67570

Протоколы подуровня управления логическим каналом

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Протоколы ПУЛК без установления логического соединения. Протоколы ПУЛК с установлением логического соединения. Протоколы подуровня управления логическим каналом без установления логического соединения При таком типе связи подуровень УЛК предоставляет сетевому уровню услугу по передаче кадров.

Русский

2014-09-12

103 KB

0 чел.

Протоколы подуровня управления логическим каналом

План

1. Протоколы ПУЛК без установления логического соединения.

2. Протоколы ПУЛК с установлением логического соединения.

3. Структура подуровня УЛК.

1. Протоколы подуровня управления логическим каналом

без установления логического соединения

При таком типе связи подуровень УЛК предоставляет сетевому уровню услугу по передаче кадров. Передача кадров может быть либо индивидуальная, либо групповая, либо сразу всем станциям. В любом случае адрес точки доступа к услугам получателя указывает, к какому входу УЛК происходит обращение.

В таблице 7.1 приведены основные команды и ответы ПУЛК и коды поля управления соответствующих протокольных блоков данных.

Таблица 7.1

Перечень команд и ответов ПУЛК

Тип ПБД

Наименование

команды/ответа

Обозначение

Команда

Ответ

Поле

«Данные»

Биты управления

1-4

5

6-8

9

10-16

ПБДИ

Передача информации

I

+

+

Огр.

0

N(s)

З/П

N(r)

ПБДУ

Готов к приему

RR

+

+

Нет

1000

x

xxx

З/П

N(r)

Неприем

REJ

+

+

Нет

1001

x

xxx

З/П

N(r)

Не готов к приему

NR

+

+

Нет

1010

x

xxx

З/П

N(r)

ПБДН

Установить асинхронный сбалансированный режим

SAMBE

+

-

Нет

1111

З

110

Разъединение

DISC

+

-

Нет

1100

З

010

Запрос передачи ответа

UP

+

-

Нет

1100

З

100

Ненумерованное подтверждение

UA

-

+

Нет

1100

П

110

Некорректный кадр

FRMR

-

+

Огр

1110

П

001

Фаза разъединения

DM

-

+

Нет

1111

П

000

Ненумерованная информация

UI

+

-

Огр

1100

З

000

Идентификация

XID

+

+

Огр

1111

З/П

111

Проверка

TEST

+

+

Ф.

1100

З/П

111

Как уже было сказано выше, поле данных обязательно содержится в информационных ПБД и в некоторых ненумерованных ПБД, и должно состоять из целого числа октет данных. В большинстве ЛВС на максимальную длину поля данных накладывается ограничение (Огр.) или задается фиксированная длина (Ф.).

В сетях без установления логического соединения применяются два основных режима работы: 1) посылка данных без возвращения извещения о правильности доставки кадра (обычный режим) и 2) посылка данных с возвращением извещения (расширенный режим). В связи с этим работа данного протокола осуществляется в одну фазу с применением двух основных примитивов: запрос и индикация, для которых в зависимости от режима работы сети имеются по две модификации: ДАННЫЕ и ДАННЫЕ_ИЗВЕЩЕНИЕ. Для расширенного режима работы используются два дополнительных примитива: подтверждение и ответ.

При связи без установления логического соединения и без подтверждения доставки данных используется примитив ДАННЫЕ.запрос, которому соответствует команда UI (рис. 7.1,а). В этом случае информационный кадр принимается ПУДС станции-получателя и после удаления заголовка и концевика передается в ПУЛК, а затем на сетевой уровень.

При связи без установления логического соединения, но с подтверждением доставки данных в виде извещения используется примитив ДАННЫЕ_ИЗВЕЩЕНИЕ.запрос, которому соответствует команда UP (рис. 7.1,б). Подтверждение о правильности приема кадра генерируется с получением от сетевого уровня примитива ДАННЫЕ_ИЗВЕЩЕНИЕ.ответ, по которому подуровень УЛК посылает ответ UA либо FRMR. Правильность принимаемого кадра проверяется не на канальном уровне, а на более верхних уровнях станции.

