HDLC

High-Level Data Link Control ( HDLC ) on bittisuuntautunut [1] ISO :n kehittämä OSI-verkkomallin linkkikerroksen protokolla .

Nykyinen HDLC- standardi on ISO 13239.

HDLC:tä voidaan käyttää monikäyttöyhteyksissä, mutta tällä hetkellä sitä käytetään pääasiassa point-to-point- yhteyksissä, joissa käytetään asynchronous balanced mode (ABM).

Historia

HDLC kehitettiin IBM SDLC - Sen hieman muokatut lapsiprotokollat ​​- LAPB , LAPM , LAPF , LAPD rakensivat ITU vastaavasti X.25- , V.42- , Frame Relay- ja ISDN - protokollapinoihin . HDLC oli myös perustana Internetissä laajasti käytetyn PPP -protokollan kehystysmekanismien kehittämiselle .

Asematyypit

• Ensisijainen (johtava) asema (Primary terminal) on vastuussa kanavan hallinnasta ja sen suorituskyvyn palauttamisesta. Se tuottaa komentokehyksiä. Point - to-multipoint -linkeissä se ylläpitää erillisiä linkkejä kuhunkin toissijaiseen asemaan.
• Toissijainen (orja)asema (Secondary terminaali) toimii isäntälaitteen ohjauksessa ja vastaa sen komentoihin. Tukee vain 1 istuntoa.
• Yhdistetty asema (Combined terminal) yhdistää sekä master- että slave-asemien toiminnot. Tuottaa sekä komentoja että vastauksia. Vain point-to-point -yhteydet .

Logiikkatilat

Jokainen asema kullakin hetkellä on jossakin kolmesta loogisesta tilasta:

• Looginen katkaisutila (LDS)

Jos toissijainen asema on normaalissa katkaisutilassa (NDM), se voi vastaanottaa kehyksiä vain saatuaan nimenomaisen luvan ensisijaiselta asemalta. Jos se on asynkronisessa katkaisutilassa (ADM), toisioasema voi aloittaa lähetyksen ilman lupaa.

• Alustustila (IS)

Käytetään ohjauksen siirtämiseen yhdistetylle etäasemalle ja parametrien vaihtamiseen etäasemien välillä.

• Tiedonsiirtotila (ITS)

Kaikki asemat voivat lähettää ja vastaanottaa tietoa. Asemat voivat olla NRM-, ARM-, ABM-tiloissa.

Siirtotilatilat

HDLC tukee kolmea loogista yhteystilaa, jotka eroavat vuorovaikutuksessa olevien laitteiden rooleista:

• Normaali vastetila (NRM) edellyttää lähetyksen aloittamista nimenomaisen luvan muodossa ensisijaiselta asemalta. Kun toissijainen asema on käyttänyt kanavaa (vastaus ensisijaiseen komentoon), sen on odotettava uutta lupaa jatkaa lähetystä. Lähetysoikeuden valitsemiseksi ensisijainen asema suorittaa kiertokyselyn toissijaisista. Sitä käytetään pääasiassa point-to-multipoint -yhteyksissä.

• Asynchronous Response Mode (ARM) sallii toissijaisen aseman aloittaa lähetyksen itse. Sitä käytetään pääasiassa rengas- ja monipisteyhteyksissä, joissa kyselyketju on muuttumaton, koska näissä yhteyksissä yksi toisioasema voi vastaanottaa lähetysluvan toiselta toissijaiselta ja aloittaa lähetyksen vastauksena. Toisin sanoen siirtolupa välitetään tunnuksen tyypin mukaan. Ensisijainen asema säilyttää vastuun linkin alustamisesta, lähetysvirheiden havaitsemisesta ja loogisen yhteyden katkaisemisesta. Voit vähentää siirron alkamiseen liittyviä yleiskustannuksia.

• Yhdistetyt asemat käyttävät Asynchronous Balanced Mode (ABM) -tilaa . Lähetys voidaan aloittaa kummaltakin puolelta, se voi tapahtua kaksisuuntaisessa tilassa . ABM-tilassa molemmat laitteet ovat tasa-arvoisia ja vaihtavat kehyksiä, jotka on jaettu komentokehyksiin ja vastauskehyksiin.

Kanavamääritykset

Yhteensopivuuden varmistamiseksi asemien välillä, jotka voivat muuttaa tilaa (tyyppiä), HDLC-protokolla tarjoaa 3 kanavakonfiguraatiota:

• Epäsymmetrinen konfiguraatio (UN - Unbalanced Normal) mahdollistaa 1 ensisijaisen ja yhden tai useamman toissijaisen aseman toiminnan (simplex) half-duplex- ja full-duplex- tilassa kytketyllä tai kytkemättömällä kanavalla.

• Symmetrinen konfiguraatio (UA - Unbalanced Asynchronous) tarjoaa kahden pisteestä-pisteeseen epäsymmetrisen aseman vuorovaikutuksen. Käytössä on 1 lähetyskanava, johon multipleksoidaan sekä komennot että vastaukset . Tällä hetkellä ei käytössä.

• Tasapainotettu konfiguraatio (BA - Balanced Asynchronous) koostuu kahdesta yhdistetystä asemasta. Lähetys (simplex) half-duplex- ja full-duplex- tiloissa, kytkettynä tai kytkemättömänä. Jokaisella asemalla on sama vastuu kanavanhallinnasta.

