- •Предисловие
- •Введение
- •Общие сведения о структурной организации, классификации, хронологии разработки и основных характеристиках вычислительных машин и систем
- •1.1. Теоретические и технические предпосылки разработки электронных вычислительных устройств
- •1.2. Структурная организация
- •1.3. Хронология разработки и эволюции
- •Контрольные вопросы и задания
- •2. Центральные процессоры вычислительных машин
- •2.1. Назначение, состав и основные характеристики процессоров
- •2.2. Архитектурные способы повышения производительности процессоров
- •2.3. История разработки микропроцессоров и эволюции их характеристик
- •2.4. Процессоры для портативных мобильных компьютеров
- •2.5. Процессоры для высокопроизводительных вычислительных машин и систем
- •Контрольные вопросы и задания
- •3. Запоминающие устройства вычислительных машин
- •3.1. Назначение, характеристики, типы запоминающих устройств и основные принципы их построения
- •3.3. Организация, функционирование и характеристики запоминающих устройств основной памяти
- •Важнейшие характеристики основных типов микросхем памяти представлены в табл. 3.1.
- •Характеристики основных типов микросхем памяти
- •3.4. Организация и функционирование кэш-памяти
- •3.5. Внешние запоминающие устройства на магнитных дисках
- •3.6. Внешние запоминающие устройства на магнитных лентах
- •3.7. Внешние запоминающие устройства на оптических дисках
- •3.8. Внешние запоминающие устройства на мобильных носителях информации
- •4. Устройства ввода-вывода информации
- •4.1. Устройства ввода информации
- •4.3. Компоненты аудиоподсистемы вычислительных машин
- •4.4. Печатающие устройства
- •Контрольные вопросы и задания
- •5. Организация коммуникаций функциональных устройств вычислительных машин
- •5.1. Общие понятия
- •5.2. Арбитраж шин
- •5.3. Физические аспекты передачи информации по шинам
- •5.4. Способы повышения эффективности шин
- •5.5. Эволюция и современное состояние шин персональных компьютеров
- •Контрольные вопросы и задания
- •6.1. Классификация вычислительных сетей
- •6.2. Основные понятия многоуровневого сетевого взаимодействия
- •6.3. Общие сведения о телекоммуникационных системах
- •Контрольные вопросы и задания
- •7. Физический уровень сетевых телекоммуникаций
- •7.1. Общие понятия
- •7.2. Кабельные линии связи
- •7.3. Беспроводные линии связи
- •7.4. Характеристики линий связи
- •7.5. Методы передачи дискретных данных на физическом уровне
- •Контрольные вопросы и задания
- •8. Канальный уровень сетевых телекоммуникаций
- •8.1. Организация канального уровня
- •8.2. Протокол передачи данных hdlc
- •8.3. Протокол передачи данных ррр
- •8.4. Управление доступом к среде передачи данных
- •Контрольные вопросы и задания
- •9. Основные типы аппаратных сетевых устройств физического и канального уровней
- •9.1. Сетевые адаптеры
- •9.2. Концентраторы
- •9.3. Мосты и коммутаторы
- •Контрольные вопросы и задания
- •10. Базовые сетевые технологии
- •10.1. Сетевые стандарты и спецификации
- •10.2. Технология локальных сетей Ethernet
- •10.3. Технология локальных сетей Fast Ethernet
- •10.4. Сетевая технология Gigabit Ethernet
- •10.5. Технология Token Ring
- •10.6. Технологии беспроводных локальных сетей
- •10.7. Технология беспроводных региональных сетей
- •10.8. Технология Bluetooth
- •Контрольные вопросы и задания
- •11. Объединение сетей средствами сетевого и транспортного уровней
- •11.1. Общие сведения о протоколах сетевого
- •11.2. Адресация ip-протокола
- •11.3. Маршрутизация и маршрутизаторы
