HDLC

High-Level Data Link Control ( HDLC ) är ett bitorienterat [1] länklagerprotokoll av OSI-nätverksmodellen utvecklad av ISO .

Den nuvarande standarden för HDLC är ISO 13239.

HDLC kan användas i multi-access-anslutningar, men används för närvarande huvudsakligen i punkt-till-punkt- anslutningar som använder asynkront balanserat läge (ABM).

Historik

HDLC utvecklades baserat IBM SDLC -Dess något modifierade underordnade protokoll - LAPB , LAPM , LAPF , LAPD byggdes in av ITU i respektive X.25 , V.42 , Frame Relay , ISDN protokollstack . HDLC var också grunden för utvecklingen av inramningsmekanismer i PPP- protokollet , som används flitigt på Internet .

Stationstyper

• Den primära (ledande) stationen (Primär terminal) ansvarar för att hantera kanalen och återställa dess prestanda. Den producerar kommandoramar. I punkt-till-multipunkt- länkar upprätthåller den separata länkar till var och en av de sekundära stationerna.
• Den sekundära (slav) stationen (sekundär terminal) arbetar under kontroll av mastern och svarar på dess kommandon. Stöder endast 1 session.
• Den kombinerade stationen (Combined terminal) kombinerar funktionerna för både master- och slavstationer. Ger både kommandon och svar. Endast punkt-till-punkt- anslutningar .

Logiska tillstånd

Var och en av stationerna vid varje tidpunkt är i ett av tre logiska tillstånd:

• Logiskt frånkopplingstillstånd (LDS)

Om den sekundära stationen är i normalt frånkopplingsläge (NDM) kan den endast ta emot ramar efter att ha fått ett uttryckligt tillstånd från den primära. Om den är i Asynchronous Disconnect Mode (ADM), kan den sekundära stationen initiera en överföring utan tillstånd.

• Initialisation State (IS)

Används för att överföra kontroll till en fjärrkombinerad station och för att utbyta parametrar mellan fjärrstationer.

• Information Transfer State (ITS)

Alla stationer får sända och ta emot information. Stationer kan vara i lägen NRM, ARM, ABM.

Överföringstillståndslägen

HDLC stöder tre logiska anslutningslägen, som skiljer sig åt i rollerna för interagerande enheter:

• Normalt svarsläge (NRM) kräver initiering av en sändning i form av ett uttryckligt tillstånd att sända från den primära stationen. Efter att ha använt kanalen av den sekundära stationen (svar på det primära kommandot), måste den vänta på ytterligare tillstånd för att fortsätta sändningen. För att välja rätten att sända, genomför den primära stationen en rundgångsundersökning av de sekundära. Det används främst i punkt-till-multipunkt-anslutningar.

• Asynchronous Response Mode (ARM) tillåter den sekundära stationen att initiera sändningen själv. Den används huvudsakligen i ring- och flerpunktsförbindelser med oförändrad avfrågningskedja, eftersom i dessa anslutningar en sekundär station kan få tillstånd att sända från en annan sekundär och börja sända som svar. Det vill säga, tillstånd att överföra överförs av typen av token. Den primära stationen behåller ansvaret för länkinitiering, överföringsfeldetektering och logisk frånkoppling. Gör att du kan minska omkostnaderna i samband med starten av överföringen.

• Asynchronous Balanced Mode (ABM) används av kombinerade stationer. Överföringen kan initieras från båda sidor, kan ske i full duplex . I ABM-läge är båda enheterna lika och utbyter ramar, som är uppdelade i kommandoramar och svarsramar.

Kanalkonfigurationer

För att säkerställa kompatibilitet mellan stationer som kan ändra sin status (typ), tillhandahåller HDLC-protokollet 3-kanalskonfigurationer:

• En obalanserad konfiguration (UN - Obalanserad Normal) ger drift av 1 primära och en eller flera sekundära stationer i (simplex) halvduplex och fullduplexlägen , med en omkopplad eller icke-omkopplad kanal.

• Symmetrisk konfiguration (UA - Obalanserad asynkron) ger växelverkan mellan två punkt-till-punkt obalanserade stationer. 1 överföringskanal används, till vilken både kommandon och svar multiplexeras . Används för närvarande inte.

• Den balanserade konfigurationen (BA - Balanced Asynchronous) består av 2 kombinerade stationer. Sändning i (simplex) halv-duplex- och full-duplex- lägen, omkopplad eller okopplad. Varje station har samma ansvar för kanalhantering.

