Стандарты протоколов канального уровня.

В качестве основных функций канального уровня можно перечислить следующие:

· Синхронизация по кодовым комбинациям (по байтам);

· Разбиение потока информации, поступающего из физического уровня, на сегменты (блоки информации), которые называются кадрами канального уровня, и формирования кадров канального уровня из протокольных единиц (для сетей с коммутацией пакетов – это пакеты), поступающих на канальный уровень вышележащего сетевого уровня;

· Распознавание кадров, передаваемых между станциями компьютерных сетей (каждый кадр имеет адрес станции передавшей его);

· Обеспечение возможности передачи информации любым кодом (прозрачности по кодам);

· Обеспечение коррекции ошибок, возникающих при передаче информации.

Протоколы канального уровня можно разделить на две группы: байт- и бит-ориентированный протоколы. Информация, передаваемая с их помощью, рассматривается соответственно на уровне одного байта или бита, и наименьшей обрабатываемой единицей информации являются байт или бит.

Байт-ориентированные протоколы – это процедуры управления каналом передачи данных, в которых для функции управления применяются структуры определенных знаков первичного кода, например, стандартного американского национального кода ASCII.

Бит-ориентированный протокол – управление каналом производится посредством анализа битовых последовательностей, представляющих собой поля кадра канального уровня.

При передаче через канал связи, информация представляется в виде кадра, состоящего из собственного блока данных и служебной части, в которую входят поля, определяющие начало кадра, адресную часть и поле управления. В качестве примера рассмотрим несколько протоколов канального уровня.

Байт-ориентированный протокол BSC (Binary Synchronous Communication) разработан фирмой IBM в 1968 году, рисунок 8.

SYN	SYN	SOH	Заголовок	STX	Поле данных	ETX или ETB	BCC
1 байт	1 байт	1 байт		1 байт		1 байт

Рисунок 8 - Формат кадра BSC.

SYN – синхросимвол (СИН).

SOH – начало заголовка (НЗ).

STX – начало текста (НТ).

ETX – конец текста (КТ).

ETB – конец блока (КБ).

BCC – контрольная сумма.

Контрольная сумма получается на передающей стороне путем суммирования всех знаков кадра. На приемной стороне вновь рассчитывается контрольная сумма. Принятая в составе кадра и посчитанная на приемной стороне контрольные суммы должны совпадать, в противном случае, кадр считается принятым неверно.

Для обеспечения прозрачности по кодам перед каждым символом, встречающимся внутри информационного блока, совпадающим по виду со служебным, передается символ OLE. На приемной стороне он автоматически удаляется. Описанная процедура позволяет на приемной конце различать действительно служебные символы и символы, совпадающие по виду со служебными, встречающимися в информационном блоке в поле данных. Если бы внутри информационного блока был принят, например, символ «конец текста» или «конец блока», прием кадра прекратился бы преждевременно и, следовательно, данный кадр был бы принят неверно.

Бит-ориентированный протокол HDLC разработан в 1973 году международной организацией по стандартизации. Он – базовый для целого набора протоколов канального уровня, являющихся его подмножествами. В качестве стандарта для протоколов 2 уровня организацией ISO рекомендуется протокол HDLC (High Level Data Link Control).

Технология этого протокола называется технологией непрерывного автоматического запроса на повторение и названа так потому, что станциям разрешено запрашивать автоматически другую станцию и производить другую станцию передачи данных и производить повторную передачу данных. При этом предполагается использовать как полудуплексный, так и дуплексный режим.

В случае сбоя последовательности принимаемых кадров система может:

а) послать запрос на повторную передачу только того кадра, который выбился из последовательности;

б) отбрасывать все кадры, номера которых не совпадают с ожидаемыми на приеме, даже если они были приняты без ошибок.

Таким образом, в основе протокола HDLC определена процедура управления потоком на уровне управления звена, а также метод коррекции ошибок путем повторной передачи. Рассмотрим структуру формата кадра HDLC, рисунок 9.

Флаг 01111110

Адрес

Управление

Информация

Контрольное поле кадра

Флаг 01111110

Бит передается в канал первым.

Рисунок 9 - Формат кадра HDLC

Поле флага представляет собой комбинацию битов 01111110, с помощью которой определяется начало и конец кадра.

Поле адреса определяет адрес первичной или вторичной станций, участвующих в передаче конкретного кадра.

Управляющее поле содержит команды или ответы, а также порядковые номера используемые при отчетности о правильности передачи кадров канального уровня.

Информационное поле содержит блок информации (пакет), поступающий на второй канальный уровень с третьего сетевого уровня. Оно имеется только в кадре информационного формата.

Поле контрольной последовательности кадра (КПК) применяется для обнаружения ошибок при передаче данных между двумя станциями.