Стандартом IEEE 802.2 кроме обмена данными по запросу сетевого уровня предусмотрен еще обмен идентифицирующей информацией (XID) и выполнение тестовых функций. Каждая станция в любой момент времени может передать команду XID. Станция, которая приняла эту команду, должна послать ответ XID в станцию, отправившую эту команду. И команда и ответ в поле данных содержат идентификатор класса станции, который, по всей видимости, указывает на приоритет станции в сети либо на то, какой тип данной станции для сетей клиент-сервер (рис. 7.2). Идентификатор формата указывает на версию используемого протокола.

Обмен идентифицирующей информацией может производиться с различными целями:

1) проверка работоспособности взаимодействующей станции и определение состава группы станций, от которых должен прийти ответ;

2) уточнение состава доступных станций, подключенных к сети;

3) определение способности станции работать в режиме с установлением логического соединения;

4) извещение о подключении новой станции к сети;

5) проверка отсутствия дублирования адресов.

Команда TEST также может быть выдана в произвольный момент времени. Станция, получившая данную команду, отправляет обратно ответ TEST. Размер поля данных обычно не превышает максимальную длину, установленную для конкретной сети. Однако если известно, что некоторые станции могут обрабатывать кадры с полем данных большего размера, то эти станции определяются  с помощью команды TEST.

Станция, которая может принять и отправить обратно кадр с полем данных слишком большой длины, сама реализует эти возможности. Если станция располагает средствами для вычисления избыточной контрольной последовательности кадра, но не может принять и сохранить весь кадр, то она отправляет ответ, в поле данных которого переноситься усеченное поле данных принятого кадра. Ответ не отправляется, если у станции нет возможности вычислить КПК.

2. Протоколы подуровня управления логическим каналом

при связи с установлением логического соединения

При таком типе связи ПУЛК может устанавливать и разрывать логическое соединение, передавать и принимать кадры с контролем их последовательности. Во время передачи кадров подуровень УЛК управляет правильностью соединения и организует повторную передачу неправильно принятых кадров.

Работа протокола с установлением логического соединения осуществляется в три фазы с применением четырех основных примитивов: запрос, индикация, подтверждение и ответ; для которых в зависимости от фазы работы сети имеются по три модификации: СОЕДИНЕНИЕ, ДАННЫЕ и РАЪЕДИНЕНИЕ. На рис. 7.3,а показаны фазы работы протоколов ПУЛК в режиме с установлением логического соединения, где станция А является инициатором установления логического соединения.

Когда необходимо установить соединение с другой станцией, объект сетевого уровня станции А посылает в свой подуровень УЛК примитив СОЕДИНЕНИЕ.запрос. После обработки этого примитива подуровень УЛК станции А передает в станцию Б ненумерованный ПБД, который соответствует команде SABME.

После получения этой команды на станции Б активизируется объект подуровня УЛК, который выдает своему сетевому уровню примитив СОЕДИНЕНИЕ.индикация, извещая о необходимости установить соединение с другой станцией. Если станция Б может установить соединение, то объект ее сетевого уровня генерирует примитив СОЕДИНЕНИЕ.ответ. Это вызывает отправку подуровнем УЛК ответного ненумерованного ПБД для станции А, который соответствует команде UA. В свою очередь в станции А вызывается примитив СОЕДИНЕНИЕ.подтверждение, указывающий на завершение процесса установления соединения. Теперь обе станции могут начать передачу.

Если по каким-либо причинам соединение невозможно, например, из-за нехватки буферной памяти, то запрос будет отвергнут командой DM. В этом случае сетевые уровни обоих станций получат соответствующий ответ от своих подуровней УЛК.

Поскольку соединение устанавливается ненумерованными командами и ответами, и подуровень УЛК не может следить за правильностью получения своих кадров, то во избежании потери информации подуровень УЛК запускает таймер одновременно с передачей каждой команды и повторяет передачу в том случае, если ответ не поступает в течении установленного интервала времени. После нескольких неудачных попыток делается заключение, что станция недоступна для связи, и подуровень УЛК извещает об этом сетевой уровень, выдавший запрос на соединение.

Фаза передачи данных начинается с передачи примитива ДАННЫЕ.запрос. Теперь cтанция А может передавать один или несколько информационных кадров. Конкретный формат кадра протокола дает возможность принимающему подуровню УЛК точно определить длину информационного поля и отделить от него все остальные символы, чтобы убедиться в безошибочном приеме. После этого информационное поле в нетронутом виде передается сетевому уровню.

