Телеграфные службы, сети и службы ПД - часть 7

 

  Главная      Учебники - Разные     Телеграфные службы, сети и службы ПД

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  5  6  7  8   ..

 

 

Телеграфные службы, сети и службы ПД - часть 7

 

 

открыта для взаимосвязи с любой другой системой, отвечаю-

щей   этим   же   стандартам.   Стандарт   по   взаимодействию   вы-

числительных систем принят международной организацией по

стандартизации (МОС, английская аббревиатура  ISO) под но-

мером   7498,   а   позднее   —   Международным   консультативным

комитетом по телефонии и телеграфии (МККТТ). Современ-

ное название этой организации Международный союз электро-

связи (МСЭ-Т) под номером Х.200. В нем предусматривается

разбиение  функций  сложной  системы,  реализующей  органи-

зацию   взаимодействия   абонентских   систем   (терминального

оборудования), на  N  простых функций, т.е. разбиение слож-

ной   системы   на   подсистемы.   Подсистемы   одной   системы

связаны   друг   с   другом   через   межуровневые   интерфейсы,   а

подсистемы   разных   систем   —   через   протоколы  N-го  уровня.

Подробнее термины и определения уже были описаны. Здесь

же   рассмотрим  конкретные   реализации  наиболее   распростра-

ненных   стандартов.   Не   всегда   в   стандартах   рассматривается

протокол, соответствующий какому-то определенному уровню.

Часто в одном стандарте описываются протоколы, соответству-

ющие нескольким уровням модели  ISO. К таким стандартам

относится, например, стандарт Х.25.

Помимо   вышеупомянутых   МОС   и   МСЭ-Т,   стандарти-

зацией в области электросвязи занимаются также:

1) ANSI — American National Standards Institute (Американ

ский национальный институт стандартов);

2) EIA — Electronic Industries Association   (Ассоциация элект

ронной индустрии);

3) ЕСМА — European Computer Manufactures Association (Ев

ропейская ассоциация производителей ЭВМ);

4) IEEE — Institute of Electronic and Electrical Engineers (Инс

титут инженеров по электронике и электротехнике);

5) Госстандарт Российской Федерации.

Стандарты протоколов физического уровня. Функции прото-

колов физического уровня (уровень 1) обеспечивают взаимо-

действие   процедур   канального   уровня   с   физической   средой

передачи, по которой передается сигнал. В этих стандартах,

как   правило,   описываются   принципы   построения   устройств

преобразования сигналов (модемов) и межуровневых интер-

фейсов, описывающих, как уровень 1 связывается с уровнем 2,

предоставляя ему свои услуги.

Наибольшее количество стандартов физического уровня и

интерфейсов между физическим и канальным  уровнем опуб-

ликовано МККТТ (МСЭ-Т). Перечислим некоторые из них:

1) V.21 — дуплексный модем со скоростью передачи 300 бит/с,

предназначенный для  использования  в  общей  коммути

руемой телефонной сети;

2) V.22 — дуплексный модем со скоростью  передачи  1200

бит/с, предназначенный для использования в общей ком

мутируемой телефонной сети и выделенных каналах;

3) V.23 — модем со скоростью передачи 600/1200 бит/с, пред

назначенный для использования в общей коммутируемой

телефонной сети;

4) V.26 — модем со скоростью передачи 2400 бит/с, предназ

наченный для использования в четырехпроводных каналах

выделенного типа;

5) V.27 — модем со скоростью передачи данных 4800 бит/с с

ручным корректором, предназначенный для использования

в выделенных каналах телефонного типа.

Имеются стандарты интерфейсов с модемами, например V.24 —

"Перечень обозначений цепей обмена между оконечным обо-

рудованием   данных   (ООД)   и   аппаратурой   окончания   канала

данных".

Известны также стандарты МСЭ-Т, в которых описывается

физический уровень серии  X, например Х.21 — "Интерфейс

между оконечным оборудованием данных (ООД) и аппарату-

рой окончания канала данных (АКД) для синхронной работы

в   сетях   передачи   данных   общего   пользования",   эта   серия

стандартов относится к сетям передачи данных общего пользо-

вания.

Кроме МСЭ-Т, стандарты физического уровня разрабаты-

вались и другими организациями. Например, всемирно-извест-

ный стандарт  RS-232C, разработанный  EIA  и используемый в

устройствах   подключения   к   персональным   компьютерам   пе-

риферийных   устройств.   Большинство   стандартов,   опублико-

ванных   разными   организациями,   дублируют   друг   друга.   На-

пример, стандарты МСЭ-Т V.24 и EIA RS-232C [5,6].

