УРОВЕНЬ LAPD

Протоколы уровня 2 (LAPD — Link Access Procedure on the D-channel) как базового, так и первичного доступа определены в рекомендациях ITU-T 1.440 (основные аспекты) и 1.441 (подроб­ные спецификации). Эти же рекомендации в серии Q имеют но­мера Q.920 и Q.921. Обмен информацией на уровне LAPD осуще­ствляется посредством информационных блоков, называемых кад­рами и схожих с сигнальными единицами ОКС- 7.

Сформированные на уровне 3 сообщения помещаются в ин­формационные поля кадров, не анализируемые уровнем 2. Задачи уровня 2 заключаются в переносе сообщений между пользовате­лем и сетью с минимальными потерями и искажениями. Форматы и процедуры уровня 2 основываются на протоколе управления зве­ном передачи данных высокого уровня HDLC (High-level Data-Link

Протокол DSS- /; Физический уровень и уровень звена данных 83

Control procedures), первоначально определенном Международной организацией по стандартизации ISO и образующем подмножест­во других распространенных протоколов: LAPB, LAPV5 и др. Про­токол LAPD, также входящий в подмножество HDLC, управляет потоком кадров, передаваемых по D-каналу, и предоставляет ин­формацию, необходимую для управления потоком и исправления ошибок.

Рис. 3.8. Формат кадра

Кадры могут содержать либо команды на выполнение дейст­вий, либо ответы, сообщающие о результатах выполнения команд, что определяется специальным битом идентификации коман­да/ответ C/R. Общий формат кадров LAPD показан на рис. 3.8.

Каждый кадр начинается и заканчивается однобайтовым фла­гом. Комбинация флага (0111 1110) такая же, как в ОКС-7. Имита­ция флага любым другим полем кадра исключается благодаря за­прещению передачи последовательности битов, состоящей из бо­лее чем пяти следующих друг за другом единиц. Это достигается с помощью специальной процедуры, называемой «бит-стаффингом» (bit-stuffing), которая перед передачей кадра вставляет ноль после любой последовательности из пяти единиц, за исключением фла­га. При приеме кадра любой ноль, обнаруженный следом за по­следовательностью из пяти единиц, изымается.

Адресное поле (байты 2 и 3) кадра на рис. 3.8 содержит иден­тификатор точки доступа к услуге SAPI (Service Access Point Identi­fier) и идентификатор терминала TEI (Terminal Equipment Identifi­er) и используется для маршрутизации кадра к месту его назначе­ния. Эти идентификаторы, уже упоминавшиеся в первом парагра­фе данной главы, определяют соединение и терминал, к которым относится кадр.

84Глава 3______________

Идентификатор пункта доступа к услуге SAPI занимает 6 би­тов в адресном поле и фактически указывает, какой логический объект сетевого уровня должен анализировать содержимое инфор­мационного поля. Например, SAPI может указывать, что содер­жимое информационного поля относится к процедурам управле­ния соединениями в режиме коммутации каналов или к процеду­рам пакетной коммутации. Рекомендацией Q.921 определены зна­чения SAPI, приведенные в табл. 3.1.

Таблица 3.1. ЗначенияSAPI

SAPI	Функция
	Управление соединением ISDN (коммутация каналов)
	Пакетная коммутация по Q.931
	Пакетная коммутация Х.25
	Управление уровнем 2

 

Идентификатор TEI указывает терминальное оборудование, к которому относится сообщение. Код TEI=127 (1111111) указы­вает на вещательную (циркулярную) передачу информации всем терминалам, связанным с данной точкой доступа. Остальные зна­чения (0—126) используются для идентификации терминалов. Диа­пазон значений TEI (табл. 3.2) разделяется между теми термина­лами, для которых TEI назначает сеть (автоматическое назначе­ние TEI), и теми, для которых TEI назначает пользователь (неав­томатическое назначение TEI).

Таблица 3.2. ЗначенияTEI

TEI	Назначение
0-63	Неавтоматическое назначение TEI
64-126	Автоматическое назначение TEI
	Вещательный режим

 

При подключении УПАТС (представляющей собой функцио­нальный блок NT2) к АТС ISDN общего пользования с использо­ванием интерфейса PR1 в соответствии с требованиями стандар­тов ETSI, принятых и в России, ТЕ1==0. В этом случае процедуры назначения TEI не применяются.

