Материал: Телекоммуникационные системы и сети - КНИГА

Счетчик фиксирует длину передаваемого сообщения. Благодаря наличию поля счетчика в заголовке, передатчик может формировать кадры произвольной длины. Информационный кадр отличается от управляющего наличием в заголовке кадра символа ЗОН, если вме-сто ЗОН передается ENQ (КТМ - кто там), то кадр считается не ин-формационным, а управляющим.

Протокол DDCMP предусматривает работу в четырехпроводном режиме: по прямому каналу передается информация, по обратному -сигналы подтверждения правильного приема кадров.

3. Бит-ориентированный протокол HDLC разработан в 1973 г. Международной организацией по стандартизации. Он базовый для целого набора протоколов канального уровня, являющихся его под-множествами.

Протокол поддерживает полудуплексную и дуплексную передачи, виды соединения между станциями типа «точка-точка» (двухточеч-ное) и «многоточечное».

В данном протоколе рассматриваются следующие типы станций:

- первичная - управляет каналом передачи данных, передает ко-манды вторичным станциям, подключенным к общему каналу, и полу-чает ответы от вторичных станций.

- вторичная - зависима от первичной станции, реагирует на коман-ды от первичной путем передачи ей ответов. Она поддерживает сеанс связи с первичной станцией и не отвечает за управление каналом.

- комбинированная - передает как команды, так и ответы, она по-лучает команды и ответы от тех станций, с которыми поддерживает сеанс связи.

Известны три режима работы станций, взаимодействующих по протоколу HDLC.

1. Режим нормального ответа. Перед началом передачи вторич-ная станция должна получить явное разрешение от первичной. После получения разрешения она начинает передачу ответа, который может содержать данные. Пока канал используется вторичной станцией, она может передать один или более кадров. После передачи последнего кадра вторичная станция снова ждет явного, разрешения от первич-ной на передачу.

2. Режим асинхронного ответа. Позволяет вторичной станции инициализировать передачу без получения явного разрешения от первичной (это может произойти при свободном канале). Могут быть переданы один или несколько кадров данных либо управле-ния каналом.

Этот режим снижает потери времени, так как вторичная станция, чтобы передать данные, не нуждается в ожидании своей очереди при последовательном опросе (т.е. она не ждет, когда первичная станция опросит по очереди все вторичные).

3. Асинхронный сбалансированный режим. Применяются ком-бинированные станции. Они могут инициализировать передачу без получения разрешения от других комбинированных станций, так как каждая из них может выполнять функции как первичной, так и вторичной станций.

В HDLC используется в настоящее время два способа конфигури-рования каналов передачи данных.

1. Несбалансированная конфигурация - обеспечивает работу од-ной главной станции и одной или нескольких подчиненных станций для двухточечных или многоточечных конфигураций. Конфигурация называется несбалансированной, потому что первичная (главная) станция управляет каждой подчиненной и отвечает за выполнение команды установления режима.

2. Сбалансированная конфигурация состоит из двух комбиниро-ванных станций. Она применяется в двухточечных соединениях. Ме-тоды передачи: дуплексный, полудуплексный. Каналы: коммутируе-мый и некоммутируемый.

Комбинированные станции в канале имеют равный статус и могут передавать друг другу информацию без получения предварительного разрешения, причем каждая станция несет равную ответственность за управление каналом.

Рассмотрим формат кадра протокола HDLC (рис. 13.3).

Каждое поле кадра протокола HDLC кратно восьмибитовой комби-нации двоичного кода, называемой байтом, или октетом. Рассмотрим некоторые поля более детально.

Поле флага представляет из себя комбинацию битов 01111110, с помощью которой определяется начало и конец кадра.

Рис. 13.3. Формат кадра протокола HDLC

Поле адреса определяет адрес первичной или вторичной станций, участвующих в передаче конкретного кадра.