- •Контрольные вопросы и задания
- •12. Технологии удаленного доступа и глобальных сетевых связей
- •12.1. Удаленные соединения
- •12.2. Технологии глобальных сетевых связей
- •Контрольные вопросы и задания
- •13. Организация и характеристики многопроцессорных вычислительных комплексов
- •13.1. Классификация и архитектура многопроцессорных вычислительных комплексов
- •13.2. Организация коммуникационных сред
- •13.3. Способы организации коммутации
- •Контрольные вопросы и задания
- •Заключение
- •Словарь терминов и определений
- •Алфавитно-предметный указатель
- •Вычислительная сеть 9, 197
- •Домен коллизий 250 Доступ к сети удаленный 315
- •Список основных сокращений
8.2. Протокол передачи данных hdlc
Классический бит-ориентированный протокол HDLC (High-level Data Link Control – высокоуровневый протокол управления каналом) относится к группе тесно связанных друг с другом протоколов, произошедших от одного из первых протоколов передачи данных SDLC (Synchronous Data Link Control – синхронный протокол управления каналом). После разработки протокола SDLC корпорация IBM представила его на рассмотрение институтов ANSI (American National Standards Institute – Американский национальный институт стандартов) и ISO для утверждения в качестве стандарта США и международного стандарта. Институт ANSI модифицировал протокол в ADCCP (Advanced Data Communication Control Procedure – усовершенствованная процедура управления информационным обменом), a международная организация стандартов ISO переделала его в HDLC. После этого протокол HDLC был адаптирован для протокола доступа к каналу LAP (Link Access Procedure – процедура доступа к каналу), а затем протокол LAP модифицирован в протокол LAP-B (Link Access Procedure Balanced – процедура сбалансированного доступа), который более совместим с новой версией протокола HDLC. В основе всех этих протоколов лежат одни и те же принципы. Все они являются бит-ориентированными, и во всех применяется битовое заполнение, обеспечивающее прозрачность данных. Они различаются только в незначительных, но, тем не менее, существенных деталях.
Во всех бит-ориентированных протоколах используется формат кадра, показанный на рис. 8.3. Поле Address (Адрес) чрезвычайно важно для линий связи с несколькими машинами (многоточечных сетях), где оно используется для идентификации одной из машин. В двухточечных сетях это поле иногда используется, чтобы отличать команды от ответов. Поле Control (Управляющая информация) используется для хранения порядковых номеров, подтверждений и других служебных данных. Поле Data (Данные) может содержать произвольную информацию. Оно может быть любой длины, хотя эффективность контрольной суммы снижается с увеличением длины кадра из-за увеличения вероятности многочисленных пакетов ошибок. Поле Checksum (Контрольная сумма) является разновидностью циклического избыточного кода.
В качестве заголовка и трейлера кадра используется флаговый байт (01111110). В линиях «точка–точка», которые в текущий момент времени простаивают, флаговые последовательности передаются постоянно. Кадр минимального размера состоит из трех полей, занимающих в общей сложности 32 бита (не считая флаги в начале и в конце кадра).
Биты 8 8 8 16 8
-
01111110
Address
Control
Data
Checksum
01111110
Рис. 8.3. Формат кадра бит-ориентированных протоколов
Все кадры можно разделить на три категории: информационные, супервизорные и ненумерованные. Содержимое поля Control для этих трех типов кадров показано на рис. 8.4.
