Хорошо

Основы Datacom - Уровень канала передачи данных и его протоколы

Последний ответ окт 06, 2021 09:16:16 239 6 4 0 0

Зачем модели OSI нужен уровень канала передачи данных?


1. Обеспечьте безошибочные каналы передачи для сетевого уровня. Основные функции - это обнаружение ошибок, контроль ошибок и методы контроля потока.

2. Защищайте различия на физическом уровне. Для сетевого уровня, из-за существования уровня канала данных, сетевому уровню не нужно знать, какую среду передачи и оборудование связи использует физический уровень, независимо от того, использует ли он метод аналоговой связи или метод цифровой связи. Пока взаимосвязь интерфейса и функция остаются неизменными.


Основные функции уровня канала передачи данных

1. Управление связью: перед установлением связи установите соединение; после общения отпустите ссылку.

2. Синхронизация кадров: единицей данных передачи уровня канала данных является кадр, а битовый поток физического уровня инкапсулируется в кадр для передачи. Синхронизация кадров означает, что принимающая сторона может правильно судить о кадре по началу и концу принятого битового потока.

3. Управление потоком: не может превышать вычислительную мощность отправляющей и получающей стороны.

4. Контроль ошибок: улучшите физическую линию с ошибками до безошибочных каналов передачи данных и предоставьте высококачественные услуги передачи данных на сетевой уровень.

5. Прозрачная передача. Любая комбинация битов данных сетевого уровня не может быть запрещена. Прозрачен для содержимого сетевого уровня.

6. Адресация: чтобы кадр мог найти правильное место назначения. (Для передачи от точки к точке это может не потребоваться; должна быть многоточечная передача). 


Протокол канального уровня  

Далее будут представлены два важных протокола канального уровня:

HDLC ( управление каналом передачи данных высокого уровня )

PPP ( протокол точка-точка )

 

HDLC

Характеристика HDLC

1. Протокол не зависит от какой-либо кодировки символов;

2. Сообщение данных может передаваться прозрачно, а «метод вставки 0-бит» для прозрачной передачи легко реализовать в аппаратном обеспечении;

3. Полнодуплексная связь, данные могут передаваться непрерывно, не дожидаясь подтверждения, с более высокой эффективностью передачи данных по каналу связи;

4. Все кадры проверяются с помощью CRC, и информационные кадры нумеруются последовательно, что может предотвратить пропущенный или повторный прием, а надежность передачи высока;

5. Функция управления трансмиссией отделена от функции обработки с большей гибкостью и полными функциями управления.


Структура кадра HDLC


HDLC

Поле флага (F)

Поле флага представляет собой битовый шаблон 01111110, используемый для обозначения начала и конца кадра, а также может использоваться в качестве символа заполнения между кадрами. Обычно канал остается активным, когда кадр не передается. В этом состоянии отправитель непрерывно отправляет поле флага, а получатель проверяет каждое полученное поле флага. Как только определенное поле флага обнаружено позади, если оно больше не является полем флага, можно считать, что началась передача нового кадра. «Метод вставки 0-бит» может реализовать прозрачную передачу данных.

 

Поле адреса (A)

Содержание поля адреса зависит от используемого режима работы, включая главные узлы, подчиненные узлы и комбинированные узлы. Каждому подчиненному узлу и объединенному узлу назначается уникальный адрес. Поле адреса в кадре команды содержит адрес противоположного узла, а адрес, передаваемый в поле адреса в кадре ответа, является адресом узла. Адрес также может быть назначен более чем одному узлу. Этот адрес называется групповым адресом. Кадры, передаваемые с использованием группового адреса, могут быть получены всеми узлами в группе, имеющей адрес. Но когда узел или комбинированный узел отправляет ответ, он все равно должен использовать свой уникальный адрес. Вы также можете использовать все адреса «1» для представления адресов, включающих все узлы, называемые широковещательными адресами. Кадры, содержащие широковещательные адреса, передаются на все узлы по ссылке. Кроме того, он также оговаривает, что все адреса 0 являются адресами без узлов, которые не назначаются никаким узлам и используются только для тестирования.

 

Поле управления (C)

Поле управления используется для формирования различных команд и ответов для отслеживания и управления ссылкой. Главный узел-отправитель или комбинированный узел использует поле управления для уведомления адресуемого подчиненного узла или комбинированного узла о выполнении согласованной операции; напротив, подчиненный узел использует это поле в качестве ответа на команду, чтобы сообщить о выполненной операции или изменении статуса. Это поле является ключом к HDLC. Первый бит или первый бит и второй бит в поле управления указывают три разных типа кадров: информационный кадр (I-кадр), контрольный кадр (S-кадр) и ненумерованный кадр (U-кадр). Пятый бит поля управления - это бит P/F, который является битом POLL / Final.