Протокол требует положительного подтверждения правильно принятых кадров данных, которое должно быть направлено подуровню УЛК станции А. Предусматривается также возможность отрицательного подтверждения, если кадр принят в нарушенной последовательности или в нем обнаружена ошибка. Для обозначения правильного приема информационного кадра применяются примитивы ДАННЫЕ.индикация и ДАННЫЕ.ответ. После получения подуровнем УЛК станции А положительного подтверждения на сетевой уровень этой же станции выдается примитив ДАННЫЕ.подтвержде-ние.

В фазе передачи данных подуровень УЛК принимает пакеты от сетевого уровня, формирует и передает информационные кадры, следя за последовательностью их передачи.

Процедура выявления нарушения последовательности информационных ПБД или их потери состоит в следующем. Для каждого соединения последовательно наращивается до 128 переменная передачи s, которая указывает номер следующего информационного ПБД, подлежащего передаче. Перед началом передачи ПБД значение N(s) в нем устанавливается равным значению этой переменной s, после чего значение s увеличивается на единицу. Кроме переменной передачи для каждого соединения отсчитывается переменная приема r, которая указывает номер N(r) следующего информационного ПБД, ожидаемого на приемной стороне. После удачного приема ПБДИ, номер которого N(s) равен значению r, переменная r увеличивается на единицу. Если в принятом ПБДИ N(s) r, что свидетельствует о потере одного или нескольких ПБДИ, переменная r не изменяется и запускаются процедуры восстановления. При передаче информационного или управляющего ПБД номер N(r) устанавливается равным текущему значению переменной r, подтверждая тем самым правильность приема всех ПБД с номером до N(r) – 1 включительно.

При установлении соединения переменные s и r сбрасываются в нуль.

Для предотвращения неоднозначности принимаемых кадров в сети устанавливается так называемое окно ответов, размер которого определяет число переданных, но еще не подтвержденных информационных ПБД. Размер окна ответов соответствует максимальному числу кадров, копии которых хранятся в буфере передатчика на случай повторной передачи, и ждут подтверждения приема. Когда на передающей станции накапливается максимально допустимое число неподтвержденных переданных кадров, т.е. номер последнего переданного кадра N(s) равен максимальному окну ответов, то дальнейшая передача приостанавливается до поступления подтверждения.

Максимальный размер окна ответов в любой момент в любом соединении не должен превышать 127, хотя в конкретных реализациях этот параметр может быть меньше из-за ограничений буферной памяти станций ЛВС. Если для некоторой станции в сети принятый размер окна ответов является слишком большим, то эта станция должна указать приемлемое для нее значение, записав его в поле данных передаваемое команды XID.

Если на приемной стороне вычисленная контрольная последовательность совпадает с переданной, то пакет передается сетевому уровню, и выдается подтверждение передающей стороне одним из двух способов: либо номер принятого кадра включается в передаваемый кадр, либо создается специальный кадр RR, содержащий номер принятого кадра. Этот ответ подтверждает правильность приема информационных ПБД с номерами N(r) – 1 включительно и указывает на готовность к приему следующих кадров.

Если принят недействительный кадр, то он подуровнем УЛК не обрабатывается, а его потеря будет обнаружена при приеме следующего нумерованного кадра.

Для запроса повторной передачи потерянных или искаженных ПБД, начиная с номера N(r), используется команда/ответ «Неприем» - REJ либо ответ «Неприем кадра» - FRMR, который применяется для связи без установления логического соединения. В одном направлении нельзя передавать несколько команд REJ подряд, пока не будет принят ПБД с номером N(s), равным переменной r.

Если подуровень УЛК занят и временно не способен принимать информационные ПБД, то он передает команду «Не готов к приему» - NR, бит “П” в которой должен быть сброшен в “0”. Этой же командой подтверждается правильность приема информационных ПБД с номерами N(r) – 1 включительно. Когда подуровень УЛК освобождается для приема, он должен передать либо информационный ПБД с битом «П» = 1, либо команду RR.

