در این آموزش قصد داریم به توضیح و چگونگی configure کردن، Verify کردن و همینطور troubleshoot کردن در پروتکل HDLC و بصورت گام به گام جلو برویم. یادگیری و درک اساسی HDLC encapsulation، نحوه کار پروتکل HTLC و frame های HDLC و همینطور انواع پروتکل های HDLC را(ISO HDLC & Cisco HDLC) با جزئیات خواهیم دید.

Basic of HDLC

HDLC یک پروتکل دو لایه است که متد encapsulation را برای لینکهای سریال فراهم می کند. لینک های سریال و Ethernet هر دو از روش های مختلف encapsulation برای انتقال داده استفاده می کنند. لینکهای سریال قادر به حمل frame فرمت شده در شبکه اترنت نیستند و متقابلا لینکهای اترنت هم نمی توانند frame های که در سریال ها encapsulation شده اند را حمل کنند. متد encapsulation در اترنت و پروتکل ها اساسا در تکنولوژی LAN مشخص می شود. پروتکل های سریال و روش های کپسوله سازی در تکنولوژی WAN مشخص می شود. اینجا روتر برای اتصال دو تکنولوژی مختلف استفاده می شود و HDLC یک روش encapsulation برای لینک های سریال است.

How HDLC Protocol works

اجازه دهید برای درک بهتر این فرآیند از یک مثال استفاده کنیم.
فرض کنید که pco حاوی اطلاعاتی برای pc1 است پس اقدام به ایجاد data packet می کند. از آنجایی که با pc1 در یک LAN segment قرار ندارند پس pc0 بسته اطلاعاتی را encapsulate کرده و به سمت آدرس آی پی Default gateway خود ارسال می کند.
لایه Data link layer، این PC0 این بسته IP را در هدر 802.3 و trailer قرار می دهد. هنگامی که اینکار انجام شد، frame ایجاد می شود.
Physical layer یا لایه 1 سیستم pc0 این frame را روی سیم یا همان کابل جاری می کند. این Frame از طریق کابل و همینطور سوئیچ به دست روتری که مثلا اسم آن R0 است می رسد.
روتر شروع de-encapsulate کردن بسته اطلاعاتی می کند و بصورت لایه 3، از destination address اطلاع کسب کند و بداند بسته باید به دست چه مقصد ای برسد.
از آنجا که آدرس مقصد با لینک سریال متصل است، روتر این Frame را در serial interface خود Forward می کند.
Serial interface دوباره شروع به re–encapsulate کردن Frame با استفاده از serial encapsulation protocol می کند که در مثال ما منظور HDLC است.
پس از اینکه re-encapsulation شدن انجام شد، بسته از طریق serial interface فوروارد می شود.
این frame در اینترفیس سریال روتر مقصد که آن را R1 نامیدیم، می رسد.
R1 شروع de-encapsulate کردن بسته اطلاعاتی کرده تا آدرس لایه مقصد را پیدا کند.
از آنجا که آدرس مقصد از طریق FastEthernet میسر می شود، این بسته را به اینترفیس FastEthernet یا Giginterface فوروارد می کند.
اینترفیس FastEthernet یا Giginterface شروع به re-encapsulate کردن بسته اطلاعاتی به فریم های اترنت می کنند.
پس از اینکه re-encapsulation کردن این بسته اطلاعاتی انجام شد، بسته روی FastEthernet interface فوروارد می شود و بسته اطلاعاتی از طریق سوئیچ شبکه ای به دست PC1 می رسد.
PC1 دقیقا Frame را با همان فرمتی که در PC0 وجود داشت دریافت می کنند.
دقیقا شکل زیر فرآیندی که بالاتر توضیح داده شد را نشان می دهد:



پروتکل HDLC توسط ISO یا سازمان بین المللی استاندارد سازی(International Organization for Standardization) ایجاد و Develop شده است. همان سازمانی که مدل مرجع osi را معرفی کرد. این روش data encapsulation را در لینک های سریال با استفاده از frame characters و checksums مشخص می کند. اساسا آن را برای برای leased line یا خطوط اجاره ای نقطه به نقطه(point to point) که در آن تنها دو نقطه وجود دارد(یک فرستنده و یک دریافت کننده) ایجاد کرده اند. هنگامی که یک فریم HDLC از نقطه ارسال خارج می شود، فقط یک نقطه وجود دارد که به سمت آن می رود و آن هم سر دیگر لینک است که دریافت کننده می باشد.



زمانی که بین مبدا و مقصد، فقط ارتباط point to point داریم، نیازی نیست دسترسی به network layer information در هدر فریم داشته باشیم چون مقصد مشخص است که کجاست و این به نوبه خود باعث صرفه جویی در زمان و منابع می شود. HDLC بر اساس این مفهوم ساخته شد و در واقع هیچ فیلدی برای network layer information در هدر بسته اطلاعاتی وجود ندارد.