 

Информационное поле (I)

Информационное поле может быть любой двоичной битовой строкой, длина не ограничена. Верхний предел определяется полем FCS или емкостью буфера узла связи. В настоящее время на международном уровне чаще используются 1000–2000 бит, а нижний предел может быть равен 0, то есть информационное поле отсутствует. Но в кадре мониторинга не должно быть информационного поля.

 

Поле последовательности проверки кадра (FCS)

Поле последовательности проверки кадра может использовать 16-битную CRC для проверки содержимого всего кадра между двумя полями флагов. Генераторный полином FCS равен X'16+X'12+X'5+1, рекомендованный CCITT V.41.


Тип кадра HDLC


Информационный кадр I: передать действительную информацию или данные


HDLC


Кадр мониторинга S: контроль ошибок и управление потоком

HDLC


Ненумерованный кадр U : установление связи, разрыв и несколько функций управления

HDLC

Характеристики применения HDLC


1. Сценарий применения

С точки зрения структуры системы HDLC подходит для двухточечной или многоточечной структурыс точки зрения режима работы HDLC подходит для полудуплексной или полнодуплексной передачи; с точки зрения режима передачи HDLC используется только для синхронной передачи; учитывая скорость передачи, HDLC часто используется для средней и высокоскоростной передачи.

2. Эффективность передачи

После того, как HDLC начинает отправлять кадр, он должен постоянно отправлять этот кадр; HDLC может подтверждать несколько кадров одновременно; каждый кадр в HDLC содержит поле адреса A, в многоточечной структуре каждый подчиненный узел получает только кадр адреса узла, поэтому, когда главный узел выбирает подчиненный узел и связывается с ним, он может выбрать другие узлы для связи, не разрывая цепочку, то есть он может устанавливать связи с несколькими узлами одновременно.

3. Надежность передачи

Все кадры (включая кадры ответа) в HDLC имеют FCS, а I-кадры пронумерованы в порядке порядковых номеров окон, а надежность передачи выше, чем при асинхронной передаче.

4. Прозрачность данных

 HDLC использует «метод вставки 0 бит» для прозрачной передачи данных. Нет никаких ограничений на режим битовой комбинации передаваемой информации, и обработка проста.

5. Формат передачи информации

HDLC использует унифицированный формат кадра для передачи данных, команд и ответов, что удобно для реализации.

6. Управление ссылками

HDLC выполняет различные предписанные функции работы канала, изменяя формат кодирования поля управления в кадре, и обеспечивает функцию передачи с битовой ориентацией.


PPP

Характеристика PPP

1. Протокол канального уровня «точка-точка», полнодуплексная, двухточечная передача данных по синхронным и асинхронным каналам.

2. Поддержка как синхронного, так и асинхронного

3. Очень хорошая масштабируемость (может быть расширена до PPPoE в Ethernet)

4. Предоставьте протокол LCP (протокол управления каналом).

5. Предоставьте NCP (протокол управления сетью, такой как IPCP, IPXCP).

6. Предоставьте протоколы аутентификации: CHAP (протокол аутентификации с вызовом и рукопожатием), PAP (протокол аутентификации по паролю).

7. Отсутствие механизма ретрансляции, низкие накладные расходы и высокая скорость.

Компонент PPP

Протокол управления каналом: установка, отключение и мониторинг канала передачи данных PPP

Протокол сетевого управления: различные протоколы сетевого уровня для установления соединения и протокол параметров


Процесс установления связи PPP


PPP


Dead: физика недоступна

Establish: активация физической линии, согласование параметров LCP (максимальное количество приемных блоков MRU, метод аутентификации, волшебное слово), переход в состояние ОТКРЫТО после успешного согласования параметров LCP (базовая связь установлена)

Authenticate: по умолчанию аутентификация отсутствует, Establish будет возвращено, когда будет получен запроса на настройку.

Network: согласование NCP, после получения запроса на настройку он вернется в режим «Establish».

Terminate: освободить все ресурсы (отключение физического канала, сбой аутентификации, таймер тайм-аута, конфигурация администратора для закрытия соединения), вернуться в состояние «Dead».


PPP

Flag: бит флага, используемый для определения начала и конца кадра.