Personal

HDLC-ramar kan överföras med både synkrona och asynkrona anslutningar. Själva anslutningarna har inga mekanismer för att bestämma början och slutet av ramen; för dessa ändamål används en unik bitsekvens (FD - Frame Delimiter) '01111110' (0x7E i hexadecimal ) för detta ändamål, placerad i början och slutet av varje ram. Det unika med flaggan garanteras genom att använda bitstaffing i synkrona anslutningar och bytestaffing i asynkrona. Bitstuffing - bitstoppning, här - bit 0 efter 5 på varandra följande bitar 1. Bitstuffing fungerar endast under överföringen av informationsfältet (datafältet) i ramen. Om sändaren upptäcker att fem 1:or har sänts i rad, infogar den automatiskt en extra nolla i den överförda bitsekvensen (även om det redan efter dessa fem 1:or finns en nolla). Därför kommer sekvensen 01111110 aldrig att visas i datafältet för en ram. En liknande krets fungerar i mottagaren och utför den motsatta funktionen. När en nolla hittas efter fem ettor tas den automatiskt bort från ramens datafält. I bytestuffing används en escape-sekvens, här - '01111101' (0x7D i hexadecimal representation ), det vill säga att FD-byten (0x7E) i mitten av ramen ersätts av en byte-sekvens (0x7D, 0x5E), och en byte (0x7D) ersätts av en bytesekvens (0x7D, 0x5D ).

Under inaktiv media på en synkron anslutning sänds sekvensen 0x7E ('01111110') konstant över kanalen för att bibehålla bitsynkronisering. Det kan finnas en kombination av den sista biten 0 i en flagga och den initiala biten 0 i nästa. Inaktiv tid kallas också interframe time fill.

Personalstruktur

HDLC-ramstruktur inklusive FD-flaggor:

• FD-flaggor  - öppnings- och stängningsflaggor, som är koderna 01111110, ramar in HDLC-ramen, vilket gör att mottagaren kan bestämma början och slutet av ramen. På grund av dessa flaggor finns det inget ramlängdsfält i HDLC-ramen. Ibland kan (men behöver inte) slutflaggan för en ram vara startflaggan för nästa bildruta.

• Adressen utför sin normala funktion att identifiera en av flera möjliga enheter endast i punkt-till-multipunkt-konfigurationer. I en punkt-till-punkt-konfiguration används HDLC-adressen för att indikera överföringsriktningen - från nätverket till användarenheten (10000000) eller vice versa (11000000).

• Kontrollfältet är 1 eller 2 byte. Dess struktur beror på vilken typ av ram som sänds. Ramtypen bestäms av de första bitarna i kontrollfältet: 0 - information, 10 - kontroll, 11 - onumrerad typ. Strukturen för kontrollfältet för ramar av alla typer inkluderar P / F-biten, den används på olika sätt i kommandoramar och svarsramar. Till exempel, när en mottagande station tar emot en kommandoram med P-biten inställd från sändarstationen, måste den omedelbart svara med en kontrollsvarsram genom att sätta F-biten.

• Informationsfältet är avsett för överföring över nätverket av paket med protokoll på högre nivåer - IP, IPX, AppleTalk, DECnet nätverksprotokoll, i sällsynta fall - applikationsprotokoll, när de postar sina meddelanden direkt i ramarna i länklagret. Informationsfältet kan saknas i kontrollramar och vissa onumrerade ramar.

• FCS-fältet (Frame Check Sequence)  är den kontrollsekvens som krävs för att upptäcka överföringsfel. Dess beräkning utförs huvudsakligen med den cykliska kodningsmetoden med det genererande polynomet X16+X12+X5+1 ( CRC-16 ) i enlighet med CCITT V.41-rekommendationen. Den mottagna CRC:n inverteras bit-för-bit och skrivs i omvänd ordning. Detta gör att du kan upptäcka alla möjliga feltupler upp till 16 bitar långa orsakade av ett enda fel, samt 99,9984 % av alla möjliga längre feltupler. FCS sammanställs av fälten Adress, Kontrollfält, Informationsfält. I sällsynta fall används andra metoder för cyklisk kodning . Efter att ha beräknat FCS på sidan av mottagaren, svarar den med ett positivt eller negativt kvitto. Ramen upprepas av den sändande sidan vid ankomsten av ett negativt kvitto eller vid utgången av en timeout.

Ramtyper