Галкин В.А., Григорьев Ю.А. - Телекоммуникации и сети (1053870), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Для таких протоколов необходимо решить только первую часть задачи ~ распознать начало кадра.Синхронные протоколы канального уровня бывают двух типов: байт-ориентированные (иногда их называют символьно-ориентированные или знакориентированные) и бит-ориентированные. Для них характерны одни и те жеметоды синхронизации бит. Главное различие между ними заключается в методе синхронизации символов и кадров.Байт-ориентированные протоколы.
Эти протоколы используют в основном для передачи блоков отображаемых символов, например текстовыхфайлов. При синхронной передаче стоповые и стартовые биты отсутствуют.Синхронизация здесь осуществляется за счет того, что передатчик добавляетдва или более управляющих символа - символы синхронизации (SYN) - передкаждым блоком символов. В коде ASCII символ SYN имеет двоичное значение 00010110 (16Л), это несимметричное относительно начала символа значение позволяет легко разграничивать отдельные символы SYN при их последовательном приеме.
Символы SYN выполняют две функции: во-первьпс, ониобеспечивают приемнику побитную синхронизацию, во-вторых, как только битовая синхронизация достигается, они позволяют приемнику начать распознавание границ символов SYN. После того как приемник начал отделять одинсимвол от другого, можно задавать границы начала кадра с помощью другого1112. Основы телекоммуникацииспециального символа. Обычно в символьных протоколах для этих целей используется символ STX (Start of TeXt)-02h. Другой символ - ЕТХ (End of TeXt)03h -отмечает окончание кадра.Однако такой простой способ вьщеления начала и конца кадра хорошо работает только в том случае, если внутри кадра нет символов STX и ЕТХ.
Приподключении к компьютеру алфавитно-цифровых терминалов такая задачадействительно не возникает. Тем не менее, синхронные байт-ориентированныепротоколы позднее стали использовать и для связи компьютера с компьютером, а в этом случае данные внутри кадра могут быть любые, когда, например,между компьютерами передается программа.
Наиболее популярными протоколами такого типа являются протоколы IBM-2848 и BSC компании ЮМ. Протокол BSC работает в двух режимах - непрозрачном (некоторые специальныесимволы внутри кадра запрещены) и прозрачном (разрешена передача внутрикадра любых символов, в том числе и ЕТХ). Прозрачность достигалась засчет байтстаффиига - перед управляющими символами STX и ЕТХ всегдавставлялся символ DLE (Data Link Escape). Такая процедура называется вставкой символов или. Если в поле данных кадра встречается последовательностьDLE ЕТХ, то передатчик удваивает символ DLE, т. е. порождает последовательность DLE DLE ЕТХ. Приемник, встретив подряд два символа DLE DLE,всегда удаляет первый, но оставшийся DLE уже не рассматривает как началоуправляющей последовательности, т.
е. оставшиеся символы DLE ЕТХ воспринимается как пользовательские данные.Бит-ориентированные протоколы. Потребность в паре символов в начале и конце каждого кадра вместе с дополнителып>п^и символами DLE означает, что байт-ориентированная передача не эффективна для передачи двоичных данных, так как приходился в поле данных кадра добавлять достаточномного избыточных данных. Кроме того, формат управляющих символов дляразных кодировок различен, например, в коде ASCII символ SYN равен 0010110,а в коде EBCDIC - 00110010. Следовательно этот метод допустим только сопределенным типом кодировки, даже если кадр содержит только двоичныеданные. Чтобы это преодолеть используют более универсальный методбит-ориентированной передачи.
Этот метод в настояшее время применяетсяпри передаче как двоичных, так и символьных данных.На рис. 2.21 показаны схемы биг-ориентированной передачи, отличающиеся способом обозначения начала и конца каждого кадра. Схема, представленная на рис. 2.21, а, похожа на схему с символами STX и ЕТХ в байт-ориентированных протоколах. Начало и конец каждого кадра отмечены одной и той же8-битовой последовательностью -01111110, называемой флагом. Термин «биториентированный» используется потому, что принимаемый поток битов сканируется приемником на побитовой основе для обнаружения стартового флага, азатем во время приема для обнаружения стопового флага. Поэтому длина кадра в этом случае не обязательно должна бьггь кратна байту.1122.3.
Методы и технологии передачи данныхСинхробайты простоя•>1<^i Направление передачи01111110Синхробайты простояК01111110110011011111(?101011111(?01..10БигстаффингОткрывающийфлагЗакрывающийфлагСодержимое кадра10 10 1 0... 1 О 1 0 1 0 1 0 1 11^ПреамбулаПреамбула->1^>к—ж—ж^Указатель Фиксиро- Длинаначала кадра ванный в байгахзаголовок поляданныхJKOJKOOOк^>|<—^ПоледанныхСодержимое кадраФиксированныйконцевикJK1JK111k Флаг конца JФлаг началакадракадраМанчестерский код флага начала кадраLmК1ПреамбулаКLMJ^Рис. 2.21. Способы выделения начала и конца кадрав бит-ориентированных протоколах1132.
Основы телекоммуникацииЧтобы обеспечить синхронизацию приемника, передатчик посылает последовательность байтов простоя (11111111), предшествующую стартовому флагу. Для достижения прозрачности данных в этой схеме необходимо, чтобы флагне присутствовал в поле данньпс кадра. Это достигается с помощью приема,известного как вставка 0-го бита, - битстаффинга. Схема вставки бита работает только во время передачи поля данные кадра. Если эта схема обнаруживает, что подряд передано пять единиц, то она в любом случае автоматически вставляет дополнительный ноль.