На сетевом уровне каждая станция может принять решение о сбросе текущего соединения до его завершения. Это возможно при определении серьезных нарушений в функционировании системы. В этом случае сетевой уровень направляет в ПУЛК соответствующий запрос, по которому ПУЛК реализует сброс соединения, посылая повторный запрос на установление логического соединения, так же как и при первоначальной установке соединения (рис. 7.3, б).

В фазе разъединения посылается примитив РАЗЪЕДИНЕНИЕ.запрос, которому соответствует команда DISC. При получении такого кадра ПУЛК на приемной стороне отвечает командой DM, что соответствует примитиву РАЗЪЕДИНЕНИЕ.ответ, и одновременно уведомляет примитивом РАЗЪЕДИНЕНИЕ.индикация свой сетевой уровень о разъединении. Получив подтверждение разъединения ПУЛК на передающей стороне информирует свой сетевой уровень о разрыве логического соединения примитивом РАЗЪЕДИНЕНИЕ. подтверждение.

Резюме. Связь с установлением логического соединения более сложна для реализации, чем связь без установления логического соединения, и, следовательно, является более дорогой. Связь без установления логического соединения используется тогда, когда такие функции, как исправление ошибок и упорядочение передаваемых блоков, выполняются на более высоких уровнях и не нуждаются в дублировании на канальном уровне. Такая связь обычно применяется в сетях, где необходимо решать задачи в режиме реального времени.

3. Структура подуровня УЛК, рекомендованная МОС

В заключении рассмотрим структуру ПУЛК, которая рекомендована Международной организацией по стандартизации (МОС) и рассчитана на применение таких стандартных процедур, как SDLC (протокол управления синхронным каналом передачи данных) и HDLC (протокол управления каналом передачи данных с высоким уровнем помех) (рис. 7.4). В рекомендациях определяются не сами протоколы, а элементы процедур, из которых может быть построен тот или иной конкретный протокол.


-
7-

Рис. 7.1. Фазы работы протокола без установления логического соединения и без подтверждения доставки данных (а); с подтверждением доставки данных (б)

танция Б

Станция А

б)

а)

FRMR или UA или I

ДАННЫЕ_ИЗВЕЩЕНИЕ.подтверждение

ДАННЫЕ_ИЗВЕЩЕНИЕ.ответ

UP

ДАННЫЕ_ИЗВЕЩЕНИЕ.индикация

ДАННЫЕ_ИЗВЕЩЕНИЕ.запрос

UI

ДАННЫЕ.индикация

ДАННЫЕ.запрос

Взаимодействие уровней

Сетевой уровень

Подуровень

УЛК

Взаимодействие уровней

Подуровень

УЛК

Сетевой уровень

Рис. 7.4. Структура ПУЛК, рекомендуемая МОС, где ДК – дискретный канал; КНК – канальные кадры; ИО – информационная область; ПК- "первичные" кадры

Дуплексный канал передачи данных (пакетов)

Симплексный (защищенный) канал передачи ИО ПК

Расширенный ДК

Пользователь – получатель данных (пакетов)

Пользователь – источник данных (пакетов)

Согласующий

накопитель

UA

СБРОС_СОЕДИНЕНИЯ.подтверждение

СБРОС_СОЕДИНЕНИЯ.ответ

SABME

СБРОС_СОЕДИНЕНИЯ.индикация

СБРОС_СОЕДИНЕНИЯ.запрос

Разъединение

Передача данных

Установление

соединения

DM

РАЗЪЕДИНЕНИЕ.подтверждение

РАЗЪЕДИНЕНИЕ.ответ

ДАННЫЕ.запрос

I или RR или REJ

I

ДАННЫЕ.запрос

UA

СОЕДИНЕНИЕ.подтверждение

СОЕДИНЕНИЕ.ответ

Рис. 7.3. Фазы работы протокола с установлением логического соединения (а); режим вынужденного сброса логического соединения (б)

Станция Б

Станция А

б)

а)

DISC

ДАННЫЕ.подтверждение

РАЗЪЕДИНЕНИЕ.запрос

РАЗЪЕДИНЕНИЕ.индикация

ДАННЫЕ.индикация

ДАННЫЕ.ответ

SABME

СОЕДИНЕНИЕ.индикация

СОЕДИНЕНИЕ.запрос

Взаимодействие уровней

Сетевой уровень

Подуровень

УЛК

Взаимодействие уровней

Дискретный канал

Процедура управления потоком

Согласующий

накопитель

Формирование очереди из пакетов с приписанными им номерами с целью выравнивания последовательности принимаемых пакетов

