你吹我这来了？快请进”。
高飞狗夹着尾巴想趁势溜进去。
黛丝：	“哎哎哎，你是谁呀?谁让你进来啦！”
布鲁托：	“黛丝姐姐，今天我有要事请您帮忙和指教，我自己一个人上你家显然不合适，就要高飞陪我过来啦。”
黛丝冲着高飞：“哼！” 高飞垂头无语。
黛丝：	“布鲁托，您别这么客气，咱们是发小，有事只管直说，什么指教不指教的。我先给您沏杯咖啡。”
布鲁托把事情经过说了一遍。
黛丝：	“原来是这事，虽说我是个博士，也就昨天才学的，今天在你这就用上了，真的成了现学现用现卖了！”
布鲁托：	“您太谦虚了!”
黛丝：	“当连续发送和接收多个数据包时，通常每个数据包都有明确的包头和包尾标识，上位机狗狗一眼就能认出来。如此，无论连发多少个包，上位机狗狗都不会晕头转向。”
布鲁托：	“包头和包尾标识用什么表达?”
黛丝：	“比较经典的做法是，包头和包尾均用1字节0x7E表达。我画个图您就明白了。”
高飞狗伸长了脖子看黛丝画图。
黛丝：	“看什么看！小心你的狗头！”

 

                       

 

高飞狗：	“那如果包内数据有0x7E的话，接收时就会被当做包尾标识，从而错误地识别包了。”
黛丝：	“布鲁托，你这个问题提得好！”
布鲁托	“啊哦！这是高飞提的问题。”
黛丝：	“啊哦！是这样，如果包内数据有0x7E的话： 在发送时就替换为0x7D 0x5E，这叫做stuffing。 在接收时，如果发现0x7D，就丢弃0x7D并将其后的0x5E替换为0x7E，这叫做destuffing。   经过stuffing处理，0x7E只会出现在数据包头和包尾。 经过destuffing处理后，数据及其包长就恢复为原始数据了。”
高飞狗：	“那如果包内原始数据就有0x7D，接收时岂不就会错误地进行destuffing了?”
黛丝：	“这个问题提得非常好！” “如果包内原始数据就有0x7D： 在发送时就替换为0x7D 0x5D，这也叫做stuffing。 在接收时，如果发现0x7D，就丢弃0x7D并将其后的0x5D替换为0x7D，这也叫做destuffing。 经过stuffing处理，原始数据0x7D变为0x7D 0x5D后发送。 经过destuffing处理后，数据及其包长就恢复为原始数据了。”
高飞狗：	“发送时数据7E变7D 5E，数据7D变7D 5D，接收时要做逆向处理，脑子都乱了，有没有简单的方法进行变换?”
黛丝：	“这个问题提得非常好！有个简单的招！” “在发送时，包内数据遇到7D/7E，就插入7D，然后将7D/7E与0x20异或，就成了5D/5E。” “在接收时，遇到7D，就将其丢弃，然后将其后面的5D/5E与0x20异或，就恢复为数据7D/7E”。
高飞狗：	“嗯，这个算法简单多了! 亲爱的，这是你的原创吗?”
黛丝：	“谁是你的亲爱的！我哪有你能耐！” “今天我说的方法其实在网络通信中早已普遍应用，是国际标准，称为HDLC。更具体的相关内容你们可以在网上搜搜。”
布鲁托	“高飞，你听明白了吗?”
高飞狗：	“明白了，我回去后马上修改上位机狗狗程序。”
黛丝：	“布鲁托，你 你 你们俩…”