Бит идентификации команды/ответа C/R (Command/Res­ponse bit) в адресном поле перенесен в DSS-1 из протокола Х.25. Этот бит устанавливается LAPD на одном конце и обрабатывается на противоположном конце звена. Значение C/R (табл.3.3) клас-

 

 

www.kiev-security.org.ua BEST rus DOC FOR FULL SECURITY

 

Протокол DSS-1: Физический уровень и уровень звена данных 8 5

сифицирует каждый кадр как командный или как кадр ответа. Если кадр сформирован как команда, адресное поле идентифицирует получателя, а если кадр является ответом, адресное поле иденти­фицирует отправителя. Отправителем или получателем могут быть как сеть, так и терминальное оборудование пользователя.

Таблица 3.3. БитыC/R в поле адреса

	Кадры, передаваемые сетью	Кадры, передаваемые терминалом
Командный кадр	C/R=1	C/R=0
Кадр ответа	C/R=0	C/R=1

 

Бит расширения адресного поля ЕА (Extended address bit) слу­жит для гибкого увеличения длины адресного поля. Бит расшире­ния в первом байте адреса, имеющий значение 0, указывает на то, что за ним следует другой байт. Бит расширения во втором байте, имеющий значение 1, указывает, что этот второй байт в адресном поле является последним. Именно такой вариант приведен на рис. 3.8. Если впоследствии возникнет необходимость увеличить размер адресного поля, значение бита расширения во втором бай­те может быть изменено на 0, что будет указывать на существова­ние третьего байта. Третий байт в этом случае будет содержать бит расширения со значением 1, указывающим, что этот байт являет­ся последним. Увеличение размера адресного поля, таким обра­зом, не влияет на остальную часть кадра.

Два последних байта в структуре кадра на рис. 3.8 содержат 16-битовое поле проверочной комбинации кадра PCS (Frame check sequence) и генерируются уровнем звена данных в оборудовании, передающем кадр. Это поле имеет ту же функцию, что и поле СВ (контрольные биты) в сигнальных единицах ОКС-7 (глава 10 тома 1), и позволяет LAPD обнаруживать ошибки в полученном кадре. В поле FSC передается 16-битовая последовательность, биты которой формируются как дополнение для суммы (по модулю 2), в которой: а) первым слагаемым является остаток от деления (по модулю 2) произведения х ^k (x¹⁵+x¹⁴+…+x+l) на образующий поли­ном (х¹⁶+х¹²+х⁵+1), где k - число битов кадра между последним битом открывающего флага и первым битом проверочной комби­нации, исключая биты, введенные для обеспечения прозрачности;

б) вторым слагаемым является остаток от деления (по модулю 2) на этот образующий полином произведения х¹⁶ на полином, коэф­фициентами которого являются биты кадра, расположенные ме­жду последним битом открывающего флага и первым битом про-

86_____Глава 3______________________________________

верочной комбинации, исключая биты, введенные для обеспече­ния прозрачности. Обратное преобразование выполняется уров­нем звена данных в оборудовании, принимающем кадр, с тем же образующим полиномом для адресного поля, полей управления, информационного и FCS. Протокол LAPD использует соглаше­ние, по которому остаток от деления (по модулю 2) произведения х¹⁶ на полином, коэффициентами которого являются биты пере­численных полей и FCS, всегда составляет 0001110100001111 (де­сятичное 7439), если на пути от передатчика к приемнику никакие биты не были искажены. Если результаты обратного преобразова­ния соответствуют проверочным битам, кадр считается передан­ным без ошибок. Если же обнаружено несоответствие результатов, это означает, что при передаче кадра произошла ошибка.

Поле управления указывает тип передаваемого кадра и зани­мает в различных кадрах один или два байта. Существует три кате­гории форматов, определяемых полем управления: передача ин­формации с подтверждением (I-формат), передача команд, реали­зующих управляющие функции (S-формат), и передача информа­ции без подтверждения (U-формат). Табл. 3.4, являющаяся клю­чевой в этом параграфе, содержит сведения об основных типах кад­ров протокола DSS-1.

