Управлението на каналното ниво, множеството от услуги, предоставяне на обектите от мрежовото ниво и процедурите за комуникация между каналните обекти се осъществява от каналните протоколи. Те управляват битовия потока, пренасян по физическите съединения. Тези протоколи включват в състава си и процедурите по установяване, поддържане и разпадане на каналните съединения.
Съществуват голям брой схеми за класификация на методите на достъп до физическото ниво. Една от най-добре систематизираните и обхватни схеми е класификацията на Фред Халсал[] –фиг.4.12.
Канални протоколи
Символно-ориентирани
Бит-ориентирани
 
Симплексни
(Kermit)
Полудуплексни
(BSC)
Дуплексни
(ARPANET)
HDLC
LAP M
Корекция на грешки при модеми
LAP B
LAP D
LLC
Мрежов стек
X.25
Мрежов стек
ISDN
Приложе-ние в локални-те мрежи
     
Фиг.4.12
4.6. 4.6.1.Симплексни протоколи
Този клас протоколи осигуряват еднопосочен обмен на данни от един компютър (DTE) към друг, на базата на двуточково физическо съединение. Този клас протоколи се прилагат за реализиране на типичното приложение – файлов обмен между два компютъра. Един типичен представител на симплексните протоколи е протоколът Kermit. Kermit е протокол, поддържащ управление на потока кадри от тип Idle RQ (спри и изчакай). Множеството версии на Kermit осигуряват обмен на файлове в различни архитектурни схеми :компютър-компютър; компютър – файлов сървър; компютър-голяма изчислителна машина и др. Базовият механизъм на обмен на информация се запазва, независимо от версията на протокола. За крайния потребител Kermit е едно приложение, с помощта на което могат да се обменят файлово чрез модем по телефонна линия с друг компютър, на който е стартирано същото приложение. На базата на серия от командни примитиви (виж фиг.4.13) с Kermit се реализира протоколната логика на Idle RQ.
На фиг.4.13 е представен базовият формат на кадъра на симплексния протокол Kermit и командните примитиви – поле TYPE.
Фиг.4.13 = фиг.5.4
4.6.2.Полудуплексни протоколи
По-голямата част от символно-ориентираните протоколи оперират в полудуплексен режим. Един типичен представител на полудуплексните протоколи, разработен от IBM е протоколът BSC (Binary Synchronous Control). BSC е синхронен протокол, ориентиран към съединението. Този клас протоколи установяват каналното съединение и го поддържат за времето на приложната сесия, която е генерирала това съединение. Протокът е от тип “първичен.вторичен” . Една от станциите се натоварва с функционалността да разпределя достъпа до физическия канал . Тази станция се нарича първична станция. Всички останали станции се наричат вторични и осъществяват достъп до физическото съединение под управление на първичната станция (компютър).
Типичните форматите на BSC-кадрите са представени на фиг. 4.14.
Фиг.4.14. = 5.6
Взаимодействието между първичната и вторичната станции се реализира на базата на дисциплината “запитване/избор”. Логиката на обмен е основана два базови командни примитива “запитване” и “избор”. Командата “запитване” служи за предаване на данни от вторичната към първичната станция, “избор” – за предаване на данни от първичния към избран вторичен възел.
Случай 1: Предаване на данни от първичната (А) към вторичната (В) станция –фиг.4.15. Първичната станция трябва да подготви вторичната за приемане на данни.
Фиг. 4.15
С командата “запитване” първичната станция, информира вторичната за предстоящото предаване на данни. Вторичната станция потвърждава готовността си за приемане с S-ACK-кадър. Данните се обменят до момента, до който първичната прекрати обмена с S-EOT-кадът (“край на предаването”)
С
“избор”
to A B
лучай 2: Предаване на данни от II (B) към I (A) станция – фиг.4.16.
“ACK”
t1 A B
“DATA”
t2 A B
“ACK”
t3 A B
: “EOT”
tn A B
Фиг. 4.16
Първичната станция информира вторичната станция с командата “избор” за възможността да предава данни към първичната. Инициативата за “край на предаването” може да е породена от първичната или от вторичната станция.
Случай 3:
О бмен на данни между две вторични станции – фиг.4.17 и фиг.4.18
Фиг.4.17.
Фиг. 4.10
Фиг.4.18
Физическия поток данни преминава от вторичната станция C през първичната станция А до вторичната станция В, докато логическия поток е от станция C към станция В. Обмена се извършва като последователност от процедури : “избор” (обмен C - A) и “запитване” (обмен A - B).
BSC e ефективен при полудуплексен механизъм на организация на обмена кадри. Съществени недостатъци на BSC са неефективното използване на физическия канал и относително големия обем на служебната информация.
За отстраняване на недостатъците на симплексните и полудуплексните протоколи от гледна точка на ефективното използване на каналното съединение се прилагат пълнодуплексни протоколни спецификации.
4.6.3.Дуплексни протоколи
Една група от символно-ориентираните протоколи поддържат пълен дуплекс схеми за организация на обмена на кадри във физическото съединение. Като пример за такъв тип протокол е DLC-протокола на мрежовата среда ARPANET. Този протокол оперира в мрежова топология, изградена от възли, наречени интерфейсни процесори на съобщенията – IMP (Interface Massage Processors). Всеки два интерфейсни процесора са свързани с двуточково дуплексно физическо съединение. Разглеждания протокол поддържа обмен на кадри в двете посоки при използване на ARQ-схема за потвърждаване на кадрите. Протокола позволява обмен на кадри по 8 на земни или 16 сателитни паралелни физически съединения. За всяка от линиите протокола дефинира логически канал, който е дуплексен. Всеки такъв канал се идентифицира с номер – LCN (Logical Channel Number). Базовия формат на кадрите е представен на фиг.4.19
Характерно за този протокол е схемата за номерация на кадрите. Кадрите не се номерират с последователни номера, тъй като не се използва “пълзящ” прозорец. Използва се двоично номериране: 0,1,0,1,0 ... . Ако се получат потвърждения с номера две последователни 1, то липсва потвърждение за един кадър и се стартира процедура за повторно предаване.