Поэтому последовательность 01111110никогда не появится в поле данных кадра. Аналогичная схема работает в приемнике и вьшолняет обратную функцию. Когда после пяти единиц обнаруживается ноль, он автоматически удаляется из поля данных кадра. Битстаффингэкономичнее байтстаффинга, так как вместо лишнего байта вставляется одинбит, следовательно, скорость передачи пользовательских данных в этом случае снижается медленнее.Во второй схеме (см. рис. 2.21, б) для обозначения начала кадра предусмотрен только стартовый флаг, а для определения конца кадра используетсяполе длины кадра, которое при фиксированных размерах заголовка и концевикачаще всего имеет смысл длины поля данных кадра.
Эта схема наиболее применима в локальных сетях, в которых для обозначения факта незанятости среды вообще не передается никаких символов. Чтобы все остальные станциивошли в битовую синхронизацию, посьшающая станция предваряет содержимое кадра последовательностью бит, известной как преамбула, которая состоит из чередования единиц и нулей 101010... Войдя в битовую синхронизацию,приемник исследует входной поток на побитовой основе, пока не обнаружитбайт начала кадра 10101011, который вьшолняет роль символа STX.
За этимбайтом следует заголовок кадра, в котором в определенном месте находитсяполе длины поля данных. Таким образом, в этой схеме приемник просто отсчитывает заданное количество байт, чтобы определить окончание кадра.Третья схема (см. рис. 2.21, в) для обозначения начала и конца кадра использует флаги, которые включают запрещенные для данного кода сигналы(code violations, V).
Например, при манчестерском кодировании вместо обязательного изменения полярности сигнала в середине тактового интервала уровень сигнала остается неизменным и низким (запрещенный сигнал J) или неизменным и высоким (запрещенный сигнал К). Начало кадра отмечаетсяпоследовательностью ЖОЖООО, а конец - последовательностью Ж1Ж111. Этотспособ очень экономичен, так как не требует ни битстаффинга, ни поля длины.Недостатком этого способа является то, что он зависит от принятого методафизического кодирования.
При использовании избыточных кодов роль сигналов J и К играют запрещенные символы, например, в коде 4В/5В этими символами являются коды 11000 и 10001.Каждая из трех схем имеет свои преимущества и недостатки. Флаги позволяют отказаться от специального дополнительного поля, но требуют специальных мер: либо по разрешению размещения флага в поле данных за счет битстаффинга, либо по использованию в качестве флага запрещенных сигналов,что делает эту схему зависимой от способа кодирования.1142.3. Методы и технологии передачи данныхПротоколы с переменным форматом кадраСуществует ряд протоколов, в которых кадры имеют гибкую структуру.
Ктаким протоколам относятся популярный прикладной протокол управления сетями SNMP и протокол канального уровня РРР, используемый для соединенийтипа «точка-точка». Кадры таких протоколов состоят из неопределенного количества полей, каждое из них может иметь переменную длину.Для большей части протоколов характерны кадры, состоящие из служебных полей фиксированной длины. Исключение делается только для поля данных, так как возможны пересьшки как небольших квитанций, так и большихфайлов. Способ определения окончания кадра путем задания длины поля данных, рассмотренный выше, как раз рассчитан на такие кадры с фиксированнойструктурой и фиксированными размерами служебных полей.Передача с установлением логического соединения и без установления логического соединения. При передаче кадров данных на канальномуровне используют дейтаграммные процедуры, работающие без установлениялогического соединения (connectionless), и процедуры с предварительным установлением логического соединения (connection-oriented) (рис.
2.22).t==Узел 1аДанныебЗапросустановлениясоединенияУзел 2ДанныеПриемзапросаустановленияПодтверждениеустановлениясоединенияДанныеКвитанцияподтвержденияЗапросразрывасоединенияПодтверждениеразрывасоединенияРис. 2.22. Протоколы без установления соединения (а)и с установлением соединения (б)1152. Основы телекоммуникацииПри дейтаграммной передаче кадр посылается в сеть «без предупреждения», и никакой ответственности за его утерю протокол не несет (см. рис. 2.22, а).Предполагается, что сеть всегда готова принять кадр от конечного узла. Дейтаграммный метод работает быстро, так как никаких предварительных действий перед отправкой данных не вьшолняется.
Однако при таком методе трудноорганизовать в рамках протокола отслеживание факта доставки кадра узлуназначения. Этот метод не гарантирует доставку пакета.Передача с установлением соединения более надежна, но требует большевремени для передачи данных и вычислительных затрат от конечных узлов.При такой передаче узлу-получателю отправляется служебный кадр специального формата с предложением установить соединение (рис. 2.22, б).
Если узелполучатель согласен с этим, то он посьшает в ответ другой служебный кадр,подтверждающий установление соединения и предлагающий для данного логического соединения некоторые параметры, например идентификатор соединения, максимальное значение поля данных кадров, которые будут использоваться в рамках данного соединения, и т. п. Узел-ишщиатор соединения можетзавершить процесс установления соединения отправкой третьего служебногокадра, в котором сообщит, что предложенные параметры ему подходят.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
