Построение служебных кадров, необходимых для передачи данных

5.1 Режимы работы канала ПД

Прежде всего заметим, что процедуры управления каналом ПД реализуются при условии уже организованного физического или виртуального канала между ООД. Таким образом, здесь рассматриваются только действия, связанные с процессом передачи информации между ООД через АКД по подготовленному каналу ПД.

Общий характер процедуры передачи информации определяется режимом работы звена ПД. Таких режимов три:

Режим нормального ответа – NRM (NormalResponseMode);

Режимасинхронногоответа – ARM (AsynchronousResponseMode);

Асинхронныйсбалансированныйрежим – АВМ (AsynchronousBalanceMode).

Режим NRM применяется для иерархической структуры канала ПД, т.е при наличии первичной (ведущей, главной) и вторичной (ведомой или подчиненной) станций. В этом режиме вторичная станция начинает передачу только в случае, когда от первичной поступает соответствующая команда. При этом в ответ могут быть переданы один или несколько кадров и, кроме того, ответ должен содержать информацию о том, какой из этих кадров является последним. После этого вторичная станция лишается возможности осуществлять передачу кадров вплоть до получения очередной команды от первичной станции на выдачу ответа. В этом режиме данные могут передаваться как от первичной, так и от вторичной станции (в этом случае первичная периодически опрашивает вторичную о наличии информации).

Режим ARM также применяется для структуры канала ПД с первичными и вторичными станциями. Но для придания большей гибкости в работе, в отличие от режима NRM, вторичная, не ожидая команды запроса первичной, может по собственной инициативе начать передачу кадра или группы кадров.

Режим АВМ применяется в структуре канала ПД с комбинированными станциями. При этом каждая из комбинированных станций канала имеет право передавать в любой момент как кадры-команды, так и кадры-ответы без получения предварительного разрешения от другой комбинированной станции. Этот режим является, как правило, основным и наиболее часто применяется на практике. Поэтому материал данного руководства в основном ориентирован на этот режим АВМ.

5.2 Процесс передачи данных

Процесс передачи данных на канальном уровне состоит из ряда фаз, которые определяют функциональные процедуры взаимодействия двух станций: подготовка станций к работе (установление соответствующего режима, проверка канала), передача информации между станциями (с исправлением неправильно принятой информации) и завершение сеанса связи (разъединение станций).

Используя различные типы кадров, протокол HDLC позволяет очень гибко приспособиться к условиям передачи данных. Эта гибкость и определила его широкое распространение в различных видах связи.

Прежде чем начнем рассмотрение реализации процедур передачи данных, обратим внимание на то, что, в соответствии с рекомендациями МККТТ и Международной организации по стандартизации МОС (ISO) [2], предусмотрено использование в каждом классе процедур базовой совокупности команд и ответов и некоторых дополнительных команд (ответов).

Для класса сбалансированных процедур предлагается базовая совокупность, приведенная в табл. 1.

Таблица 5.1

Имя команды базовой совокупности	Имя ответа базовой совокупности
I	I
RR	RR
RNR	RNR
SABM	UA
DISC	DM

 

Прежде всего, рассмотрим положение, общее для всех ситуаций в канале, т.е. начало и окончание сеанса связи, без изучения процесса передачи информации.

В начале сеанса одна из станций (например, станция А) взяла на себя инициативу организации связи. Поэтому она передает ст.Б служебный U -кадр типа SABM, предлагая установить основной асинхронный сбалансированный режим. Так как этот кадр является командой, то в поле адреса выставляется адрес ст. Б. Для получения ответа на него (чтобы убедиться, что станция Б приняла эту команду) параметр Р = 1.

Получив эту команду, ст.Б (если нет каких-то мешающих причин) отвечает согласием в виде U -кадра типа UA. Так как этот кадр является ответом на вызов ст.А, то в поле адреса выставляется адрес ст.Б, а параметр
F = 1, чем подтверждается окончание опроса, вызванного пришедшей командой с Р = 1.

После получения этого кадра станцией А между ст. А и ст. Б начинается обмен информационными или служебными кадрами. Станция-инициатор связи (здесь и ниже это будет ст. А) запрашивает ст. Б о ее готовности к обмену с помощью S -кадра типа RR. Так как это команда, то выставляется адрес удаленной станции, т.е. адрес ст.Б. В поле N_R выставляется номер первого кадра (т.е. 0), и параметр Р = 1, для того, чтобы ст. Б ответила на запрос.

Получив эту команду, ст. Б (если она готова к дальнейшей работе) отвечает S -кадром-ответом также типа RR, выставляя F = 1 в ответ на требование кадра-команды от ст.А. Естественно, что в поле N_R также выставляется номер первого кадра (0), так как других еще не было.

Ст.А, получив кадр-ответ, определяет, что ст.Б к работе готова, и передает первый I -кадр с параметром Р = 1, требуя этим ответа на него.

В случае, если ошибка не обнаружена, высылается кадр-подтверждение также типа RR, выставляя F = 1 (ошибок не обнаружено). В поле N_R выставляется номер ожидаемого кадра, например, (1).