Henkilöstö

HDLC-kehyksiä voidaan lähettää sekä synkronisilla että asynkronisilla yhteyksillä. Itse yhteyksissä ei ole mekanismeja kehyksen alun ja lopun määrittämiseksi, vaan tätä tarkoitusta varten käytetään uniikkia bittisekvenssiä (FD - Frame Delimiter) '01111110' (0x7E heksadesimaalimuodossa ), joka sijoitetaan alkuun ja jokaisen kehyksen loppuun. Lipun ainutlaatuisuus taataan käyttämällä synkronisissa yhteyksissä bittimäärää ja asynkronisissa yhteyksissä bytestaffingia. Bittitäyte - bittitäyte, tässä - bitti 0 5 peräkkäisen bitin jälkeen 1. Bittitäyte toimii vain kehyksen tietokentän (tietokentän) lähetyksen aikana. Jos lähetin havaitsee, että viisi 1:tä on lähetetty peräkkäin, se lisää automaattisesti ylimääräisen nollan lähetettyyn bittisekvenssiin (vaikka näiden viiden 1:n jälkeen olisi jo nolla). Siksi sarja 01111110 ei koskaan näy kehyksen tietokentässä. Samanlainen piiri toimii vastaanottimessa ja suorittaa päinvastaisen toiminnon. Kun nolla löytyy viiden ykkösen jälkeen, se poistetaan automaattisesti kehyksen tietokentästä. Bytestuffingissa käytetään pakosarjaa, tässä - '01111101' (0x7D heksadesimaalimuodossa ), eli kehyksen keskellä oleva FD-tavu (0x7E) korvataan tavusekvenssillä (0x7D, 0x5E) ja tavu (0x7D) korvataan tavusekvenssillä (0x7D, 0x5D).

Median ollessa tyhjäkäynnillä synkronisessa yhteydessä sekvenssi 0x7E ('01111110') lähetetään jatkuvasti kanavan yli bittisynkronoinnin ylläpitämiseksi. Yhden lipun viimeisen bitin 0 ja seuraavan lipun alkubitin 0 yhdistelmä voi olla. Joutoaikaa kutsutaan myös kehysten väliseksi täyttöksi.

Henkilöstörakenne

HDLC-kehysrakenne, mukaan lukien FD-liput:

• FD-liput  - avaus- ja sulkemisliput, jotka ovat koodeja 01111110, kehystävät HDLC-kehyksen, jolloin vastaanotin voi määrittää kehyksen alun ja lopun. Näiden lippujen vuoksi HDLC-kehyksessä ei ole kehyksen pituuskenttää. Joskus yhden kehyksen loppulippu voi (mutta ei tarvitse) olla seuraavan kehyksen aloituslippu.

• Osoite suorittaa normaalin tehtävänsä tunnistaen yhden useista mahdollisista laitteista vain pisteestä monipisteeseen -kokoonpanoissa. Point-to-point-konfiguraatiossa HDLC-osoitetta käytetään osoittamaan lähetyssuunta - verkosta käyttäjälaitteeseen (10000000) tai päinvastoin (11000000).

• Ohjauskenttä on 1 tai 2 tavua. Sen rakenne riippuu lähetettävän kehyksen tyypistä. Kehystyypin määrittävät ohjauskentän ensimmäiset bitit: 0 - tieto, 10 - ohjaus, 11 - numeroimaton tyyppi. Kaikkien tyyppisten kehysten ohjauskentän rakenne sisältää P / F-bitin, sitä käytetään eri tavalla komentokehyksissä ja vastauskehyksissä. Esimerkiksi kun vastaanottava asema vastaanottaa komentokehyksen, jonka P-bitti on asetettu lähetinasemalta, sen on välittömästi vastattava ohjausvastauskehyksellä asettamalla F-bitti.

• Tietokenttä on tarkoitettu korkeampien protokollien - IP, IPX, AppleTalk, DECnet-verkkoprotokollien, harvoissa tapauksissa - sovellusprotokollien - pakettien siirtoon verkon yli, kun ne lähettävät viestinsä suoraan linkkikerroksen kehyksiin. Tietokenttä saattaa puuttua ohjauskehyksistä ja joistakin numeroimattomista kehyksistä.

• FCS (Frame Check Sequence) -kenttä  on ohjaussekvenssi, jota tarvitaan lähetysvirheiden havaitsemiseen. Sen laskenta suoritetaan pääasiassa syklisellä koodausmenetelmällä generoivalla polynomilla X16+X12+X5+1 ( CRC-16 ) CCITT V.41 -suosituksen mukaisesti. Vastaanotettu CRC käännetään bitti bitiltä ja kirjoitetaan käänteisessä järjestyksessä. Tämän avulla voit havaita kaikki mahdolliset yksittäisen virheen aiheuttamat jopa 16 bitin pituiset virhetupleet sekä 99,9984 % kaikista mahdollisista pidemmistä virhetiikoista. FCS on koottu kenttien Osoite, Ohjauskenttä, Tietokenttä mukaan. Harvinaisissa tapauksissa käytetään muita syklisen koodauksen menetelmiä . Laskettuaan vastaanottimen puolella olevan FCS:n, se vastaa positiivisella tai negatiivisella kuitilla. Lähettävä puoli toistaa kehyksen negatiivisen kuittauksen saapuessa tai aikakatkaisun umpeutuessa.

Kehystyypit