Рассмотрим эти типы несколько подробнее.

Информационный кадр (I) сопоставим со значащей сигналь­ной единицей MSU в ОКС-7 (параграф 10.2 первого тома). С по­мощью 1-кадров организуется передача информации сетевого уров­ня между терминалом пользователя и сетью. Этот кадр содержит информационное поле, в котором помещается сообщение сетево­го уровня. Поле управления 1-формата содержит порядковый но­мер передачи, который увеличивается на 1 (по модулю 128) каж­дый раз, когда передается кадр. При подтверждении приема 1-кад­ров в поле управления вводится порядковый номер приема. Про­цедура организации порядковых номеров рассматривается в сле­дующем параграфе данной главы.

Управляющий кадр (S) используется для поддержки функций управления потоком и запроса повторной передачи. S-кадры не имеют информационного поля и сравнимы с сигнальными еди­ницами состояния звена LSSU в ОКС-7 (параграф 10.2 первого тома). Например, если сеть временно не в состоянии принимать 1-кадры, пользователю посылается S-кадр «к приему не готов» (RNR). Когда сеть снова сможет принимать 1-кадры, она передает другой S-кадр — «к приему готов» (RR). S-кадр также может ис-

Протокол DSS-1: Физический уровень и уровень звена данных 87

Таблица 3.4. Основные типы кадров LAPD

формат	Команды	Ответы	Описание
Информа­ционные кадры (I)	Информация	-	Используется в режиме с подтверждением для передачи нумерованных кадров, содержащих информационные поля с сообщениями уровня 3
Управля­ющие	К приему готов (PR-receive ready)	К приему готов (RR-receive ready)	Используется для указания готовности встречной стороны к приему I-кадра или для подтверждения ранее полученных 1-кадров
кадры (S)	К приему не готов (RNR)	К приему не готов (RNR)	Используется для указания неготовности встречной стороны к приему I-кадра
	Отказ/переспрос (REJ-reject)	Отказ/переспрос (REJ-reject)	Используется для запроса повторной передачи 1-кадра
	Ненумерованная информация (UI-unnumbered information)		Используется в режиме передачи без подтверждения
		Отключено (DM-disconnected mode)
Ненуме­рованные кадры (U)	Установка расширенного асинхронного балансного режима (SABME-set asynchronous balanced mode extended)		Используется для начальной установки режима с подтверждением
		Отказ кадра (FRMR-frame reject)
	Разъединение (DISC-disconnect)		Используется для прекращения режима с подтверждением
		Ненумерованное подтверждение (UA-unnumbered ask)	Используется для подтверждения приема команд установки режима, например, SABME, DISC

 

88 Глава 3_______________

пользоваться для подтверждения и содержит в этом случае поряд­ковый номер приема, а не передачи.

Управляющие кадры можно передавать или как командные, или как кадры ответа.

Ненумерованный кадр (U) не имеет аналогов в ОКС-7. В этой группе имеется кадр ненумерованной информации (UI), единст­венный из группы содержащий информационное поле и несущий сообщение сетевого уровня. U-кадры используются для передачи информации в режиме без подтверждения и для передачи некото­рых административных директив. Чтобы транслировать сообще­ние ко всем ТЕ, подключенным к шине S-интерфейса, станция передает кадр UI с ТЕ1==127. Поле управления U-кадров не содер­жит порядковых номеров.

Как следует из вышеизложенного, информационное поле имеется в кадрах только некоторых типов и содержит информа­цию уровня 3, сформированную одной системой, например, тер­миналом пользователя, которую требуется передать другой систе­ме, например, сети. Информационное поле может быть пропуще­но, если кадр не имеет отношения к конкретной коммутируемой связи (например, в управляющих кадрах, S-формат). Если кадр относится к функционированию уровня 2 и уровень 3 не участвует в его формировании, соответствующая информация включается в поле управления.