Addr: бит адреса, используемый для идентификации адреса станции. Кадры PPP отправляются из кадров HDLC, и это поле зарезервировано. Для кадров PPP, поскольку это протокол точка-точка, биты адреса не требуются. Бит адреса кадра PPP всегда равен 0xFF. (Протокол PPP используется в каналах связи точка-точка, и нет необходимости знать адрес канала противоположного конца, потому что канал связи точка-точка, такой как заголовок кадра PPPoE, уже определил адрес противоположного конца.)

Control: в кадре DHLC бит управления используется для идентификации последовательности и поведения повторной передачи кадра, но поскольку эта функция обычно не реализуется в протоколе PPP, значение Control в кадре PPP фиксируется на 0x03.

Protocol: поле протокола, которое определяет тип передаваемого сообщения. Например, 0x0021 указывает, что информационное поле кадра PPP является сообщением данных IP. Различные протоколы определяют разные значения поля данных. Формат пакета LCP

Несколько часто используемых значений протокола:

0x0021 IP датаграмма

0x8021 Данные управления сетью NCP

0xC021 Данные управления каналом LCP

0xC023 сертификат безопасности PAP

0xC223 аутентификация безопасности CHAP

+ Data: информационное поле, которое представляет собой полезную нагрузку кадра PPP (например, кадр LCP, кадр NCP). По умолчанию максимальная длина информационного поля не может превышать 1500 байт, включая содержимое поля заполнения.


Формат кадра LCP

LCP

Фрейм LCP имеет свои собственные уникальные четыре поля: Code, Ident, Length, и LCP Data. Значение протокола должно быть 0xC021, что идентифицирует кадр PPP как кадр LCP.

Code: указывает тип сообщения с данными LCP (запрос или ответ). Значения следующие:

Код Описание

0x01 configure-request 0x08 Protocol-REJECT

0x02 configure-ACK 0x09 echo-request

0x03 configure-NACK 0x0A echo-reply

0x04 configure-REJECT 0x0B discard-request

0x05 terminate-request 0x0C identification

0x06 terminate-ACK 0x0D Time-Remaining

0x07 code-REJECT

Ident: определяет домен. Порядковый номер сообщения LCP используется для сопоставления сообщений запроса и ответа. Генерируется отправителем кадра запроса и увеличивается в последующих кадрах последовательности. Для ответных сообщений (таких как ответные сообщения ACK, NACK, REJECT значение кадра Ident копируется из сообщения запроса. Следовательно, сторона запроса может идентифицировать соответствующую взаимосвязь Rely через поле Ident).

Length: длина сообщения LCP в байтах. Code+Ident+Length+LCP Data

LCP Data: сообщение с данными LCP


Пакет LCP


LCP


Параметры согласования LCP


LCP


Согласование параметров канала LCP


LCP


  • x

sergey2000
Author Опубликовано 2021-10-6 08:45:21
Полезно
Развернуть
  • x

FroZz
FroZz Опубликовано 2021-10-6 09:15 (0) (0)
Не то слово, чертовски полезно))  
sergey2000
sergey2000 Ответить FroZz  Опубликовано 2021-10-6 10:20 (0) (0)
То полезно, что в карман полезло ))  
FroZz
FroZz Ответить sergey2000  Опубликовано 2021-10-6 10:52 (0) (0)
 
FlamInga
FlamInga Ответить sergey2000  Опубликовано 2021-10-6 19:17 (0) (0)
 
FroZz
Author Опубликовано 2021-10-6 09:16:16

i_f48.gif

Развернуть
  • x

Комментарий

Выполните вход в систему, чтобы ответить на пост. Вход | Регистрация
Отправить

Внимание! В целях защиты правовых интересов Вас, сообщества и третьих лиц, не публикуйте любой материал, содержащий политические высказывания, порнографию, упоминание азартных игр, употребление наркотиков, а также материал, нарушающий коммерческую тайну или содержащий персональные данные пользователей. Также не предоставляйте данные от вашей учетной записи. Вы будете нести ответственность за все действия, выполняемые под вашим аккаунтом. Подробная информация: “Пользовательское соглашение.”

My Followers

Авторизуйтесь и пользуйтесь всеми преимуществами участника!

Вход

Заблокировать
Вы уверены, что хотите заблокировать этого пользователя?
Пользователи из вашего черного списка не могут комментировать ваши посты, не могут упоминать вас, не могут отправлять личные сообщения.
Напоминание
Пожалуйста, привяжите свой мобильный номер чтобы получить бонус за приглашение.
О защите информации
Благодарим за использование Huawei ICT Club! Мы хотим рассказать вам о том, как мы собираем, используем и храним ваши данные. Пожалуйста, внимательно ознакомьтесь с Политикой конфиденциальности и Пользовательским соглашением.