Каналният протокол на ARPANET осигурява висока използваемост на пропускателната способност на физическото съединение и ефективно прилагане на метод ARQ при управление на потока кадри.
4.19 = 5.9 – само долните две, без голямата картинка най-от горе.
4.6.4.Протоколна спецификация HDLC
HDLC е протокол, специфициран в стандарт на ISO, използващ се за управление на двуточкови и многоточкови физически съединения.
HDLC е бит-ориентиран канален протокол, който може да бъде използван за изграждане на протоколните стекове за различни мрежови топологични модели, представени на фиг.4.19
Фиг.4.19 = 5.10
За HDLC протоколният обмен между първичната и вторичните станции се реализира на базата на множество от команди и потвърждения. За топологичните модели, представени на фиг.4.19а и 4.19б е характерно, че в съединението участват една първична и една или повече вторични станции. Този тип мрежови конфигурации се наричат небалансирани. Представената на фиг.4.19в конфигурация, с участието на две първични станции от гледна точка на спецификацията на HDLC е балансирана . При балансираните конфигурации всяка станция има едновременно функционалността на и на първична, и на вторична станция.Този тип станции се наричат комбинирани станции.
HDLC поддържа три режима на управление на взаимодействието между каналните обекти:
-
Режим на нормално потвърждение (NRM – Normal Response Mode). При този режим управлението на потока кадри се реализира по метода “първичен/вторичен със запитване”. При този режим вторичните станции имат достъп до физическото съединение след като първичната станция ги “информира” за предоставените права, обем и посока на предаване на информацията. NRM е приложим за многоточкови съединение с една първична и много вторични станции;
-
Режим на асинхронно потвърждение (ARM – Asynchronous Response Mode). При този режим управлението на потока кадри се реализира по метода ARQ. При този режим вторичните станции имат асинхронен достъп до дуплексното физическото съединение. АРМ се прилага при поддържането на двуточкови дуплексни канални съединения;
-
Асинхронен балансен режим(ABM – Asynchronous Balanced Mode). Този режим е характерен за съединения от тип :”компютър – компютър” или “компютър – публични среди за пренос на данни”. За тези съединения е характерна равнопоставеността при достъпа до физическата среда, като се подържат ефективно като полудуплексни, така и дуплексни физически канали.
За разлика от BSC при HDLC се работи с комбиниран формат на кадъра и няма разделяне на информационни и множество служебни кадри (сервизни кадри).
На фиг.4.20 са представени типичните HDLC-формати.
Фиг.4.20 = фиг.5.11
Различията в представените формати са в заглавната част на кадъра и в полето за контрол на достоверността на информацията.
За HDLC се характерни три базови формата накадрите:
-
Неномерирани кадри (Unnumbered frames) – използват се при установяване и разпадане на каналното съединение. Тези кадри не съдържат приложна информация и се използват за конфигуриране на сесията на информационен обмен между обектите на каналното ниво;
-
Информационни кадри (Information frames) – този тип кадри се изплозват за транспортиране на приложната информация. За тези кадри се използва означението I-кадри. Потокът I-кадри се управляват по метод ARQ , като отстраняването на грешки се реализира с техника Go-Back-N;
-
Управляващи кадри (Supervisory frames) – този тип кадри се използва отстраняването на грешките при предаване при използване на потвърждение тип “пълзящ прозорец”. На базата на управляващите кадри се “пренасят” типа на потвърждението и информация за стойността на променливите на състоянието в двете посоки.
При HDLC полето “флаг” се използва като указател (маркер) разделител за началото и края на кадъра. Използването на този тип идентификатори налага въвеждането на механизъм за контрол на прозрачността на приложната информация (обработка със служебна “0”).
Контрола за грешки е реализиран на базата на 16-битов CRC като се контролира информацията между идентификаторите за начало и край на кадъра.
Съдържанието на адресните полета се определя от режима на работа. В NRM режим и многоточково съединение за всяка от вторичните станции се присвоява уникален адрес. В този режим за група вторични станции е възможно да се дефинира и присвои групов адрес. Всички кадри изправени към груповия адрес се приемат от вторичните станции, принадлежащи към съответната група.
Когато вторичната станция изпраща потвърждение към първичната, то кадъра съдържа уникалния идентификатор (адрес) на вторичната станция. По този начин първичната “разпознава” от коя вторична станция е изпратено потвърждението.
Управляващите полета са кодирани с битови последователности. S-полето в супервайзорния кадър и M-полето на неномерирания кадър се използват за определяте на спецификата на конкретния кадров формат. Последователния номер при предаване N(S) и при приемане – N(R) се използват з целите на управлението на потока кадри и откриване и отстраняване на грешки.
P/F –битът – бит за “запитване/избор” се използва при установяване на посоката на предаване по инициатива на първичната станция. Установяването на този бит определя командата “запитване” или “избор”.
Поредния номер на предаване и приемане – N(S) и N(R) приема стойности от 0 до 7. Размерът на прозореца е 8 кадъра , като едновременно се потвърждават 7. При разширения формат на кадрите , полето за размер на прозореца се разширява от 3 на 7 бита.
HDLC и производните му протоколи се използват за изграждане на каналното ниво на протоколни стекове за локални мрежи (LLC), както и в архитектурата на среди за масово обслужване – X.25 и ISDN, съответно LAB B и LAB D.
Сподели с приятели: | 