Биты P/F (poll/final) поля управления идентифицируют груп­пу кадров (из табл. 3.4), что также заимствовано из спецификаций протокола Х.25. Путем установки в 1 бита Р в командном кадре функции LAPD на одном конце звена данных указывают функци­ям LAPD на противоположном конце звена на необходимость от­вета управляющим или ненумерованным кадром. Кадр ответа с F== 1 указывает, что он передается в ответ на принятый командный кадр со значением Р= 1. Оставшиеся биты байта 4 идентифицируют кон­кретный тип кадра в пределах группы.

И в заключение данного параграфа, с учетом уже детально проанализированной структуры кадра уровня 2 протокола DSS-1, еще раз рассмотрим оба способа передачи кадров: с подтвержде­нием и без подтверждения.

Передача с подтверждением. Этот способ используется толь­ко в соединениях звена данных, имеющих конфигурацию «точка-точка», для передачи информационных кадров. Он обеспечивает исправление ошибок путем повторной передачи и доставку не со­держащих ошибок сообщений в порядке очередности. Этот спо­соб подобен основному методу защиты от ошибок при передаче значащих сигнальных единиц MSU в системе ОКС-7.

Протокол DSS-1: Физический уровень и уровень звена данных 89

Поле управления информационного кадра имеет подполя «номер передачи» [N(S)] и «номер приема» [N(R)]. Эти подполя сопоставимы с полями FSN, BSN в сигнальных единицах MSU системы ОКС-7 (параграф 10.2 первого тома). Протокол LAPD присваивает возрастающие порядковые номера передачи N(S) по­следовательно передаваемым информационным кадрам, а имен­но: N(S)=0, 1, 2,... 127, О, 1,... и т.д. Он также записывает переда­ваемые кадры в буфер повторной передачи и хранит эти кадры в буфере вплоть до получения положительного подтверждения их приема.

Рассмотрим передачу информационных кадров от термина­ла к сети (рис. 3.9). Все поступающие к сети кадры проверяются на наличие ошибок, а затем в свободных от ошибок информацион­ных кадрах проверяется порядковый номер. Если величина N(S) выше (по модулю 128) на единицу, чем N(S) последнего принятого информационного кадра, новый кадр считается следующим по порядку и потому принимается, а его информационное поле пере­сылается конкретной функции сетевого уровня. После этого сеть подтверждает прием информационного кадра своим исходящим кадром с номером приема [N(R)], значение которого на единицу больше (по модулю 128), чем значение N(S) в последнем приня­том информационном кадре.

90 Глава 3

Предположим, что последний принятый информационный кадр имел номер N(S)== 11 и что информационный кадр с номером N(S)=12 передан с ошибкой, в результате которой отбракован функциями LAPD на стороне сети. Следующий информационный кадр с N(S)= 13 успешно проходит проверку на ошибки, но посту­пает к сети с нарушением очередности и отбрасывается ею при проверке порядка следования. Тогда сеть передает кадр отказа (REJ) с номером N(R)=12, который запрашивает повторную пе­редачу информационных кадров из буфера повторной передачи терминала, начиная с кадра с N(S)=12. Сетевая сторона продол­жает отбрасывать информационные кадры при проверке их на по­рядок следования, пока не примет повторно переданный кадр с номером N(S)= 12.

Два потока сообщений от терминала к сети и в обратном на­правлении для этого соединения «точка—точка» независимы друг от друга и от потоков сообщений в других соединениях «точка-точка» в том же D-канале. В D-канале с n соединениями типа «точ­ка—точка» могут присутствовать 2п независимых последователь­ностей N(S)/N(R).

Передача неподтверждаемых сообщений. Управляющие кад­ры S и ненумерованные кадры U не содержат подполя N(S). Они принимаются, если получены без ошибок, и не подтверждаются. Управляющие кадры содержат поле N(R) для подтверждения при­нятых информационных кадров.

Ненумерованные информационные кадры UI не содержат ни поля N(S), ни поля N(R), поскольку они передаются в вещатель­ном режиме с ТЕ1==127, а возможность координировать порядко­вые номера передачи и приема для групповых функций во всех тер­миналах, подключенных к одному S-интерфейсу, отсутствует.