"Человек - самое уязвимое место в системе безопасности.."

Протоколы последовательной передачи HDLC, SDLC, LAPB, PPP, MLPPP, BOD

Содержание:

Для реализации последовательных интерфейсов в каналах передачи данных есть много протоколов, которые относятся ко второму уровню OSI.

Протоколы HDLC, SDLC, LAPB

Протоколы SDLC (Synchronous Data Link Control — управление синхронным звеном информации) и HDLC (High-level Data Link Control — высокоуровневое управление звеном транспортировки информации) относятся ко второму уровню модели OSI. Они реализуют безошибочную транспортировку данных между узлами сети — данные, вложенные вышестоящим протоколом, точно будут приняты без потерь получателем. Протоколы реализуют связь одного первичного узла с одним или более вторичными узлами. Первичный узел реализует функцию опроса вторичных узлов, и если у вторичных узлов есть готовые данные для отправки, первичный разрешает им эту отправку. Свои же данные первичный узел транспортирует когда захочет. Протоколы реализуют контроль потока данных — транспортировка реализуется только при готовности приемника. Протоколы оперируют кадрами, формат которых наведен на рис.1.

формат кадра hdlc и sdlc

Рисунок — 1, а — структура кадра, б — структура поля Control

  • Поле flag (01111110b) есть маркером начала кадра. Логическое кодирование исключает появление такой цепочки бит в других полях.
  • Заголовок Header имеет:
    • Поле Control (1 или 2 байта)содержит управляющую информацию
    • Поле Address (1 или 2 байта) имеет адрес узла отправителя или получателя пакета
  • Поле Data — несет полезную информацию. Для протокола SDLC — поле данных имеет целое число байт, а для протокола HDLC поле данных имеет произвольную длину.
  • Поле CRC (2 байта) служит для контроля достоверности
  • Поле flag (0111110b) завершает кадр.

Из битовых последовательностей, которые относятся к полям данных, заголовка и CRC, исключаются длинные последовательности 1 техникой вставки бит. При отсутствии кадров для транспортировки в канал постоянно транслируется последовательность флагов, которая может иметь полную 8-битную форму (0111110 0111110 ..), так и в сокращенной 7-битной форме, где используются общие нули (01111101111110..). Последовательность 8-14 единиц сигнализирует о покое сигнала, при 15 и больше единиц — признак аварийного завершения.

По значению 1-2 младших бит управляющего поля есть три варианта кадров:

  • Супервизорный (S — кадр), транспортирует управляющую информацию в полях FC, информационных полей нету. Разрешает запросить, приостановить транспортировку, передать данные состояния, подтвердить прием I-кадров
  • Информационный (I — кадр) несет информацию верхнего уровня. Поле RSN имеет номер кадра, который ожидается при приеме. Поле SSN — номер транспортируемого кадра. Бит P/F реализует надежность контроль потока и доставки. Первичный узел реализует этот бит для требования мгновенного ответа, вторичный — для указания на последний кадр в текущем ответе.
  • Ненумерованный (U-кадр), реализуется для целей управления.

Накладные расходы в таком протоколе невелики. Контроль доставки реализуется по технологии скользящего окна — подтверждение может запаздывать на 7 кадров, для спутниковой связи размер окна увеличивают до 128 кадров. Разрешимый размер поля данных зависит от разрядности поля CRC: 2-байтное поле разрешает достоверную транспортировку до 4096 байт данных, 4-байтное — до 16 Кбайт.

Протокол SDLC есть байт-ориентированным. Формат кадра в сравнении с HDLC имеет ограничения: поля управления и адреса — только однобайтовые, поле данных содержит только целое число байт. SDLC может работать в полно- и полудоплексных режимах, в сетях с коммутацией пакетов и цепей. Разрешимые варианты:

  • многоточечная — один первичный узел соединен с многими вторичными
  • двухточечная — один первичный соединен с одним вторичным
  • централизованная — есть входные и выходные каналы. Первичный узел реализует выходной канал для подачи пакетов к вторичному узлу. Вторичные реализуют входной канал для связи с первичным
  • кольцевая — первичный узел соединен с последним и первым из цепочки вторичных. Вторичные транслируют запросы от первичного друг к другу

Протокол SDLC есть подмножеством протоколов HDLC, но они имеют различия:

  • HDLC имеет 32-битное поле CRC
  • HDLC поддерживает только многоточечную и двухточечную конфигурацию
  • SDLC реализует только один механизм передачи (NRM), HDLC же поддерживает следующие:
    • NRM — нормальный режим ответа, вторичные узлы не могут связываться с первичным без получения разрешения
    • ARM — асинхронный режим ответа — вторичные узлы могут создавать связи с первичным узлом без разрешения
    • ABM — асинхронный симметричный режим — Здесь узел может быть комбинированным, что дает ему право быть и первичным и вторичным, в зависимости от ситуации.

Протокол LAPB — симметричная процедура к звену данных — бит-ориентированный синхронный протокол, реализующий прозрачную транспортировку информации в полнодуплескном режиме между двумя равноправными узлами. Поддерживается формат только ABM. Реализована пакетная коммутация X.25.

Протоколы PPP, MLPPP, BOD

Протокол PPP реализует передачу трафика протоколов сетевого уровня через двухточечные соединения. PPP ставит стандарт на управление и назначение IP-адресов, синхронную и асинхронную инкапсуляцию, обнаружение ошибок, мультиплексирование сетевых протоколов, настройка и тестирование соединений. Протоколу помагает расширяемый протокол LCP и NCP. Протокол PPP также поддерживает IPX и DECnet.

Создание связи начинается с обмена кадрами протокола LCP, при котором линия настраивается и (необязательно) тестируется. На таком этапе реализуется аутентификации пользователя, с протоколом PAP или CHAP. После создания соединения с помощью кадров протокола NCP идет настройка выбранных сетевых протоколов. PPP может работать через любой интерфейс DTE DCE. Нужна лишь дуплексная связь по коммутируемой или выделенной линии в синхронном или асинхронном режиме. Формат кадра показан на рис.2.

формат кадра PPP

Рисунок — 2

Здесь в поле адреса всегда реализован байт 11111111 — признак широковещательного адреса, поскольку узлы PPP не имеют личных адресов. В поле управления — постоянное значение 00000011, который обозначает обмен ненумерованными пакетами. Двухбайтовое поле Protocol обозначает протокол. Поле данных по стандарту при двухбайтном CRC имеет длину 1500 байт.

Протокол MLPPP разрешает для связи двух точек реализовывать несколько параллельных независимых линий. С помощью такого механизма можно увеличивать полосу пропускания или повышать надежность за счет резервирования каналов.

Протокол BOD разрешает динамически наращивать число физических каналов по требованию. В дальнейшем количество каналов может и сокращаться. С помощью такого механизма можно рационально реализовывать физические каналы из общего разделяемого банка каналов.