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Стандарты протоколов  канального уровня.  В качестве   основ-

ных функций канального уровня можно перечислить  следу-

ющие:

1) синхронизация по кодовым комбинациям (по байтам);

2) разбиение потока информации, поступающего из физичес

кого уровня, на сегменты (блоки информации), которые

называются кадрами канального уровня, и формирование

кадров канального уровня из протокольных единиц (для

v   сетей с коммутацией пакетов — это пакеты), поступающих

на канальный уровень с вышележащего сетевого уровня;

3) распознавание кадров, передаваемых между станциями компь

ютерных сетей (каждый кадр имеет адрес станции, передав

шей его);

4) обеспечение возможности передачи информации любым ко

дом (прозрачности по кодам);

5) обеспечение коррекции ошибок, возникающих при передаче

информации.

Протоколы   канального   уровня   можно   разделить   на   две

группы:   байт-   и   бит-ориентированные   протоколы,   инфор-

мация, передаваемая с их помощью, рассматривается соответ-

ственно   на   уровне   одного   байта   или   бита,   и   наименьшей

обрабатываемой единицей информации являются байт или бит.

Байт-ориентированные протоколы — это процедуры управ-

ления   каналом   передачи   данных,   в   которых   для   функции

управления применяются структуры определенных знаков пер-

вичного   кода,   например   стандартного   американского   нацио-

нального кода ASCII.

В   бит-ориентированных   протоколах  управление   каналом

производится посредством анализа битовых последовательно-

стей, представляющих собой поля кадра канального уровня.

При передаче через канал связи информация представляется

в   виде   кадра,   состоящего   из   собственно   блока   данных   и

служебной части, в которую входят поля, определяющие нача-

ло   кадра,   адресную   часть,   и   поле   управления.   В   качестве

примера рассмотрим несколько протоколов канального уровня.

1.  Байт-ориентированный протокол  BSC  (Binary  Synchro-

nous Communication) разработан фирмой IBM в 1968 г. Формат

кадра приведен на рис. 13.1.

Контрольная   сумма   получается  на  передающей   стороне

путем суммирования всех знаков кадра. На приемной стороне

вновь рассчитывается контрольная сумма. Принятая в составе

кадра и посчитанная на приемной стороне контрольные суммы

должны совпадать, в противном случае кадр считается приня-

тым неверно.

Для   обеспечения   прозрачности   по   кодам   перед   каждым

символом,   встречающимся   внутри   информационного   блока,

совпадающим по виду со служебным, передается символ DLE.

На приемной стороне он автоматически удаляется. Описанная

процедура   позволяет   на   приемном   конце   различать   дейст-

вительно служебные символы и символы, совпадающие по

виду   со   служебными,   встречающимися   в   информационном

блоке в поле данных. Если бы внутри информационного блока

был   принят,   например,   символ   "конец   текста"   или   "конец

блока", прием кадра прекратился бы преждевременно и, следо-

вательно, данный кадр был бы принят неверно.

Особенность   этого   протокола   —   работа   его   только   в

режиме поочередной двухсторонней передачи.

Рассмотрим еще один вариант байт-ориентированного про-

токола, принципиально отличающегося от  BSC  методом обес-

печения прозрачности по кодам.

2.  Байт-ориентированный  протокол  DDCMP  (Digital Data

Communication   Message   Protocol)  разработан  в  фирме  Digital

Equipment Corporation (DEC). Формат кадра протокола приве-

ден на рис. 13.2.

Допускаются синхронный и асинхронный способы пере-

дачи информации.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Перед началом передачи любая из станций должна послать

"запрос"   и   получить   на   него   "подтверждение",   после   чего

информация   передается   в   виде   нумерованных   блоков,   т.е.

каждый передаваемый блок имеет свой номер.

Протокол предусматривает подтверждение 255 ранее при-

нятых пронумерованных сообщений одной операцией.

Для   выявления   ошибок   используются   две   контрольные

суммы   (1-я   защищает   заголовок,   2-я   —   информационный

блок). Выявление ошибок влечет за собой посылку сообщения

с признаком  NAK  (НЕТ) в передающий узел, при этом указы-

вается   также   последовательный   номер   последнего   правильно

принятого сообщения. Ошибочное сообщение с целью повтор-

ной передачи ставится в очередь готовых для передачи сооб-

щений.   Если   в   течение   некоторого   времени   не   получен   по-

ложительный ответ от приемника, то производится повторная

передача предыдущего блока.