Управляющее поле содержит команды или ответы, а также поряд-ковые номера, используемые при отчетности о правильности переда-чи кадров канального уровня.

Информационное поле содержит блок информации (пакет), посту-пающий на второй канальный уровень с третьего сетевого. Оно име-ется только в кадре информационного формата.

Поле контрольной последовательности кадра (КПК) использует-ся для обнаружения ошибок при передаче данных между двумя стан-циями. Передающая станция вычисляет КПК путем деления всех по-лей кадра, кроме флагов, на образующий полином циклического кода вида Х16 + Х12 + Х5 + 1. Длина поля 2 байта, что соответствует поли-ному 16-й степени. Полученный остаток от деления передается на приемную станцию, где аналогичным образом вычисляется остаток от деления на образующий полином тех же полей кадра, но уже про-шедших через канал связи. Если он совпадает с остатком, принятым в составе кадра, то кадр считается принятым верно, иначе - неверно.

При использовании флаговой и других служебных комбинаций возникают проблемы обеспечения прозрачности по кодам. Например, если внутри кадра до приема завершающего флага принята из канала кодовая комбинация, соответствующая флаговой, то прием этого кадра не будет произведен до конца, так как приемником эта кодовая комбинация будет опознана как завершающий флаг.

Для того чтобы этого не произошло, применяется операция бит-стаффинга, которая предусматривает до присоединения к кадру фла-гов на передающей стороне побитовый просмотр передаваемой меж-ду флагами информации и установку нуля после каждых пяти идущих подряд единиц.

На приеме содержимое кадра между флагами вновь анализирует-ся и после пяти подряд идущих единиц убирается ноль. Аналогично предотвращается возникновение и других служебных кодовых комби-наций внутри кадра, чем обеспечивается возможность передачи ин-формации любым кодом.

В HDLC различают три типа полей управления. В зависимости от типа поля управления различаются кадры: I - информационного, S - супервизорного, U - ненумерованного форматов.

Кадры I-формата служат для переноса информации; S-формата - для подтверждения приема, запроса на повторную передачу и запроса на временную задержку передачи кадров; U-формата - для управ-ления, инициализации и разъединения канала передачи данных.

Протокол HDLC является базовым для целой группы протоколов канального уровня, используемых как в глобальных, так и в локальных компьютерных сетях, а именно:

1) LAP (Link Access Procedures) - процедура доступа к звену переда-чи данных (используется в стандарте Х.25);

2) LAPB (Balanced Link Access Procedures) - сбалансированная про-цедура доступа к звену передачи данных (используется в стандар-те Х.25);

3) LLC (Logical Link Control) - управление логическим каналом, стан-дарт опубликован комитетом IEEE-802 для локальных сетей;

4) SDLC (Synchronous Data Link Control) - синхронное управление звеном данных, разработан компанией IBM;

5) ADCCP (Advanced Data Communication Control Procedures) - раз-работан Американским национальным институтом стандартов (ANSI).

Все вышеперечисленные протоколы выполняют только часть функций, имеющихся в HDLC.

Стандарты протоколов сетевого уровня. Широко используемы-ми стандартами сетевого уровня являются протоколы:

- Х.25, разработанный МСЭ-Т для сетей с коммутацией пакетов;

- Стандарты IPX/SPX, разработанные фирмой «Novell»;

- TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol), разрабо-танный в конце 60-х годов XX в. для глобальной сети Агентства по передовым исследовательским проектам министерства обороны США. В настоящее время используется в глобальной сети Internet и в локальных сетях предприятий и учреждений, базирующихся на протоколах TCP/IP и называющихся intranet.

Х.25 трехуровневый, включает в себя физический, канальный и се-тевой уровни моделей ISO.

В качестве физического уровня в Х.25 рассматривается стандарт Х.21, в котором описывается интерфейс физического уровня между ООД (компьютером) и АПД (модемом).