Биты 1 3 1 3
а |
0
|
Seq
|
P/F
|
Next
|
б |
1
|
0
|
Type
|
P/F
|
Next
|
в |
1
|
1
|
Type
|
P/F
|
Modifier
|
Рис. 8.4. Управляющее поле: а – информационного кадра;
б – супервизорного кадра; в – ненумерованного кадра
В каждый момент времени в сети может находиться не более семи неподтвержденных кадров. Поле Seq содержит порядковый номер кадра. Поле Next является пересылаемым вместе с кадром подтверждением. Однако все протоколы придерживаются соглашения о том, что вместо номера последнего правильно принятого кадра в поле Next пересылается номер первого не принятого кадра (то есть следующего ожидаемого кадра). Впрочем, номер кадра, используемого для подтверждения, не принципиален. Важно лишь, чтобы все участники придерживались одного и того же соглашения. Бит P/F означает Poll/Final (Опрос/Финальный). Он используется, когда получатель опрашивает группу отправителей. В случае значения Р получатель предлагает отправителю посылать данные. Во всех кадрах, посылаемых отправителем (кроме последнего), бит P/F устанавливается в Р. В последнем кадре этот бит устанавливается в F. Некоторые протоколы используют бит P/F, чтобы заставить другую машину послать супервизорный кадр немедленно, не ожидая попутного потока данных. Этот бит также изредка используется в ненумерованных кадрах.
Тип супервизорного кадра указывается с помощью значения поля Туре. Если Туре = 0, значит, данный кадр является подтверждением. Он официально называется RECEIVE READY («к приему готов»). Такой кадр сообщает номер следующего ожидаемого кадра и применяется при отсутствии попутного потока данных для передачи подтверждения. Туре = 1 является признаком отрицательного подтверждения, официально называющегося REJECT («отказ»). Он применяется для сообщения об обнаружении ошибки передачи. Поле Next в этом случае содержит номер первого неверно полученного кадра (то есть первого кадра, который следует переслать повторно). Отправитель должен переслать повторно все неподтвержденные кадры, начиная с кадра с номером Next. Туре = 2 означает RECEIVE NOT READY («к приему не готов»). При этом, как и в случае RECEIVE READY, подтверждается прием всех кадров вплоть до Next – 1, однако отправителю сообщается, что передачу следует приостановить. Сигнал неготовности к приему предназначен не для обозначения наличия у получателя каких-либо временных проблем, например отсутствия свободной памяти в буферах. Когда получатель сможет продолжить работу, он пошлет сигнал готовности, отказа или другой управляющий кадр. Туре = 3 означает SELECTIVE REJECT («выборочный отказ»). Такой байт представляет собой запрос повторной передачи только указанных кадров. Таким образом, если получатель хочет сохранить в буфере несвоевременные кадры для последующего использования, он может запросить повторную передачу любого кадра с помощью SELECTIVE REJECT. Протоколы HDLC и ADCCP поддерживают этот тип кадра, а протоколы SDLC и LAP-B – нет, то есть в этих протоколах нет команды выборочного отказа, а кадры со значением Туре = 3 не используются.
Третий класс кадров составляют ненумерованные кадры. Иногда они применяются для служебных целей, но могут переносить и данные, когда требуется ненадежный, не требующий соединения сервис. В отличие от предыдущих двух классов, в которых различные бит-ориентированные протоколы были почти идентичными, в вопросе использования ненумерованных кадров они очень сильно различаются. Для обозначения типа кадра зарезервировано 5 бит, однако используются значительно меньше, чем 32 возможных комбинации.
Все протоколы поддерживают команду DISC (Disconnect – прервать связь), позволяющую предупредить, что машина скоро будет выключена (например, для профилактического обслуживания). Также имеется команда SNRM (Set Normal Response Mode – установить нормальный режим ответа), позволяющая машине, только что вернувшейся в подключенный режим (on-line), заявить о своем присутствии и принудительно обнулить все порядковые номера. Третьей командой, поддерживаемой всеми указанными протоколами, является FRMR (FRaMe Reject – отклонить кадр), применяющаяся тогда, когда приходит кадр с верной контрольной суммой, но недопустимой семантикой (например, супервизорный кадр со значением Туре = 3 в протоколе LAP-B, кадр с длиной менее 32 бит, недопустимый управляющий кадр и т. д.).
Управляющие кадры могут быть повреждены или потеряны так же, как и информационные кадры, поэтому им тоже нужны подтверждения. Для этой цели предназначен специальный служебный кадр, называемый UA (Unnumbered Acknowledgement – ненумерованное подтверждение).