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 вместо SOH передается ENQ (КТМ — кто

там), то кадр считается не информационным, а управляющим.

Протокол  DDCMP  предусматривает   работу   в   четырехпро-

водном 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 подмножествами.

Протокол поддерживает полудуплексную и дуплексную пе-

редачи, виды соединения между станциями типа "точка —

точка" (двухточечное) и "многоточечное".

В   данном   протоколе   рассматриваются   следующие   типы

станций:

— первичная — управляет каналом передачи данных, пере

дает команды вторичным станциям, подключенным к общему

каналу, и получает ответы от них.

— вторичная — зависима от первичной станции, реагирует

на команды 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 получает 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

вторичная   станция   должна   получить   явное   разрешение   от

первичной. После получения разрешения она начинает переда

чу   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   первичной   на

передачу.

2. Режим асинхронного ответа. Позволяет вторичной стан

ции инициализировать передачу без получения явного разре

шения  от первичной  (это может произойти при свободном

канале).  Могут быть переданы  один или несколько  кадров

данных либо управления 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

комбинированные станции. Они могут инициализировать пере

дачу без получения разрешения от других комбинированных

станций, так как каждая из них может выполнять функции как

первичной, так и вторичной станций.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

В  HDLC  используются   в   настоящее   время   два   способа

конфигурирования каналов передачи данных.

1. Несбалансированная конфигурация — обеспечивает рабо

ту одной главной станции и одной или нескольких подчинен

ных для двухточечных или многоточечных конфигураций. Кон

фигурация называется несбалансированной, потому что пер

вичная (главная) станция управляет каждой подчиненной и

отвечает за выполнение команды установления режима.

2. Сбалансированная конфигурация состоит из двух ком

бинированных станций. Она применяется в двухточечных со

единениях.  Методы передачи: дуплексный,  полудуплексный.

Каналы: коммутируемый 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 восьмибито-

вой   комбинации   двоичного   кода,   называемой   байтом,   или

октетом. Рассмотрим некоторые поля более детально.

Поле флага представляет собой комбинацию битов 01111110,

с помощью которой определяется начало и конец кадра.

Поле  адреса  определяет  адрес первичной или  вторичной

станций, участвующих в передаче конкретного кадра.

Управляющее поле содержит команды или ответы, а также

порядковые   номера,   используемые   при   отчетности   о   пра-

вильности передачи кадров канального уровня.

Информационное поле содержит блок информации (пакет),

поступающий на второй канальный уровень с третьего сетевого

уровня. Оно имеется только в кадре информационного формата.

Поле  контрольной   последовательности   кадра  (КПК)   при-

меняется для обнаружения ошибок при передаче данных между

двумя   станциями.   Передающая   станция   вычисляет   КПК

путем деления всех полей кадра, кроме флагов, на образующий

полином циклического кода вида Х16 + Х12 + Х5 + 1. Длина

поля 2 байта, что соответствует полиному 16-й степени. Полу-

ченный остаток от деления передается на приемную станцию,

где аналогичным образом вычисляется остаток от деления на

образующий полином тех же полей кадра, но уже прошедших

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   ком-

бинаций   возникают   проблемы   обеспечения   прозрачности   по

кодам. Например, если внутри кадра до приема завершающего

флага принята из канала кодовая комбинация, соответствую-

щая 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

битстаффинга, которая предусматривает до присоединения к

кадру   флагов   на   передающей   стороне   побитовый   просмотр

передаваемой между флагами информации и установку нуля

после каждых пяти идущих подряд единиц.

На приеме содержимое кадра между флагами  вновь ана-

лизируется и после пяти подряд идущих единиц убирается

ноль.   Аналогично   предотвращается   возникновение   и   других

служебных   кодовых   комбинаций   внутри   кадра,   чем   обес-

печивается возможность передачи информации любым кодом.

В  HDLC  различают   три   типа   полей   управления.   В   за-

висимости от типа поля управления различаются кадры: / —

информационного, S  — супервизорного и  U  — ненумерован-

ного форматов.

Кадры /-формата служат для переноса информации; 5-фор-

мата   —   для   подтверждения   приема,   запроса   на   повторную

передачу и запроса на временную задержку передачи кадров;

U-формата — для управления, инициализации и разъединения

канала передачи данных.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  5  6  7  8   ..