Протокол канального уровня HDLC

HDLC (High Level Link Control) – протокол управления каналом передачи данных, является базовым стандартом и для построения других протоколов ка- нального уровня (LAP, LAPB, LAPD, LAPX и LLC). Он реализует механизм управления потоком посредством скользящего окна и имеет необязательные возможности (опции), поддерживающие полудуплексную и полнодуплексную передачу, одноточечную и многоточечную конфигурации, а также коммутиру- емые и некоммутируемые каналы.

Существует три типа станций HDLC:

• первичная (ведущая), управляющая звеном передачи данных (кана-

лом);

• вторичная (ведомая), работающая как зависимая по отношению к пер-

вичной станции (ведущей);

• комбинированная сочетает в себе одновременно функции первичной и вторичной станций.

Применяется два основных способа конфигурирования канала для обес- печения совместимости взаимодействия между станциями:

• несбалансированная конфигурация (UN – Unbalanced Normal), обеспе- чивающая работу одной первичной станции и одной или большего числа вто-

ричных;

•

с балансированная конфигурация (BA – Balanced Asynchronous), состоя- щая из двух комбинированных станций. Станции имеют равный статус в канале

и могут несанкционированно посылать друг другу трафик. Каждая станция несет одинаковую ответственность за управление каналом.

Формат кадра HDLC. Кадр – протокольный блок данных для передачи на канальном уровне (рис. 2.17).

Кадры подразделяются на три типа: I – информационные; S – управляю- щие или супервизорные; U – ненумерованные (рис. 2.17).

Информационные кадры предназначены для передачи информации и со- держат поле информации (Data). При передаче информационные кадры нуме- руются путем использования разрядов поля управления N(S) – номер передава- емого кадра и N(R) – номер ожидаемого кадра.

 

 

Флаг

Адрес

Управляющее поле

Информационное поле

CRC

Флаг

 

1	2	3	4	5	6	7	8	Разряды
0	N(S)			P/F	N(R)			I-формат
1	0	S-коды		P/F	N(R)			S-формат
1	1	U-коды		P / F	U- коды			U-формат

Рис. 2.17. Формат кадра и управляющего поля HDLC

Управляющие (супервизорные) кадры предназначены для передачи ко- манд и ответов (в служебном поле S из 2 бит), в том числе запросов на повтор- ную передачу искаженных информационных кадров, начиная с номера N(R), если нет попутных информационных кадров.

Ненумерованные кадры предназначены для передачи ненумерованных команд и ответов при установлении соединения.

Все кадры должны начинаться и заканчиваться полями флага «01111110». Управление потоком в HDLC осуществляется с помощью передающих и принимающих окон. Окно обеспечивает буферное пространство и правила ну- мерации (сообщений). Передающий узел поддерживает порядковый номер N(S) следующего по очереди I-кадра, который должен быть передан. Принимающий узел поддерживает номер N(R), который, как ожидается, является порядковым

номером следующего I-кадра.

Адресное поле определяет первичную или вторичную станцию, участву- ющую в передаче конкретного кадра (рис. 2.18). Каждой станции присваивается уникальный адрес. В несбалансированной системе адресные поля в командах и ответах содержат адрес вторичной станции. В сбалансированных конфигураци- ях командный кадр содержит адрес получателя, а кадр ответа – адрес передаю- щей станции.

Первичная станция A

Вторичная станция B

        Команда (адрес B)                              Несбалансированн

     Ответ (адрес B)     

ая конфигурация

 

Комбинированая станция A

Комбинированная станция B

        Команда (адрес B)                               Сбалансированная конфигурация

 

Рис. 2.18. Передача конкретного кадра

В табл. 2.1 представлены команды и ответы, используемые в случае сба- лансированной и несбалансированной конфигураций канала.

 

SNRM и SABM являются командами установки режима. HDLC требует, чтобы была установлена сбалансированная или несбалансированная конфигу- рация.

Управляющее поле HDLC задает тип команды или ответа, а также по- рядковые номера, используемые для отчетности о прохождении данных в кана- ле между первичной и вторичной станциями. Формат и содержание управляю- щего поля определяют кадры трех упомянутых ранее типов: информационные (I), супервизорные (S) и ненумерованные (U).

Информационный формат используется для передачи данных конечных пользователей между двумя станциями. Супервизорный формат выполняет управляющие функции: подтверждение (квитирование) кадров, запросы на по- вторную передачу кадров и ее временную задержку. Ненумерованный формат также используется для целей управления: инициализации или разъединения, тестирования, сброса и идентификации станции и т. д.