از آنجایی که هیچ فیلد جداگانه ای برای اطلاعات پروتکل لایه شبکه ندارد پس نمی تواند چندین اطلاعات پروتکل های لایه شبکه ای(multiple network layer protocols information) را از طریق لینک انتقال دهد. درواقع فقط می تواند یک داده از پروتکل لایه شبکه را انتقال دهد. اساسا از IOS HDLC برای ارتباطات point to point آنهم جایی که فقط تنها یک پروتکل لایه شبکه ای برای انتقال داده ها استفاده می شود.
نوع دیگری از HDLC را هم داریم که برای انتقال اطلاعات چند لایه شبکه استفاده می شود. اگر ما نیاز به حمل اطلاعات چند پروتکل لایه شبکه داشته باشیم پس باید فیلد type را در هدر Frame اضافه کنیم. بنابراین هر Vendor ای که بخواهد از HDLC در multiple network layer protocols استفاده کند، باید فیلد Type را در هدر Frame اضافه کند. با توجه به این اصلاحات، HDLC تبدیل به پروتکل اختصاصی شد و این معنی را می دهد که HDLC مربوط به یک Vendor خاص با دیگری کار نخواهد کرد پس HDLC سیسکو با HDLC دیگر Vendor ها کار نخواهد کرد. بنابراین اگر می خواهید از cisco HDLC استفاده کنید، تمام دستگاه ها را از سیسکو خریداری کنید یا از روش open standard encapsulation مانند PPP استفاده کنید.

Configure HDLC in Cisco Router

HDLC روش پیشفرض encapsulation کردن در روترهای سیسکو است. مگر اینکه ما آن را با روش دیگر encapsulation تغییر دهیم، در غیر اینصورت نیازی به پیکربندی نداریم چون HDLC فعال است. خب بیایید فرض را بر این بگذاریم که قبلا این encapsulation به صورت ppp بوده و ما می خواهیم آن را دوباره HDLC کنیم. پس بیایید کار را شروع کنیم.

Access serial interface

روش های encapsulation و پروتکل ها، برای اینترفیس ها هستند و ما می توانیم از روش های مختلف پروتکل و encapsulation در اینترفیس های مختلف استفاده کنیم. برای مثال اگر ما دو اینترفیس سریال داشته باشیم می توانیم از HDLC در یک سو و PPP در یکی دیگر استفاده کنیم. در گام نخست باید به serial interface صحیح دسترسی داشته باشیم.
فرض کنید ما می خواهیم روشencapsulation اینترفیس سریال Serial 0/0/0 را تغییر دهیم سپس از دستورات زیر برای دسترسی به اینترفیس سریال استفاده می کنیم.

Router>enable
Router#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router(config)#interface serial 0/0/0
Router(config-if)#

Set encapsulation

حال ما در مود serial interface هستیم و با استافده از دستورات زیر، متد encapsulation به HDLC تغییر خواهد کرد.

Router(config-if)#encapsulation hdlc
Router(config-if)#exit
Router(config)#

این همه کاری بود که باید انجام می دادمی. اکنون متد HDLC encapsulation در interface Serial 0/0/0 فعال است.

How to verify HDLC encapsulation

از آنجا که HDLC روش encapsulation پیش فرض برای اینترفیس سریال در روتر سیسکو است پس در running configuration نمایش داده نخواهد شد. این بدان معنی است که با اجرای دستور show running-config نمی توانیم HDLC encapsulation را verify کنیم.
بنابراین مجبوریم از دستور show interfaces [Interface] استفاده کنیم تا نوع encapsulation را مشاهده کنیم.

Router#show interfaces serial 0/0/0
Serial0/0/0 is administratively down, line protocol is down (disabled)
Hardware is HD64570
MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec,
reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
Encapsulation HDLC, loopback not set, keepalive set (10 sec)
Last input never, output never, output hang never
Last clearing of "show interface" counters never

در خروجی گزارش فوق مشاهده می کنید که نوع encapsulation از نوع HDLC است.

Troubleshooting HDLC encapsulation

با استفاده از دستورات show ip interface brief و یا show interfaces [interface] می توانیم وضعیت serial interface را مشاهده کنیم.



اگر مشکلاتی در اجرای HDLC وجود داشته باشد، وضعیت protocol را Down خواهید دید. سه دلیل برای این امر وجود دارد.
سایت ریموت یا سایتی که بدان متصل هستیم، روتر از نوع سیسکویی ندارد.
سایت ریموت از پروتکل دیگری مثل PPP استفاده می کند.
دستگاه DCE اقدام به ارائه Clock rate به دستگاه DTE نمی کند.

نکته:
HDLC هر نوع authentication را ارائه نمی دهد.
HDLC در واقع یک پروتکل از نوع بایت یا byte oriented است. در پروتکل های بایت گرا کنترل اطلاعات کدگذاری شده با استفاده از کل بایت ها است.