HDLC: O que é e como funciona esse protocolo de comunicação

Você já ouviu falar em HDLC? Essa sigla significa High-Level Data Link Control, ou Controle de Enlace de Dados de Alto Nível, em português. Trata-se de um protocolo de comunicação utilizado na segunda camada do modelo OSI: a de enlace de dados.

O HDLC foi um dos primeiros protocolos para redes de longa distância e é normatizado pela ISO 13239. Ele provê serviço orientado ou não à conexão e pode ser usado em links síncronos ou assíncronos.

Neste artigo, vamos explicar melhor o que é o HDLC, como ele funciona e quais são as suas vantagens e desvantagens. Acompanhe!

O que é o HDLC?

O HDLC é um protocolo bit-orientado, ou seja, utiliza bits para delimitar os seus frames. Um frame é uma unidade básica de transmissão de dados entre dois pontos ou nós da rede.

O HDLC é baseado no protocolo SDLC, da IBM, e foi desenvolvido pela ISO (International Organization for Standardization) na década de 1970. Ele é usado com pequenas mudanças em vários protocolos, como X.25 LAPB, Frame Relay LAPF e 802.3 LLC.

O HDLC suporta full duplex (transmissão bidirecional simultânea) ou half duplex (transmissão bidirecional alternada). Ele também permite três modos operacionais:

  • Normal Response Mode (NRM): o nó primário inicia a transmissão e o nó secundário responde.
  • Asynchronous Response Mode (ARM): o nó secundário pode iniciar a transmissão sem solicitação do nó primário.
  • Asynchronous Balanced Mode (ABM): ambos os nós podem iniciar a transmissão sem solicitação do outro.

Como funciona o HDLC?

O funcionamento do HDLC depende do tipo de serviço (orientado ou não à conexão) e do modo operacional escolhido. Em geral, ele segue os seguintes passos:

  1. O nó transmissor cria um frame com os dados a serem enviados e adiciona um cabeçalho com informações sobre o endereço do destinatário, o tipo de frame e o número sequencial.
  2. O nó transmissor também adiciona um trailer com uma soma verificadora para detectar erros na transmissão.
  3. O nó transmissor envia o frame pelo meio físico usando uma sequência especial de bits chamada flag para indicar o início e o fim do frame.
  4. O nó receptor recebe o frame e verifica se há erros usando a soma verificadora.
  5. Se não houver erros, o nó receptor envia uma confirmação positiva (ACK) ao nó transmissor com o número sequencial do próximo frame esperado.
  6. Se houver erros, o nó receptor envia uma confirmação negativa (NAK) ao nó transmissor com o número sequencial do último frame recebido corretamente.
  7. O nó transmissor reenvia os frames que não foram confirmados positivamente pelo nó receptor até receber um ACK.

Quais são as vantagens e desvantagens do HDLC?

O HDLC tem algumas vantagens como:

  • É um protocolo simples e eficiente para transmitir dados entre pontos remotos da rede;
  • É compatível com vários tipos de meios físicos;
  • É flexível quanto ao tipo de serviço e ao modo operacional;
  • Tem mecanismos para controle de fluxo e detecção/correção de erros.

Por outro lado, o HDLC também tem algumas desvantagens como:

  • É limitado à comunicação ponto-a-ponto ou multiponto;
  • Não suporta multicast nem broadcast;
  • Não tem recursos para segurança ou criptografia dos dados;
  • Pode ter problemas de sincronização entre os nós da rede.

Estrutura do frame HDLC

Frame do HDLC

Um quadro HDLC é composto por cinco campos:

  • Flag: é o identificador do quadro, que consiste em uma sequência fixa de bits (01111110 ou 7E em hexadecimal). Essa sequência marca o início e o fim de cada quadro e serve para sincronizar o transmissor e o receptor.
  • Address: é o endereço de destino do quadro, que ocupa 8 bits. Esse campo pode ser usado para identificar diferentes dispositivos na mesma rede ou diferentes canais lógicos no mesmo enlace físico.
  • Control: é o campo que define o tipo e a função do quadro, que pode ser de três tipos: informação (I), supervisão (S) ou não numerado (U). Esse campo ocupa 8 ou 16 bits, dependendo do modo de operação do HDLC.
  • Data: é o campo que contém os dados em si, com tamanho variável. Esse campo pode ser preenchido com qualquer tipo de informação, desde que seja codificada em bits.
  • CRC: é o campo que contém o código de detecção de erros, calculado sobre todo o quadro, incluindo os campos Address, Control e Data. Esse código pode ser de 16 bits (CRC-16) ou 32 bits (CRC-32), dependendo do nível de confiabilidade desejado.

Tipos de frames

  • Unnumbered frames (U‐frames) – Usados para gerenciamento do link (ex. conexões lógicas entre nós)
  • Information frames (I‐frames) – Carregam os dados propriamente ditos • Supervisory Frames (S‐frames) – usados para controle de erro e fluxo

Modos de Operação

Normal Response Mode (NRM)

  • Ponto a ponto ou multiponto
  • Estações secundárias só transmitem quando a primária instruir
  • Não balanceada (uma estação controla as demais)

Asynchronous Response Mode (ARM)

  • Ponto‐a‐ponto e Full Duplex
  • Estações secundárias transmitem quando quiserem. Mas a primária faz o controle da conexão.
  • Não balanceada
  • Full duplex

Asynchronous Balanced Mode (ABM)

  • Ponto‐a‐ponto e Full Duplex
  • Cada estação funciona como primária e secundária
  • Full duplex

Conclusão

O HDLC é um protocolo importante para entender como funciona a comunicação entre dispositivos em redes locais ou remotas. Ele usa frames delimitados por bits para transmitir dados entre

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