HDLC

High-Level Data Link Control ( HDLC ) er en bit-orienteret [1] linklagsprotokol af OSI-netværksmodellen udviklet af ISO .

Den nuværende standard for HDLC er ISO 13239.

HDLC kan bruges i multi-access-forbindelser, men bruges i øjeblikket hovedsageligt i punkt-til-punkt- forbindelser ved hjælp af asynkron balanceret tilstand (ABM).

Historie

HDLC blev udviklet baseret på SDLC -Dens let modificerede underordnede protokoller - LAPB , LAPM , LAPF , LAPD blev indbygget af ITU i henholdsvis X.25 , V.42 , Frame Relay , ISDN protokolstakkene . HDLC var også grundlaget for udviklingen af ​​rammemekanismer i PPP -protokollen , som er meget udbredt på internettet .

Stationstyper

• Den primære (førende) station (Primær terminal) er ansvarlig for at styre kanalen og genoprette dens ydeevne. Det producerer kommandorammer. I punkt-til-multipunkt- links opretholder den separate links til hver af de sekundære stationer.
• Den sekundære (slave) station (sekundær terminal) fungerer under masterens kontrol og reagerer på dens kommandoer. Understøtter kun 1 session.
• Den kombinerede station (Combined terminal) kombinerer funktionerne fra både master- og slavestationer. Producerer både kommandoer og svar. Kun punkt-til-punkt- forbindelser .

Logiske tilstande

Hver af stationerne på hvert tidspunkt er i en af ​​3 logiske tilstande:

• Logisk afbrydelsestilstand (LDS)

Hvis den sekundære station er i normal frakoblingstilstand (NDM), så kan den kun modtage frames efter at have modtaget en eksplicit tilladelse fra den primære. Hvis den er i Asynchronous Disconnect Mode (ADM), kan den sekundære station starte en transmission uden tilladelse.

• Initialiseringstilstand (IS)

Bruges til at overføre kontrol til en fjernkombineret station og til at udveksle parametre mellem fjernstationer.

• Informationsoverførselstilstand (ITS)

Alle stationer har lov til at sende og modtage information. Stationer kan være i NRM-, ARM-, ABM-tilstande.

Overførselstilstande

HDLC understøtter tre logiske forbindelsestilstande, som adskiller sig i rollerne for interagerende enheder:

• Normal Response Mode (NRM) kræver initiering af en transmission i form af en eksplicit tilladelse til at sende fra den primære station. Efter at have brugt kanalen af ​​den sekundære station (svar på den primære kommando), skal den vente på en anden tilladelse til at fortsætte transmissionen. For at vælge rettigheden til at sende udfører den primære station en round-robin afstemning af de sekundære. Det bruges hovedsageligt i punkt-til-multipunkt-forbindelser.

• Asynchronous Response Mode (ARM) giver den sekundære station mulighed for selv at starte transmissionen. Det bruges hovedsageligt i ring- og multipunktforbindelser med en uændret pollingkæde, da en sekundær station i disse forbindelser kan modtage tilladelse til at sende fra en anden sekundær og begynde at sende som svar. Det vil sige, at tilladelse til at overføre transmitteres af typen af ​​token. Den primære station beholder ansvaret for linkinitialisering, transmissionsfejldetektering og logisk afbrydelse. Giver dig mulighed for at reducere de overhead, der er forbundet med starten af ​​overførslen.

• Asynchronous Balanced Mode (ABM) bruges af kombinerede stationer. Transmissionen kan startes fra begge sider, kan forekomme i fuld dupleks . I ABM-tilstand er begge enheder ens og udveksler rammer, som er opdelt i kommandorammer og svarrammer.

Kanalkonfigurationer

For at sikre kompatibilitet mellem stationer, der kan ændre deres status (type), giver HDLC-protokollen 3-kanalskonfigurationer:

• En ubalanceret konfiguration (UN - Unbalanced Normal) giver betjening af 1 primær og en eller flere sekundære stationer i (simpleks) halv-dupleks- og fuld-dupleks- tilstande, med en switchet eller ikke-switchet kanal.

• Symmetrisk konfiguration (UA - Unbalanced Asynchronous) giver samspillet mellem to punkt-til-punkt ubalancerede stationer. Der bruges 1 transmissionskanal, hvori både kommandoer og svar multiplekses . I øjeblikket ikke i brug.

• Den balancerede konfiguration (BA - Balanced Asynchronous) består af 2 kombinerede stationer. Transmission i (simpleks) halv-dupleks- og fuld-dupleks- tilstande, koblet eller afbrudt. Hver station har det samme ansvar for kanalstyring.