Процедура управления передачей и синхронизацией пакетов

Присвоение пакетам номеров, хранение и выбор пакетов на передачу в канал

Выделение из ИО кадра управляющей информации и пакетов с приписанными им номерами

Процедура формирования (разделения) адресной, информационной и управляющей областей ПК

Формирование ИО ПК

Декодирование принимаемых комбинаций длины n

Процедура кодирования/декодирования помехоустойчивым

(n,k)–кодом

Кодирование ИО ПК помехоустойчивым (n,k)–кодом

Отображение КНК в комбинации длины n

Процедура вставки/исключения двоичных символов «0» (бит-стаффинг)

Отображение комбинаций помехоустойчивого (n,k)–кода в КНК

Поиск флагов и определение границ КНК

Синхронизация передачи канальных кадров и поддержание ДК в рабочем состоянии

Обрамление КНК

флагами

Подуровень

УЛК

Сетевой уровень

Идентификатор формата

Рис. 7.2. Структура поля данных в кадрах XID

24

18

17

14

13

9

8

1

Размер окна передачи

Резервные биты

Класс станции


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13511. Шекспир Уильям 78.5 KB
  Шекспир Уильям 1564-1616 Шекспир Уильям английский драматург и поэт. Родился 23 апреля 1564 г. в г. СтратфордонЭйвон в семье ремесленника и торговца. В 18 лет Шекспир женился на дочери соседапомещика а в 1857 г. вместе с женой переселился в Лондон где с конца 1580х годов р
13512. Гомер (Homeros) 75.5 KB
  Гомер Гомер Homeros греческий поэт согласно древней традиции автор Илиады {Ilias и Одиссеи Odysseia двух больших эпопей открывающих историю европейской литературы. С XVIII в. в науке идет дискуссия как относительно авторства так и относительно истории создания Илиады и Од...
13513. Анна Ахматова 27.5 KB
  Анна Ахматова 1889-1966 Анна Ахматова псевдоним Горенко Анны Андреевны; 1889-1966 первое стихотворение по ее признанию написала в 11 лет в печати впервые выступила в 1907 году. Ее первый поэтический сборник Вечер вышел в 1912 году. Анна Ахматова принадлежала к группе а...
13514. Графические объекты 23 KB
  Графика Графические объекты компактно передают большой объем информации и оживляют Webстраницу. По принципу формирования изображений графика делится на растровую точечную векторную и фрактальную. Заметим что независимо от природы возникновения изображения на
13515. Глобальные вычислительные сети (ГВС) 22 KB
  Глобальные сети Глобальные сети как и локальные состоят из компьютеров соединенных каналами связи. Глобальные вычислительные сети ГВС всего мира объединены между собой с помощью Интернета. Для работы в ГВС пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратн...
13516. Глобальные сети и управление ими 23 KB
  Глобальные сети Для реализации каждой сетевой услуги требуются своя программасервер и своя программаклиент. Например существуют почтовые серверы и клиенты. В то же время современные браузеры программынавигаторы исследователи обозреватели постепенно берут на...
13517. Способы подключения к Интернету 25 KB
  Способы подключения к Интернету В зависимости от своих финансовых возможностей пользователь выбирает один из трех основных способов подключения к Интернет: удаленный доступ по коммутируемой временно созданной телефонной линии; прямой доступ по выделенному по
13518. Коммутация каналов, сообщений и пакетов 23 KB
  Коммутация каналов сообщений и пакетов По способу передачи информации сети делятся на сети коммутации каналов сети коммутации сообщений и сети коммутации пакетов. При коммутации каналов образуется непосредственное физическое соединение двух узлов. Например ма
13519. Протоколы, службы, услуги 22.5 KB
  Протоколы службы услуги Глобальная сеть Интернет состоит из множества компьютеров работающих под управлением разных операционных систем на разных аппаратных платформах. Однако при обмене информацией все ЭВМ должны пользоваться едиными правилами соглашениями п