Если была найдена ошибка – то, для систем передачи данных с РОС-ОЖ и РОС-НП будет передаваться кадр RR (готов к приему), выставляя F = 0 для обозначения принятой ошибки в кадре с номером N_R = 0 (если ошибка произошла в первом кадре) или кадр REJ (запрос) с теми же параметрами. Для системы с РОС-АП кадр-запрос выглядит как SREJ (селективный запрос)

Для завершения сеанса связи ст. А передает ст. Б служебный U -кадр–команду типа DISC с адресом станции Б и Р = 1. Если ст. Б согласна завершить сеанс, то она отвечает служебным U -кадром типа DM с адресом ст. Б и F = 1.

Таким образом, для организации передачи данных по каналу связи необходимо использовать 4 кадра типа U и 2 кадра типа S.

5.3 Формат кадров

S - и U -кадры содержат по 5 полей. Структура кадров показана на рис 5.2

Флаг начала	Адрес	Управление	Контрольная последовательность	Флаг конца
8бит	8(16)бит	8(16)бит	16 бит	8бит

Рисунок 5.2 – Структура кадров

Флаг начала и конца, поле адреса и контрольная последовательность описаны в п. 6.2. Рассмотрим детально поле управления служебных кадров.

Поле управления содержит идентификаторы типа кадра и операций протокола HDLC. Основной (8-битовый) формат поля управления приведен на рис. 5.3

 

Тип кадра	Порядок передачи битов поля управления в канал
S -кадр		NR		P/F	s	s
U -кадр	u	u	u	P/F	u	u
	биты идентификации типа кадра

Рисунок 5.3 – Основной формат поля управления

Последовательность передачи битов в канал начинается с битов младших разрядов.

N_R – биты порядкового номера ожидаемого кадра (по модулю 8).

P/F – бит опроса/окончания опроса.

s – биты определяют тип S -кадра (его супервизорные функции). Так как таких битов только два, то количество супервизорных функций может быть 2²=4. Кодирование типов S -кадра приведено в таблице 2.

Таблица 2

Номер бита			Тип S -кадра (супервизорная функция)
Значения битов			RR (ReceiveReady) – Готов к приему
		RNR (ReceiveNotReady) – Не готов к приему
		REJ (Reject) – Переспрос (отказ)
		SREJ (SelectiveReject) – Селективный (адресный) переспрос

u – биты определяют тип U -кадра. Общее количество возможных модификаций U -кадра 2⁵=32. В настоящее время стандартизованы только 18 типов U -кадра. Их кодирование приведено в табл.3.

Таблица 3

Функции U -кадра	Биты	Назнач.
					К / О
SABM – установить основной асинхронный сбалансированный режим						+ / ‑
SNRM – установить основной режим нормального ответа						+ / ‑
SARM – установить основной режим асинхронного ответа						+ / ‑
SABME – установить расширенный асинхронный сбалансированный режим						+ / ‑
SNRME – установить расширенный режим нормального ответа						+ / ‑
SARME – установить расширенный режим асинхронного ответа						+ / ‑
DISC – разъединение						+ / ‑
SIM – установить режим инициализации						+ / ‑
RSET – возврат в исходное состояние						+ / ‑
UP – запрос передачи						+ / ‑
DM – режим разъединения						‑ / +
RIM – запрос инициализации						‑ / +
UA – ненумерованное подтверждение						‑ / +
RD – запрос разъединения						‑ / +
FRMR – некорректный кадр						‑ / +
XID – идентификация станции						+ / +
TEST – проверка						+ / +
UI – ненумерованная информация						+ / +

К – команда; О – ответ.

Кроме основного (8-битового) формата поля управления имеется также расширенный формат (16 бит). Термин «расширенный» означает расширение диапазона порядковых номеров передаваемых и принимаемых кадров до 127 (т.е. нумерация по модулю 128). Для операций с расширением порядковым номером размеры полей N_S и N_R увеличиваются от 3 бит (по модулю 8) до 7 бит (по модулю 128). Таким образом, размер управляющего поля увеличивается от одного байта до двух байт. Расширенный формат поля управления приведен на рис. 17.

 

Тип кадра

Порядок передачи битов поля управления в канал

I -кадр

NR

P/F

NS

S -кадр

NR

P/F

x

x

x

x

s

s

U -кадр

x

x

x

x

x

x

x

P/F

u

u

u

x

u

u

x – биты, значения которых не определены (рекомендуется х = 0).

Рисунок 17 – Расширенный формат поля управления

 

Кадр, имеющий расширенный формат управляющего поля, называется кадром расширенного формата.

Для перехода из режима основного (нерасширенного) формата в расширенный (и наоборот) используются специальные U -кадры. Например, с помощью U - кадра SABME можно перейти в режим расширенного формата из режима SABM.

 

Решение: 99 =1100011

Тип кадра

Порядок передачи битов поля управления в канал

S-кадр: RR

S-кадр: SPEJ

U-кадр: SABME

U-кадр: UA

U-кадр: DISC

U-кадр: DM

 

Рисунок 5.4 – Расширенный формат поля управления

 

 

Флаг набора

Адрес

Управление

Контрольная последовательность

Флаг конца

8 бит 8(16) бит8(16) бит 16 бит 8 бит

Изобразим структуру кадров для моего варианта.

Формат кадраS(RR):

ФН Адрес Управление ФК

 

Формат кадраS(SREJ):

ФН Адрес Управление ФК

 

Формат кадраU(SABME):

ФН Адрес Управление ФК

 

 

Формат кадраU(DISC):

ФН Адрес Управление ФК

 

 

Формат кадраU(DM):

ФН Адрес Управление ФК