链路访问过程和平衡帧格式

在数据通信领域中，链路访问过程和平衡（LAPB）帧格式是两个基础概念。本文将介绍这两个概念，并给出相关的代码片段。

链路访问过程

链路访问过程（Link Access Procedure, LAP）是一组用于数据链路层的协议。LAP定义了数据的传输方式、帧格式以及错误检测和纠正等相关内容。

LAP有两种协议: LAPB和LAPD。LAPB是面向字节的协议，用于传输可靠数据。而LAPD则是面向位的协议，用于传输控制消息。

平衡（LAPB）帧格式

在LAPB协议中，数据被分成一系列的帧进行传输。下面是LAPB帧的格式：

+------+------+------+----------+------+------+---------+
| FLAG | ADDR | CTRL | INFORMATION | FCS | FLAG |  FCS    |
+------+------+------+----------+------+------+---------+
  1 byte 1 byte 1 byte   variable   2 bytes 1 byte 2 bytes

帧的各个部分含义如下：

• FLAG：表示帧的开始和结束，包括7个位元节的值为01111110。
• ADDR：表示收发双方的地址。对于普通的点对点链路，此字节的被定义为某些位元，例如都为‘0’，来表示地址。
• CTRL：表示帧控制。这个字节是帧的核心部分。它含有以下信息：
  • S 标志：表示是否开始发送一个帧序列。
  • P/F 标志：表示这个帧是否为最后的帧。
  • N(R)编号：表示确认帧序列的编号。
  • N(S)编号：表示帧序列的编号。
• INFORMATION：表示数据部分，长度为0-512字节。
• FCS：帧校验序列，用于差错检测。
• FLAG：顶部FLAG字节，标识帧的开始和结束。
• FCS：底部FCS字节，与顶部的FCS字节相同。

代码片段

下面的代码片段展示了如何使用Python解析LAPB帧：

import struct

# 字节序列，包括FLAG、ADDR、CTRL和INFO
frame = b'\x7e\x00\x02\x03\xa1\xa2\x06\xe0\x91\x92\x02\x03\x04\x7e'

flag = 0x7e

# 查找顶部的FLAG字节
start = frame.find(bytes([flag]))

# 查找底部的FLAG字节
end = frame[start+1:].find(bytes([flag])) + start + 1

# 如果找不到开始或结束的标志，表示帧有误
if start == -1 or end == -1:
    print("Invalid frame")
else:
    # 解析ADDR和CTRL字段
    addr_ctrl = frame[start+1:start+3]
    addr, ctrl = struct.unpack('!BB', addr_ctrl)
    s = ctrl & 0x10
    pf = ctrl & 0x01
    nr = (ctrl >> 1) & 0x07
    ns = (ctrl >> 5) & 0x07
    print("Address: 0x{:02x}".format(addr))
    print("S: {}".format(s >> 4))
    print("PF: {}".format(pf))
    print("NR: {}".format(nr))
    print("NS: {}".format(ns))
    
    # 解析INFO字段
    info = frame[start+3:end-2]
    print("Information: ", info)
    
    # 解析FCS字段
    fcs = struct.unpack('!H', frame[end-2:end])[0]
    print("FCS: 0x{:04x}".format(fcs))

结论

本文介绍了链路访问过程和平衡（LAPB）帧格式的基本知识。希望这篇文章能够帮助读者更好地理解数据通信领域中的基础概念。