Вопрос 49.2 Структура информационного кадра HDLC

Кадр HDLC (High Data Level Control – процедура высокоуровневого управления звеном данных) содержит 6 полей, размерность которых кратна 8 битам или октету (байту). Поля иной кратности согласно протоколу Х.25 считаются ошибочными.

Начало каждого кадра является уникальной комбинацией из нулей и единиц (01111110), называемой начальным флагом. Уникальность данной комбинации состоит в том, что она не может присутствовать ни в одном из полей кадра, за исключением начального и конечного флагов, последний из которых является логической меткой окончания блока информации.

Следующее поле, входящее в состав кадра, подобно предыдущему имеет дляну 8 бит. Его название – «Адрес» - не имеет никакого отношения к сетевому адресу Х.25. Коды, записанные в поле адреса позволяют приемопередающей аппаратуре определить, в каком направлении распространяется информация на участке СРП – ЛК. Есликадр передается от СРП к ЛК, то он снабжается адресом 00000001. Точно таким же адресом будет обладать и ответ (подтверждение) на высланный в данном направлении кадр. Кадр, посланный в обратном направлении (от ЛК к СРП), снабжается адроесом 00000011, который имеет ответный кадр, подтверждающий его прием и имеющий тот же адрес.

Поле управления, размер которого равен 8 битам, является наиболее важным из-за своей информационной насыщенности. Каждый бит поля управления несет большую смысловую нагрузку, и в целом такое поле выполняет следующие функции:

· Распознание типа кадра;

· Распознание исходного или повторного кадра;

·

Рассмотрим структуру поля управления. Здесь битом низшего порядка (т.е. передаваемого превым) является бит с номером 1. Его назначение заключается в определении типа кадра. I=0 – информационный кадр, I=1 – служебный кадр.

Распознавание исходного или повторного кадра осуществляется с помощью 5 бита поля управления, который называется P/F битом или битом опроса-окончания. P/F=0 – исходный кадр, P/F=1 – запрос или повторная передача кадров.

Остальные 6 бит этого поля разбиты на две равные группы и выполняют функцию подсчета и нумерации кадров. Данная функция является неотъемлемой частью механизма безошибочной передачи данных в рамках протокола Х.25. Для осуществления передачи в полном дуплексном режиме нумерация должна производиться как при передаче кадров, так и при их приеме. Поэтому в поле управления кадра биты 2...4 отведены для нумерации при передаче, а биты 6...8 – для нумерации при приеме.

Информационное поле, в отличие от рассмотренных выше трех полей, составляющих заголовок кадра, имеет переменную длину (в байтах). Именно в нем заключена информация, передаваемая ЛК в сети в виде пакета. Локализация пакета в данном поле находится в полном соответствии с принципом упаковки, являющимся одним из основополагающих в модели OSI. Суть принципа упаковки состоит в том, что аппаратура нижележащего уровня модели OSI рассматривает данные вышележащего уровны в качестве информационного поля собственного блока данных. Служебные кадры вообще не содержат информационного поля или там могут содержаться коды диагностики. Длина информационного поля обычно находится в пределах 0 – 1024 байт. Максимальную длину поля данных пользователь задает сам при настройке.

Существует оптимальная длина поля данных, при которой загрузка работы сети максимальна (64, 128, 256, 512, 1024...).

В любом коммутаторе существует буферное запоминающее устройство (БЗУ), где в случае перегрузок сети могут (м.) накапливаться кадры. Если мы посылаем длинные кадры, то БЗУ д.б. очень большой емкости, в противном случае м. Возникать перегрузки коммутатора, при которых он м. Просто выбросить все данные.

При передаче дефектного кадра нужен переповтор, а передача длинного кадра дольше, чем передача короткого.

В конечном итоге выбор длины информационного поля зависит от состояния линии связи и используемого оборудования. Для сети среднего качества оптимальной величиной является 128 байт.

Современное оборудование Х.25 допускает работу с различными длинами информационного поля. Рассмотрим пример, в котором данные идут с одного порта коммутатора (скорость на порту 128 байт) на другой порт (скорость 1024 байт).

В таком случае коммутатор должен преобразовать короткие кадры в длинные. На низких скоростях это приемлемо, но падает производительность коммутатора (=> и его эффективность). Если коммутатор загружен, то процессор начинает ошибаться и он неправильно преобразовывает короткие кадры в длинные. Т.о. приемник постоянно будет слать запросы на переповторы и эффективность работы падает. При таком преобразовании часто случается процедура рестарта. Коммутатор начинает очищать все виртуальные каналы, и пользовательская информация пропадает. Т.о. длина информационного поля для всех коммутаторов в сети должна быть одинакова.

Следующее поле кадра имеет прямое отношение к одному из механизмов безошибочной передачи данных и называется контрольной последовательностью кадра (КПК). Аппаратура воспринимает кадр в качестве дефектного, если в нем потерян хотя бы один бит в любом поле, предшествующем КПК. Аппаратура производит арифметические действия над суммой бит в кадре, в результате которых получается уникальная двоичная комбинация 0001110100001111. Любое отклонение от данной последовательности означает, что кадр дефектный.