Таблица 2.1 Команды и ответы, используемые в случае сбалансированной

и несбалансированной конфигураций канала

Конфигурация канала

Несбалансированная (UN)		Сбалансированная (UB)
Первичная	Вторичная	Первичная	Вторичная
Станция А		Станция В
Команда	Ответ	Команда	Ответ
		–	REJ
		–	RR
–	RNR	–	RNR
SNRM	UA	SABM	UA
DISC	DM	DISC	DM
–	FRMR	–	FRMR

Бит P/F, или бит опроса/окончания, принимается во внимание только то- гда, когда он установлен в 1. Он называется битом P, когда используется пер- вичной станцией, и битом F, когда вторичной. Первичная станция использует бит P для опроса статуса вторичной станции. Так, P = 1 как бы говорит: «от- ветьте мне, потому что я хочу знать ваш статус». Вторичная станция отвечает на бит P кадром данных или кадром состояния с битом F. Бит F может также означать окончание передачи вторичной станцией.

Информационное поле содержит действительные данные пользователя. Оно имеется только в кадре информационного формата. Примечание: кадры

«UI – ненумерованная информация» и «FRMR – Неприем кадра» ненумерован- ного формата имеют информационное поле.

Поле CRC (контрольная последовательность кадра) используется для об- наружения ошибок передачи между двумя станциями.

Кодонезависимость и синхронизация HDLC. HDLC является кодопро- зрачным протоколом. Предусмотрена процедура bit staffing. Протоколу безраз- лично, какие кодовые комбинации находятся в потоке данных. Единственное, что требуется, – это поддерживать уникальность флагов. В HDLC используется

 

также два других сигнала: сигнал аварийного завершения, состоящий из после- довательности единиц, число которых не меньше семи и не больше четырна- дцати; состояние покоя, которое представляется последовательностью пятна- дцати или большего числа единиц. Межкадровое временное заполнение сопро- вождается передачей между кадрами непрерывной последовательности флагов.

Управляющие (супервизорные) кадры предназначены для передачи ко- манд и ответов: RR – приемник готов (Receiver Ready), REJ – отказ (Reject, REJ), RNR – приемник не готов (Receiver Not Ready), SREJ – выборочный не- прием (Selective Reject) (в служебном поле S2 бит, рис. 2.17). Супервизорные кадры не содержат информационного поля, их назначение состоит в выполне- нии таких функций, как подтверждение (квитирование), опрос, временная за- держка передачи данных, запрос на повторную передачу искаженных инфор- мационных кадров, начиная с номера N(R) (рис. 2.17). Супервизорный формат может быть использован и для подтверждения приема кадров от передающей станции.

Функции команд/ответов для ненумерованного формата:

• SNRM (Set Normal Response Mode – установить режим нормального ответа) переводит вторичную станцию в NRM (режим нормального ответа).

NRM предотвращает посылку вторичной станцией несанкционированных (un- solicited) кадров. Это означает, что первичная станция управляет всем потоком сообщений в канале;

• UA (Unnumbered Acknowledgement – ненумерованное подтверждение) служит для подтверждения установления или разрыва соединения;

• DISC (Disconnect – сброс соединения) осуществляет запрос на разрыв соединения;

• DM (отклик на кадр DISC) указывает на разрыв соединения;

• SABM (Set Asynchronous Balanced Mode) – устанавливает асинхрон- ный сбалансированный режим, который используют комбинированные стан-

ции. Этот режим обеспечивает двусторонний обмен потоками данных между станциями и является основным (рабочим) и наиболее часто используемым на практике;

• FRMR (Frame Reject – неприем кадра), используется для сообщения об ошибочной ситуации, которая не может быть устранена повторением кадра

(искажение формата кадра).

Системные параметры Т1, N 2, N 1, K и рекомендации по их уста- новке.

Таймер Т1 запускается с момента передачи каждого кадра и используется для инициирования повторной передачи, в случае его завершения. Период тай- мера Т1 должен быть больше, чем максимальное время между передачей кадра и приемом подтверждения.

Счетчик N 2 используется для определения максимального числа по- вторных передач, выполняемых по завершению таймера Т1.

Счетчик N 1 определяет максимальную длину информационных полей (битов в I-кадре).

 

Размер окна K – максимальное число переданных, но не подтвержден- ных I-кадров. Оно не должно быть более 7.

Параметры Т1, N 2, N 1 и K подлежат согласованию с администрацией на некоторый период времени.