Personale

HDLC-rammer kan transmitteres ved hjælp af både synkrone og asynkrone forbindelser. Forbindelserne i sig selv har ikke mekanismer til at bestemme begyndelsen og slutningen af ​​rammen; til disse formål bruges en unik bitsekvens (FD - Frame Delimiter) '01111110' (0x7E i hexadecimal ) til dette formål, placeret i begyndelsen og slutningen af ​​hver ramme. Det unikke ved flaget er garanteret ved at bruge bitstaffing i synkrone forbindelser og bytestaffing i asynkrone. Bitstuffing - bitstuffing, her - bit 0 efter 5 på hinanden følgende bit 1. Bitstuffing virker kun under transmissionen af ​​informationsfeltet (datafeltet) i rammen. Hvis senderen registrerer, at der er blevet transmitteret fem 1'ere i træk, indsætter den automatisk et ekstra nul i den transmitterede bitsekvens (også selvom der efter disse fem 1'ere allerede er et nul). Derfor vil sekvensen 01111110 aldrig vises i datafeltet i en ramme. Et lignende kredsløb fungerer i modtageren og udfører den modsatte funktion. Når et nul er fundet efter fem enere, fjernes det automatisk fra rammens datafelt. Ved bytestuffing bruges en escape-sekvens, her - '01111101' (0x7D i hexadecimal repræsentation ), det vil sige, at FD-byten (0x7E) i midten af ​​rammen erstattes af en byte-sekvens (0x7D, 0x5E), og en byte (0x7D) erstattes af en bytesekvens (0x7D, 0x5D ).

Under inaktiv medie på en synkron forbindelse sendes sekvensen 0x7E ('01111110') konstant over kanalen for at opretholde bitsynkronisering. Der kan være en kombination af den sidste bit 0 i et flag og den indledende bit 0 i det næste. Inaktiv tid omtales også som interframe time fill.

Personalestruktur

HDLC-rammestruktur inklusive FD-flag:

• FD-flag  - åbne- og lukkeflag, som er koder 01111110, rammer HDLC-rammen, så modtageren kan bestemme begyndelsen og slutningen af ​​rammen. På grund af disse flag er der ikke noget rammelængdefelt i HDLC-rammen. Nogle gange kan (men behøver ikke) slutflaget for en ramme være startflaget for det næste billede.

• Adressen udfører sin normale funktion med at identificere en af ​​flere mulige enheder kun i punkt-til-multipunkt-konfigurationer. I en punkt-til-punkt-konfiguration bruges HDLC-adressen til at angive transmissionsretningen - fra netværket til brugerenheden (10000000) eller omvendt (11000000).

• Kontrolfeltet er 1 eller 2 bytes. Dens struktur afhænger af den type ramme, der transmitteres. Rammetypen bestemmes af de første bits i kontrolfeltet: 0 - information, 10 - kontrol, 11 - unummereret type. Strukturen af ​​kontrolfeltet for rammer af alle typer inkluderer P / F-bitten, den bruges forskelligt i kommandorammer og svarrammer. For eksempel, når en modtagende station modtager en kommandoramme med P-bit sat fra senderstationen, skal den straks reagere med en kontrolsvarramme ved at indstille F-bitten.

• Informationsfeltet er beregnet til transmission over netværket af pakker med protokoller på højere niveauer - IP, IPX, AppleTalk, DECnet netværksprotokoller, i sjældne tilfælde - applikationsprotokoller, når de sender deres beskeder direkte ind i rammerne af linklaget. Informationsfeltet kan være fraværende i kontrolrammer og nogle unummererede rammer.

• Feltet FCS (Frame Check Sequence)  er den kontrolsekvens, der kræves for at detektere transmissionsfejl. Dens beregning udføres hovedsageligt ved den cykliske kodningsmetode med det genererende polynomium X16+X12+X5+1 ( CRC-16 ) i overensstemmelse med CCITT V.41-anbefalingen. Den modtagne CRC inverteres bit-for-bit og skrives i omvendt rækkefølge. Dette giver dig mulighed for at detektere alle mulige fejltupler op til 16 bit lange forårsaget af en enkelt fejl, samt 99,9984% af alle mulige længere fejltupler. FCS er kompileret af felterne Adresse, Kontrolfelt, Informationsfelt. I sjældne tilfælde bruges andre metoder til cyklisk kodning . Efter at have beregnet FCS på siden af ​​modtageren, svarer den med en positiv eller negativ kvittering. Rammen gentages af den transmitterende side ved ankomsten af ​​en negativ kvittering eller ved udløb af en timeout.

Rammetyper