В некоторых странах вместо Х.21 применяется стандарт Х.21 Bis, который аналогичен стандартам V.24 и RS232-C. Подключение к ком-пьютеру устройств через интерфейс RS232-C производится с исполь-зованием 25- или 9-контактного разъема с обратной стороны систем-ного блока.

Физический уровень Х.25 не осуществляет функций контроля за качеством передаваемой информации.

Протоколы канального уровня Х.25 - LAP и LAPB являются под-множествами протокола HDLC. В кадре протокола LAP или LAPB транспортируется пакет сетевого уровня стандарта Х.25.

Канальный уровень с протоколом LAP применяется на практике редко.

При рассмотрении сетевого уровня Х.25 различают дейтаграммное и виртуальное соединения:

Рис. 13.4. Пакет Х.25. Данные DTE (ООД):

Q - бит идентификации пакета; D - бит подтверждения доставки; Р(R) - порядковый номер приема; P(S) - порядковый номер передачи; M - бит конца передачи: 0 - дальше пойдут данные, 1 -последний пакет

- дейтаграммное имеет пакет с адресами получателя и отправи-теля, который проходит через сеть от отправителя до получателя по своему произвольному маршруту и, путешествуя от узла к узлу, дохо-дит до получателя;

- виртуальное представляет собой несколько последовательно соединенных логических каналов. Логический канал обеспечивается путем мультиплексирования физической линии, соединяющей па-кетное ООД с центром коммутации пакетов (ЦКП) или два ЦКП меж-ду собой.

На рис. 13.4 приведен в качестве примера формат пакета Х.25 транспортирующего информацию через установленное ранее вирту-альное соединение. В каждом физическом соединении возможна ор-ганизация 16x256 = 4096 логических каналов, где 16 - количество групп логических каналов и 256 - число логических каналов в группе.

Номер группы логического канала и номер логического канала в группе представляют собой идентификатор логического канала.

В поле «данные пользователя» передаются блоки протокола транспортного уровня.

Порядок установления виртуального соединения:

1. От источника передается пакет «Запрос соединения». Этот за-прос проходит через всю сеть, на любом участке сети может быть ис-пользован любой логический канал из возможных 4096. Когда этот пакет придет к получателю, то этот путь будет зафиксирован, т.е. будет записано в ЦКП, что определенные логические каналы закрепле-ны за данным виртуальным соединением, следовательно, они друго-му виртуальному соединению присвоены не будут.

2. Затем по этой трассе будут передаваться пакеты «Данные ООД».

3. После окончания процедуры обмена данными через этот же виртуальный канал посылается «Запрос разъединения». После того как этот пакет пройдет через сеть, виртуальный канал прекращает свое существование.

Для облегчения передачи информации через сеть ПД с Х.25 от не-интеллектуальных терминалов (асинхронных телеграфных аппаратов и т. д.) применяются средства сборки-разборки пакетов (СРП или PAD - packet assembled disassembled).

Работа средств сборки-разборки пакетов описывается в стан-дартах:

Х.З - средство сборки/разборки пакетов (СРП) в сети данных обще-го пользования;

Х.28 - стык ООД/АКД для стартстопного - оконечного оборудования данных, имеющего доступ к средству сборки-разборки пакетов (СРП) в сети данных общего пользования в пределах одной страны;

Х.29 - процедуры обмена управляющей информацией и данными пользователя между средствами сборки-разборки пакетов (СРП) и пакетным ООД или другим СРП.

Для пользователей, которые работают в двух различных сетях с коммутацией пакетов по Х.25 взаимодействие для совместного ис-пользования ресурсов и обмена данными осуществляется с исполь-зованием протокола Х.75. Протокол Х.75 подобен Х.25, имеет те же свойства, логические каналы, коммутируемые виртуальные каналы, некоторые управляющие пакеты аналогичны Х.25. Стандарт Х.75 раз-мещается над Х.25 в сетевом уровне и содержит уровни: