Протокол LAPD (Link Access Procedure on the D-channel) управляет потоком кадров, передаваемых по D-каналу, и предоставляет информацию, необходимую для управления потоком и исправления ошибок. Спецификации протокола как базового, так и первичного доступа определены в рекомендациях ITU-T 1.440 (основные аспекты) и 1.441 (подробные спецификации). Эти же рекомендации в серии Q имеют номера Q.920 и Q.921. Обмен информацией на уровне LAPD осуществляется посредством информационных блоков, называемых кадрами. Форматы и процедуры LAPD основаны на протоколе управления звеном передачи данных высокого уровня HDLC (High-level Data-Link Control procedures), первоначально определенном Международной организацией по стандартизации ISO. Структура кадра LAPD. Кадры содержат либо команды на выполнение действий, либо ответы, сообщающие о результатах выполнения команд, что определяется специальным битом идентификации команда/ответ C/R. Общий формат кадров LAPD показан на рис. 5.5. Каждый кадр начинается и заканчивается однобайтовым флагом. Комбинация флага (01111110) такая же, как в HDLC. Подмена флага любым другим полем кадра исключена благодаря процедуре «битстаффинга» (bit-stuffing). Адресное поле (байты 2 и 3) кадра содержит идентификатор точки доступа к услуге SAPI (Service Access Point Identifier) и идентификатор терминала TEI (Terminal Equipment Identifier). Это поле используется для маршрутизации кадра к месту его назначения. Эти идентификаторы определяют соединение и терминал, к которым относится кадр. Идентификатор пункта доступа к услуге SAPI занимает 6 бит в адресном поле и фактически указывает, какой логический объект сетевого уровня должен анализировать содержимое информационного поля. Например, SAPI может указывать, что содержимое информационного поля относится к процедурам управления соединениями в режиме коммутации каналов или к процедурам пакетной коммутации. Рекомендацией Q.921 определены значения SAPI (табл. 5.1).
и теми, для которых TEI назначает пользователь (неавтоматическое назначение TEI).
 |
Бит идентификации команды/ ответа C/R (Command/Response bit) в адресном поле перенесен в протокол LAPD из протокола Х.25. Этот бит устанавливается LAPD на одном и обрабатывается на противоположном конце звена. Значение C/R (табл. 5.3) классифицирует каждый кадр как командный или как кадр ответа. Если кадр сформирован как команда, адресное поле идентифицирует получателя, а если кадр является ответом, адресное поле идентифицирует отправителя. Отправителем или получателем могут быть как сеть, так и терминальное оборудование пользователя. Бит расширения адресного поля ЕА (Extended address bit) служит для гибкого увеличения длины адресного поля. Бит расширения в первом байте адреса, имеющий значение 0, указывает на то, что за ним следует другой байт. Бит расширения во втором байте, имеющий значение 1, указывает, что этот второйбайт в адресном поле является последним. Именно такой вариант приведен на рис. 5.1. Если впоследствии возникнет необходимость увеличить размер адресного поля, значение бита расширения во втором байте может быть изменено на 0, что будет указывать на существование третьего байта. Третий байт в этом случае будет содержать бит расширения со значением 1, указывающим, что этот байт является последним. Увеличение размера адресного поля, таким образом, не влияет на остальную часть кадра. Два последних байта в структуре кадра содержат 16-битовое поле проверочной комбинации кадра FCS (Frame check sequence) и генерируются уровнем звена данных в оборудовании, передающем кадр. Это поле позволяет протоколу LAPD обнаруживать ошибки в полученном кадре. В поле FCS передается 16-битовая последовательность, биты которой формируются как дополнение для суммы (по модулю 2), в которой: а) первым слагаемым является остаток от деления (по модулю 2) произведения х*(х 15 + х 14 + ... + х + 1) на образующий полином (х 16 + х 12 + х 5 + 1), где к - число битов кадра между последним битом открывающего флага и первым битом проверочной комбинации, исключая биты, введенные для обеспечения прозрачности; б) вторым слагаемым является остаток от деления (по модулю 2) на этот образующий полином произведения х 16 на полином, коэффициентами которого являются биты кадра, расположенные между последним битом открывающего флага и первым битом проверочной комбинации, исключая биты, введенные для обеспечения прозрачности. Обратное преобразование выполняется уровнем звена данных в оборудовании, принимающем кадр, с тем же образующим полиномом для адресного поля, полей управления, информационного и FCS. Протокол LAPD использует соглашение, по которому остаток от деления (по модулю 2) произведения х 16 на полином, коэффициентами которого являются биты перечисленных полей и FCS, всегда составляет 0001110100001111 (десятичное 7439), если на пути от передатчика к приемнику никакие биты не были искажены. Если результаты обратного преобразования соответствуют проверочным битам, кадр считается переданным без ошибок. Если же обнаружено несоответствие результатов, это означает, что при передаче кадра произошла ошибка. Поле управления указывает тип передаваемого кадра и занимает в различных кадрах один или два байта. Существует три типа форматов, определяемых полем управления: передача информации с подтверждением (1-формат), передача команд, реализующих управляющие функции (S-формат), и передача информации без подтверждения (U-формат). В табл. 5.4 приведены сведения об основных типах кадров протокола LAPD.
 |
Рассмотрим эти типы несколько подробнее. Информационный кадр (1-кадр) - с его помощью организуют передачу информации сетевого уровня между терминалом пользователя и сетью. Этот кадр содержит информационное поле, в котором помещено сообщение сетевого уровня. Поле управления 1-кадра содержит порядковый номер передачи (N/S), который увеличивается на 1 (по модулю 128) для каждого передаваемого кадра. При подтверждении приема 1-кадров в поле управления вводится порядковый номер приема (N/R). Управляющий кадр (S-кадр) необходим для поддержки функций управления потоком и запроса повторной передачи. S-кадры не имеют информационного поля. Например, если сеть временно не в состоянии принимать 1-кадры, пользователю посылается S-кадр «к приему не готов» (RNR). Когда сеть снова может принимать 1-кадры, она передает другой S-кадр - «к приему готов» (RR). S-кадр также можно использовать для подтверждения в этом случае он содержит порядковый номер приема, а не передачи. Управляющие кадры передают как командные или как кадры ответа. Ненумерованный кадр (U-кадр). Среди ненумерованных кадров имеется кадр ненумерованной информации (UI), единственный, содержащий информационное поле и несущий сообщение сетевого уровня. U-кадры используют для передачи информации в режиме без подтверждения и некоторых административных директив. Чтобы транслировать сообщение ко всем терминалам, подключенным к шине S-интерфейса, станция передает кадр UI с TEI = 127. Поле управления U-кадров не содержит порядковых номеров. Информационное поле предусмотрено в кадрах только некоторых типов. В нем заключена информация сетевого уровня, сформированная одной системой, например, терминалом пользователя, которую необходимо передать другой системе, например сети. Информационное поле может быть пропущено, если кадр не имеет отношения к конкретной коммутируемой связи (например, в управляющих кадрах, S-формат). Если кадр относится к канальному уровню и сетевой уровень не участвует в его формировании, соответствующая информация включается в поле управления. Биты P/F (poll/final) поля управления идентифицируют группу кадров (см. табл. 5.4), что также заимствовано из спецификаций протокола HDLC. Путем установки в «1» бита Р в командном кадре функции LAPD на одном конце звена данных указывают функциям LAPD на противоположном конце звена на необходимость ответа управляющим или ненумерованным кадром. Кадр ответа с F = 1 указывает, что он передается в ответ на принятый командный кадр со значением Р = 1. Оставшиеся биты байта 4 идентифицируют конкретный тип кадра в пределах группы. Передача с подтверждением. Этот способ используют для передачи информационных кадров только в соединениях звена данных, имеющих конфигурацию «точка-точка». Он обеспечивает исправление ошибок путем повторной передачи и доставку не содержащих ошибок сообщений в порядке очередности. Поле управления информационного кадра имеет подполя «номер передачи» N(S) и «номер приема» N(R). Эти подполя аналогичны одноименным полям в HDLC. Протокол LAPD присваивает по модулю 128 возрастающие порядковые номера передачи N(S) последовательно передаваемым информационным кадрам. Он также записывает передаваемые кадры в буфер повторной передачи и хранит их в буфере до получения положительного подтверждения их приема.
Рассмотрим передачу информационных кадров с исправлением ошибок от терминала к сети (рис. 5.6). Все поступающие в сеть кадры проверяются на наличие ошибок, а затем в свободных от ошибок информационных кадрах проверяется порядковый номер. Если значение N(S) выше (по модулю 128) на единицу, чем N(S) последнего принятого информационного кадра, новый кадр считается следующим по порядку и поэтому принимается, а его информационное поле пересылается конкретной функции сетевого уровня. После этого сеть подтверждает прием информационного кадра своим исходящим кадром с номером приема N(R), значение которого на единицу больше (по модулю 128), чем значение N(S) в последнем принятом информационном кадре. Предположим, что последний принятый информационный кадр имел номер N(S) = 5 и что информационный кадр с номером N(S) = 6 передан с ошибкой, в результате которой отбракован функциями LAPD на стороне сети. Следующий информационный кадр с N(S) = 7 успешно проходит проверку на ошибки, но поступает в сеть с нарушением очередности и отбрасывается ею при проверке порядка следования. Тоща сеть передает кадр отказа (REJ) с номером N(R) = 6, который запрашивает повторную передачу информационных кадров из буфера повторной передачи терминала, начиная с кадра с N(S) = 6. Сетевая сторона продолжает отбрасывать информационные кадры при проверке их на порядок следования, пока не примет повторно переданный кадр с номером N(S) = 6. Нумерация кадров при передаче с подтверждением - одна из важнейших функций протокола LAPD. При выполнении этой процедуры важное значение имеет параметр к- число неподтвержденных квитируемых кадров. Передатчик должен прекратить работу, когда разница между его собственным значением N(S) (числом переданных кадров I) и значением N(R) (числом подтвержденных кадров I) превысит параметр, обозначаемый к. Значение к устанавливается в соответствии со спецификой использования звена и скоростью передачи в нем: к = 1 - для сигнализации базового доступа BRA при скорости.D-канала 16 кбит/с, к = 3 - для пакетной передачи при скорости 16 кбит/с, к - 7 - для сигнализации первичного доступа PRA при скорости D-канала 64 кбит/с. Два потока сообщений от терминала к сети и в обратном направлении для соединения «точка-точка» независимы друг от друга и от потоков сообщений в других соединениях «точка-точка» в том же D-канале. В D-канале с п соединениями типа «точка-точка» могут присутствовать 2п независимых последовательностей N(S)/N(R). Процедура подтверждаемой передачи информации (рис. 5.7). Рассмотрим случай, когда необходимо начать передачу информации уровня 3 от терминала пользователя к сети. Инициатором данной процедуры является уровень 3 на стороне пользователя, который выдает примитив запроса соединения DISESTABLISH. По этому запросу уровень 2 на стороне пользователя формирует управляющий кадр установки расширенного асинхронного балансного режима (SABME - Set Asynchronous Balanced Mode Extended).
Кадр SABME пересылается к сети через уровень 1. При получении кадра SABME уровнем 2 на стороне сети проверяются условия, необходимые для установки режима подтверждаемой передачи информации (например, чтобы убедиться, что соот-
 Рис. 5.7. Процедура подтверждаемой передачи
|
ветствующее оборудование доступно). Если все условия выполнены, уровень 2 на стороне сети посылает уровню 3 примитив индикации запроса соединения, чтобы указать, что устанавливается режим подтверждаемой передачи информации. Средствами уровня 2 сеть возвращает пользователю ненумерованное подтверждение. При получении этого подтверждения терминалом пользователя на уровень 3 передается примитив подтверждения установления соединения, указывающий, что можно начинать подтверждаемую передачу информации. Теперь между пользователем и сетью можно осуществить передачу информации с помощью 1-кадров. Эта информация направляется уровнем 3 к уровню 2 в примитиве запроса передачи данных DLJDATA. Данные помещаются в информационное поле 1-кадра и передаются от пользователя к сети через уровень 1. При получении уровнем 2 на стороне сети 1-кадра данные извлекаются из информационного поля и передаются к уровню 3 в примитиве индикации приема данных. В зависимости от содержимого полученного 1-кадра сеть посылает в ответ пользователю либо 1-кадр, либо управляющий кадр готовности к приему. Оба кадра содержат подтверждение, что 1-кадр от пользователя был успешно принят. Каждый 1-кадр содержит в поле управления порядковые номера передачи и приема. Процедура обнаружения потерь работает в обоих направлениях. В качестве примера на рис. 5.6 была рассмотрена передача необходимого сетевому уровню числа информационных кадров, включая передачу кадров 5, 6 и 7. Когда обмен 1-кадрами, показанный на рис. 5.6, заканчивается, происходит посылка команды разъединения DISC, за которой следует ответ DM, подтверждающий разъединение. На рис. 5.7 уровень 3 на стороне пользователя отправляет уровню 2 примитив запроса освобождения DL_RELEASE, а уровень 2 формирует кадр разъединения, который передается через уровень 1 уровню 2 на стороне сети. При получении кадра разъединения уровнем 2 на стороне сети уровню 3 выдается примитив индикации освобождения, а пользователю возвращается кадр ненумерованного подтверждения. При получении кадра ненумерованного подтверждения уровнем 2 на стороне пользователя уровню 3 выдается примитив подтверждения освобождения для завершения процедуры освобождения. Передача неподтверждаемых сообщений. Управляющие кадры S и ненумерованные кадры U не содержат подполя N(S). Они принимаются получателем, если получены без ошибок, и на них не отправляется подтверждение. Управляющие кадры содержат поле N(R) для подтверждения принятых информационных кадров. Ненумерованные информационные кадры UI не содержат ни поля N(S), ни поля N(R), поскольку они передаются в вещательном режиме с TEI = 127, а возможность координировать порядковые номера передачи и приема для групповых функций во всех терминалах, подключенных к одному S-интерфейсу, отсутствует. Процедура неподтверждаемой передачи информации. Рассмотрим случай, когда необходима передача информации от функций уровня 3 на сторо не сети к функциям уровня 3 в терминале пользователя. Функции уровня 3 на стороне сети передают к уровню 2 примитив запроса передачи данных без подтверждения DL_UNIT DATA. Уровень 2 формирует кадр ненумерованной информации (UI - Unnumbered Information), содержащий в информационном поле информацию, которую надо передать. Этот кадр и передается через уровень I к функциям уровня 2 в терминале пользователя. Если необходима вещательная (циркулярная) передача кадра всем терминалам, TEI в адресном поле присваивается значение 127. Если же обращение происходит к одному определенному терминалу, т.е. необходим режим «точка-точка», тогда TEI присваивается значение от 0 до 126, совпадающее с TEI, назначенным для этого терминала, например, TEI = 7. При получении кадра UI терминалом пользователя информация, содержащаяся в информационном поле, доставляется из уровня 2 в уровень 3 с помощью примитива индикации приема данных без подтверждения. При такой неподтверждаемой передаче информации в уровне 2 отсутствует процедура защиты от ошибок. Следовательно, решение о логическом восстановлении кадра в случае его потери или искажения возложено на функции уровня 3.
 |
Рассмотрим подробнее использование управляющих кадров: кадр готовности к приему RR, сообщающий о готовности принимать информационные кадры; кадр неготовности к приему RNR, сообщающий о том, что принимать информационные кадры временно нельзя, но прием управляющих кадров возможен; кадр отказа REJ, указывающий, что поступивший информационный кадр отброшен. На рис. 5.8 показаны несколько примеров, которые иллюстрируют использование битов C/R, Р и F. На рис. 5.8, а уровень 2 на стороне сети получил информационный кадр с нарушением порядка очередности и отбрасывает его с помощью команды RE J, в которой бит Р имеет значение 0 (подтверждения не требуется). N(R) = М указывает, что последний принятый информационный кадр имел N(S) = М - 1. Терминал повторяет передачу информационных кадров из своего буфера повторной передачи, начиная с кадра, для которого N(S) = М. На рис. 5.8, б рассмотрена та же ситуация, за исключением того, что в командном кадре REJ бит Р =1. Этим передается указание терминалу пользователя подтвердить кадр. Терминал пользователя сначала передает кадр ответа RR или RNR (C/R = 1, F = 1), а затем начинает повторную передачу информационных кадров. На рис. 5.8, в сетевая сторона указывает с помощью командного кадра RNR, что она не может принимать информационные кадры. Сторона пользователя приостанавливает передачу информационных кадров и запускает таймер. Если терминал получает кадр RR до срабатывания таймера, то он возобновляет передачу или повторную передачу информационных кадров. Если таймер сработал, а кадр RR не получен, терминал пользователя передает кадр команды (C/R = 1) с Р = 1. Этим дается указание сетевой стороне передать, в свою очередь, командный кадр. В данном примере сетевая сторона отвечает кадром RR, указывая, что она готова снова принимать информационные кадры и что номер последнего принятого кадра N(S) = М -1. Затем сторона терминала возобновляет передачу информационных кадров, начиная ее кадром с номером N(S) = М. Если ответом сетевой стороны будет кадр RNR, то сторона пользователя перезапустит свой таймер и снова будет ожидать кадр RR. Если сетевая сторона остается неготовой к приему после нескольких срабатываний таймера, то сторона пользователя передает решение вопроса в более высокую инстанцию - к соответствующей функции сетевого уровня. Процедуры управления TEI. Для протокола LAPD определены процедуры управления TEI, т. е. процедуры его назначения, контроля и отмены. Для соединений «точка-точка» в терминале запоминается «свой» TEI и проверяется TEI в поле адреса принимаемых кадров, чтобы определить, не предназначен ли кадр этому терминалу. Терминал также вводит свой TEI в адресные поля передаваемых им кадров. Терминалы (ТЕ) подразделяются на терминалы с неавтоматическим и автоматическим механизмом назначения TEI. ТЕ первого типа ориентированы на длительное подключение к одной цифровой абонентской линии, с постоянно активным физическим уровнем. Эти терминалы имеют ряд переключателей, положение которых определяет значение TEI. Переключатели устанавливает технический персонал при инсталляции ТЕ, и их положение не меняется, пока ТЕ подключен к этой цифровой абонентской линии. ТЕ такого типа имеют значения от 0 до 63.каждом перемещении неудобно, поэтому для мобильных ТЕ применяется автоматическое назначение TEI (в диапазоне 64-126), а также его проверка и отмена, для чего и используются упомянутые выше процедуры управления TEI. Этими процедурами предусмотрены сообщения следующих типов:
 |
Запрос ID. Сообщение передается мобильным ТЕ, когда необходимо, чтобы сеть назначила для него TEI. ID назначен. Это ответ сети на запрос ГО. Он содержит назначенный TEI. Отказ в назначении ID. Это ответ сети, отвергающий запрос ГО. Запрос проверки ID. Это команда от сети для проверки назначенного значения TEI. Ответ проверки ID. Это ответ мобильного ТЕ на запрос-проверки ГО. Отмена ID. Эта команда передается от сети к ТЕ, чтобы отменить назначенный ранее TEI. Все сообщения передаются в кадрах UI с SAPI = 63. Информационное поле кадров UI показано на рис. 5.9. Код в байте 1 указывает, что это сообщение управления TEI. Код типа сообщения находится в байте 4 (табл. 5.5). Сообщение содержит параметры R1 (ссылочный номер) и Ai (индикатор действия).
Тема 6 . Архитектура протокол DSS-1
Введение
Разработанный ITU-T протокол цифровой абонентской сигнализации №1 (DSS-1 - Digital Subscriber Signaling 1) между пользователем ISDN и сетью ориентирован на передачу сигнальных сообщений через интерфейс «пользователь-сеть» по D-каналу этого интерфейса. Международный союз электросвязи (ITU-T) определяет канал D в двух вариантах:
а) канал 16 Кбит/с, используемый для управления соединениями по двум В-каналам;
б) канал 64 Кбит/с, используемый для управления соединениями по нескольким (до 30) В-каналам.
Концепции общеканальной сигнализации протоколов DSS-1 и ОКС-7 весьма близки, но эти две системы были специфицированы в разное время и разными Исследовательскими комиссиями ITU-T, а потому используют различную терминологию. Тем не менее, некоторые пояснения в отношении сходства концепций и различий в терминах DSS-1 и ОКС-7 представляются полезными. На рис. 1 показаны АТС ISDN, звено сигнализации ОКС-7, оборудование пользователя ISDN и D-канал в интерфейсе «пользователь-сеть». Функции D-канала сходны с функциями звена сигнализации ОКС-7. Информационные блоки в D-канале, называемые кадрами, аналогичны сигнальным единицам (SU) в системе ОКС-7.
Рис. 1. Функциональные объекты протоколов DSS-1 и ISUP: (а) -примитивы DSS-1 и (б) - примитивы ОКС-7
Архитектура протокола DSS-1 разработана на основе семиуровневой модели взаимодействия открытых систем (модели OSI) и соответствует ее первым трем уровням. В контексте этой модели пользователь и сеть именуются системами, а протокол, как это имело место, например, для ОКС-7 определяется спецификациями:
Процедур взаимодействия между одними и теми же уровнями в разных системах, определяющих логическую последовательность событий и потоков сообщений;
Форматов сообщений, используемых для процедур организации логических соединений между уровнем в одной системе и соответствующим ему уровнем в другой системе. Форматы определяют общую структуру сообщений и кодирование полейв составе сообщений;
примитивов, описывающих обмен информацией между смежными уровнями одной системы. Благодаря спецификациям примитивов интерфейс между смежными уровнями может поддерживаться стабильно, даже если функции, выполняемые одним из уровней, изменяются.
Уровень 1 (физический уровень) протокола DSS-1 содержит функции формирования каналов В и D, определяет электрические, функциональные, механические и процедурные характеристики доступа и предоставляет физическое соединение для передачи сообщений, создаваемых уровнями 2 и 3 канала D. К функциям уровня 1 относятся:
Подключение пользовательских терминалов ТЕ к шине S-интерфейса с доступом к каналам В и D;
Подача электропитания от АТС для обеспечения телефонной связи в случае отказа местного питания;
Обеспечение работы в режиме «точка-точка» и в многоточечном вещательном режиме.
Уровень 2 звена, известный также под названием LAPD (link access protocol for D-channels), обеспечивает использование D-канала для двустороннего обмена данными при взаимодействии процессов в терминальном оборудовании ТЕ с процессами в сетевом окончании NT. Протоколы уровня 2 предусматривают мультиплексирование и цикловую синхронизацию для каждого логического звена связи, поскольку уровень 2 обеспечивает управление сразу несколькими соединениями звена данных в канале D. Кроме того, функции уровня 2 включают в себя управление последовательностью передачи для сохранения очередности следования сообщений через соединение, а также обнаружение и исправление ошибок в этих сообщениях.
Формат сигналов уровня 2 - это кадр. Кадр начинается и заканчивается стандартным флагом и содержит в адресном поле два. важнейших идентификатора - идентификатор точки доступа к услугам (SAPI) и идентификатор терминала (TEI).
SAPI используется для идентификации типов услуг, предоставляемых уровню 3, и может иметь значения от 0 до 63. Значение SAPI =0, например, используется для идентификации кадра, который применяется для сигнализации.
TEI используется для идентификации процесса, обеспечивающего предоставление услуги связи определенному терминалу. TEI может иметь любое значение от 0 до 126, позволяя идентифицировать до 127 различных процессов в терминалах ТЕ. В базовом доступе эти процессы могут распределяться между 8 терминалами, подключенными к общей пассивной шине. Значение ТЕ1=127 используется для идентификации вещательного режима (информация для всех терминалов).
Для уровня звена данных определены две формы передачи информации: с подтверждением и без подтверждения. При неподтверждаемой передаче информация уровня 3 переносится в ненумерованных кадрах, причем уровень 2 не обеспечивает подтверждение получения этих кадров и сохранение очередности их следования.
При подтверждаемой передаче информации передаваемые уровнем 2 кадры нумеруются. Это позволяет подтверждать (квитировать) получение каждого кадра. Если обнаруживается ошибка или отсутствие кадра, осуществляется его повторная передача. Кроме того, при работе с подтверждением вводятся специальные процедуры управления потоками, предохраняющие от перегрузки оборудование сети или пользователя. Передача с подтверждением применима только к режиму «точка-точка».
Уровень 3 (сетевой уровень) предполагает использование следующих протоколов:
Протокол сигнализации, определенный в рекомендации 1.451 или Q.931 (эти две рекомендации идентичны). В этом случае SAPI=0, а протокол сигнализации используется для установления и разрушения базовых соединений, а также для предоставления дополнительных услуг;
Протокол передачи данных в пакетном режиме, определенный в рекомендации Х.25 и рассмотренный в главе 9 данной книги. В этом случае SAPI= 16;
Другие протоколы, которые могут быть определены в будущем. В этих случаях для SAPI всякий раз будет устанавливаться соответствующее данному протоколу значение.
Протокол сигнализации Q.931 (уровень 3) определяет смысл и содержание сигнальных сообщений и логическую последовательность событий, происходящих при создании, в процессе существования и при разрушении соединений. Функции уровня 3 обеспечивают управление базовым соединением и дополнительными услугами, а также некоторые дополнительные к уровню 2 транспортные возможности. Примером таких дополнительных транспортных возможностей является опция перенаправления сигнальных сообщений на альтернативный D-канал (если это предусмотрено) в случае отказа основного D-канала.
Физический уровень протокола DSS-1
Уровень 1 (физический уровень) интерфейса базового доступа определяется в рекомендации 1.430. Как уже упоминалось в параграфе 2.2 (рис. 2.4), в базовом доступе скорость передачи на уровне 1 равна 192 Кбит/с и обеспечивает формирование двух В-каналов со скоростью передачи данных 64 Кбит/с и одного D-канала со скоростью передачи данных 16 Кбит/с. Оставшийся ресурс скорости - 48 Кбит/с - используется для цикловой синхронизации, байтовой синхронизации, активизации и деактивизации связи между терминалами и сетевым окончанием NT. Длина цикла составляет 48 битов, а продолжительность цикла - 250 мкс. Там же, в предыдущей главе, отмечалось, что интерфейс в точке S перед передачей кадров должен проходить фазу активизации. Цель фазы активизации состоит в том, чтобы гарантировать синхронизацию приемников на одной стороне интерфейса и передатчиков на другой его стороне, что достигается обменом сигналами, называемыми INFO. Используется пять различных сигналов INFO.
Первый, INFO 0, свидетельствует об отсутствии какого-либо активного сигнала, поступающего от приемопередатчиков S-интерфейса, и передается в том случае, если все приемопередатчики деактивизированы. Когда терминалу ТЕ необходимо установить соединение с сетью, он инициирует активизацию S-интерфейса путем передачи сигнала INFO 1 в направлении от ТЕ к NT. В ответ на сигнал INFO 1 сетевое окончание NT передает в направлении к ТЕ сигнал INFO 2. Сигнал INFO 2 соответствует циклу, рассмотренному в предыдущей главе (рис. 2.4), со всеми битами В- и D-каналов, имеющими значение 0. Циклы INFO 2 могут предусматривать передачу информации в сверхцикловых каналах, что приводит к нескольким разным формам сигнала INFO 2. Для указания незавершенной активизации интерфейса биту А, называемому битом активизации, также присваивается значение 0, а затем, когда активизация достигнута, - значение 1. Каждый цикл INFO 2 содержит изменения полярности импульсов, создаваемые последним битом D-канала предыдущего цикла и битом цикловой синхронизации F текущего цикла, а также изменения полярности, вызываемые битом L (см. рис.2).
Когда в ТЕ достигается цикловая синхронизация, к NT передается сигнал INFO 3. В ответ на информацию о достижении синхронизации из NT передается сигнал INFO 4, который содержит данные В- и D-каналов и данные сверхциклового канала. Теперь интерфейс полностью активизирован циклами INFO 3 в направлении от ТЕ к NT и циклами INFO 4 в направлении от NT к ТЕ.
В том случае, когда сеть инициирует соединение с ТЕ, т.е. активизация осуществляется в направлении от NT к ТЕ, последовательность обмена сигналами почти такая же, кроме одного момента: NT выходит из исходного состояния, в котором посылался сигнал INFO 0, передавая сигнал INFO 2. Сигнал INFO 1 в этом случае не используется.
Рис. 2. Последовательность сигналов при активизации S-интерфейса: (а) - активизация отТЕ;
(б) - активизация от NT
Уровень LAPD
Протоколы уровня 2 (LAPD - Link Access Procedure on the D-channel) как базового, так и первичного доступа определены в рекомендациях ITU-T 1.440 (основные аспекты) и 1.441 (подробные спецификации). Эти же рекомендации в серии Q имеют номера Q.920 и Q.921. Обмен информацией на уровне LAPD осуществляется посредством информационных блоков, называемых кадрами и схожих с сигнальными единицами ОКС- 7.
Сформированные на уровне 3 сообщения помещаются в информационные поля кадров, не анализируемые уровнем 2. Задачи уровня 2 заключаются в переносе сообщений между пользователем и сетью с минимальными потерями и искажениями. Форматы и процедуры уровня 2 основываются на протоколе управления звеном передачи данных высокого уровня HDLC (High-level Data-Link Control procedures), первоначально определенном Международной организацией по стандартизации ISO и образующем подмножество других распространенных протоколов: LAPB, LAPV5 и др. Протокол LAPD, также входящий в подмножество HDLC, управляет потоком кадров, передаваемых по D-каналу, и предоставляет информацию, необходимую для управления потоком и исправления ошибок.
Рис. 3. Формат кадра
Кадры могут содержать либо команды на выполнение действий, либо ответы, сообщающие о результатах выполнения команд, что определяется специальным битом идентификации команда/ответ C/R. Общий формат кадров LAPD показан на рис. 3.
Каждый кадр начинается и заканчивается однобайтовым флагом. Комбинация флага (0111 1110) такая же, как в ОКС-7. Имитация флага любым другим полем кадра исключается благодаря запрещению передачи последовательности битов, состоящей из более чем пяти следующих друг за другом единиц. Это достигается с помощью специальной процедуры, называемой «бит-стаффингом» (bit-stuffing), которая перед передачей кадра вставляет ноль после любой последовательности из пяти единиц, за исключением флага. При приеме кадра любой ноль, обнаруженный следом за последовательностью из пяти единиц, изымается.
Адресное поле (байты 2 и 3) кадра на рис. 3. содержит идентификатор точки доступа к услуге SAPI (Service Access Point Identifier) и идентификатор терминала TEI (Terminal Equipment Identifier) и используется для маршрутизации кадра к месту его назначения. Эти идентификаторы, определяют соединение и терминал, к которым относится кадр.
Идентификатор пункта доступа к услуге SAPI занимает 6 битов в адресном поле и фактически указывает, какой логический объект сетевого уровня должен анализировать содержимое информационного поля. Например, SAPI может указывать, что содержимое информационного поля относится к процедурам управления соединениями в режиме коммутации каналов или к процедурам пакетной коммутации. Рекомендацией Q.921 определены значения SAPI, приведенные в табл. 1.
Таблица 1. ЗначенияSAPI
Идентификатор TEI указывает терминальное оборудование, к которому относится сообщение. Код TEI=127 (1111111) указывает на вещательную (циркулярную) передачу информации всем терминалам, связанным с данной точкой доступа. Остальные значения (0-126) использются для идентификации терминалов. Диапазон значений TEI (табл..2) разделяется между теми терминалами, для которых TEI назначает сеть (автоматическое назначение TEI), и теми, для которых TEI назначает пользователь (неавтоматическое назначение TEI).
Таблица 2. ЗначенияTEI
При подключении УПАТС (представляющей собой функциональный блок NT2) к АТС ISDN общего пользования с использованием интерфейса PR1 в соответствии с требованиями стандартов ETSI, принятых и в России, ТЕ1==0. В этом случае процедуры назначения TEI не применяются.
Бит идентификации команды/ответа C/R (Command/Response bit) в адресном поле перенесен в DSS-1 из протокола Х.25. Этот бит устанавливается LAPD на одном конце и обрабатывается на противоположном конце звена. Значение C/R (табл..3) классифицирует каждый кадр как командный или как кадр ответа. Если кадр сформирован как команда, адресное поле идентифицирует получателя, а если кадр является ответом, адресное поле идентифицирует отправителя. Отправителем или получателем могут быть как сеть, так и терминальное оборудование пользователя.
Таблица 3. БитыC/R в поле адреса
Бит расширения адресного поля ЕА (Extended address bit) служит для гибкого увеличения длины адресного поля. Бит расширения в первом байте адреса, имеющий значение 0, указывает на то, что за ним следует другой байт. Бит расширения во втором байте, имеющий значение 1, указывает, что этот второй байт в адресном поле является последним. Если впоследствии возникнет необходимость увеличить размер адресного поля, значение бита расширения во втором байте может быть изменено на 0, что будет указывать на существование третьего байта. Третий байт в этом случае будет содержать бит расширения со значением 1, указывающим, что этот байт является последним. Увеличение размера адресного поля, таким образом, не влияет на остальную часть кадра.
Два последних байта в структуре кадра на рис. 3. содержат 16-битовое поле проверочной комбинации кадра PCS (Frame check sequence) и генерируются уровнем звена данных в оборудовании, передающем кадр. Это поле имеет ту же функцию, что и поле СВ (контрольные биты) в сигнальных единицах ОКС-7 и позволяет LAPD обнаруживать ошибки в полученном кадре. В поле FSC передается 16-битовая последовательность, биты которой формируются как дополнение для суммы (по модулю 2), в которой: а) первым слагаемым является остаток от деления (по модулю 2) произведения х k (x 15 +x 14 +…+x+l) на образующий полином (х 16 +х 12 +х 5 +1), где k - число битов кадра между последним битом открывающего флага и первым битом проверочной комбинации, исключая биты, введенные для обеспечения прозрачности;
б) вторым слагаемым является остаток от деления (по модулю 2) на этот образующий полином произведения х 16 на полином, коэффициентами которого являются биты кадра, расположенные между последним битом открывающего флага и первым битом проверочной комбинации, исключая биты, введенные для обеспечения прозрачности. Обратное преобразование выполняется уровнем звена данных в оборудовании, принимающем кадр, с тем же образующим полиномом для адресного поля, полей управления, информационного и FCS. Протокол LAPD использует соглашение, по которому остаток от деления (по модулю 2) произведения х 16 на полином, коэффициентами которого являются биты перечисленных полей и FCS, всегда составляет 0001110100001111 (десятичное 7439), если на пути от передатчика к приемнику никакие биты не были искажены. Если результаты обратного преобразования соответствуют проверочным битам, кадр считается переданным без ошибок. Если же обнаружено несоответствие результатов, это означает, что при передаче кадра произошла ошибка.
Поле управления указывает тип передаваемого кадра и занимает в различных кадрах один или два байта. Существует три категории форматов, определяемых полем управления: передача информации с подтверждением (I-формат), передача команд, реализующих управляющие функции (S-формат), и передача информации без подтверждения (U-формат). Табл. 4 содержит сведения об основных типах кадров протокола DSS-1.
Рассмотрим эти типы несколько подробнее.
Информационный кадр (I) сопоставим со значащей сигнальной единицей MSU в ОКС-7). С помощью 1-кадров организуется передача информации сетевого уровня между терминалом пользователя и сетью. Этот кадр содержит информационное поле, в котором помещается сообщение сетевого уровня. Поле управления 1-формата содержит порядковый номер передачи, который увеличивается на 1 (по модулю 128) каждый раз, когда передается кадр. При подтверждении приема 1-кадров в поле управления вводится порядковый номер приема.
Управляющий кадр (S) используется для поддержки функций управления потоком и запроса повторной передачи. S-кадры не имеют информационного поля и сравнимы с сигнальными единицами состояния звена LSSU в ОКС-7 .Например, если сеть временно не в состоянии принимать 1-кадры, пользователю посылается S-кадр «к приему не готов» (RNR). Когда сеть снова сможет принимать 1-кадры, она передает другой S-кадр - «к приему готов» (RR). S-кадр также может использоваться для подтверждения и содержит в этом случае порядковый номер приема, а не передачи.
Таблица 4. Основные типы кадров LAPD
| формат | Команды | Ответы | Описание |
| Информационные кадры (I) | Информация | - | Используется в режиме с подтверждением для передачи нумерованных кадров, содержащих информационные поля с сообщениями уровня 3 |
| Управляющие | К приему готов (PR-receive ready) | К приему готов (RR-receive ready) | Используется для указания готовности встречной стороны к приему I-кадра или для подтверждения ранее полученных 1-кадров |
| кадры (S) | К приему не готов (RNR) | К приему не готов (RNR) | Используется для указания неготовности встречной стороны к приему I-кадра |
| Отказ/переспрос (REJ-reject) | Используется для запроса повторной передачи 1-кадра | ||
| Ненумерованная информация (UI-unnumbered information) | Используется в режиме передачи без подтверждения | ||
| Отключено (DM-disconnected mode) | |||
| Ненумерованные кадры (U) | Установка расширенного асинхронного балансного режима (SABME-set asynchronous balanced mode extended) | Используется для начальной установки режима с подтверждением | |
| Отказ кадра (FRMR-frame reject) | |||
| Разъединение (DISC-disconnect) | Используется для прекращения режима с подтверждением | ||
| Ненумерованное подтверждение (UA-unnumbered ask) | Используется для подтверждения приема команд установки режима, например, SABME, DISC |
Управляющие кадры можно передавать или как командные, или как кадры ответа.
Ненумерованный кадр (U) не имеет аналогов в ОКС-7. В этой группе имеется кадр ненумерованной информации (UI), единственный из группы содержащий информационное поле и несущий сообщение сетевого уровня. U-кадры используются для передачи информации в режиме без подтверждения и для передачи некоторых административных директив. Чтобы транслировать сообщение ко всем ТЕ, подключенным к шине S-интерфейса, станция передает кадр UI с ТЕ1==127. Поле управления U-кадров не содержит порядковых номеров.
Как следует из вышеизложенного, информационное поле имеется в кадрах только некоторых типов и содержит информацию уровня 3, сформированную одной системой, например, терминалом пользователя, которую требуется передать другой системе, например, сети. Информационное поле может быть пропущено, если кадр не имеет отношения к конкретной коммутируемой связи (например, в управляющих кадрах, S-формат). Если кадр относится к функционированию уровня 2 и уровень 3 не участвует в его формировании, соответствующая информация включается в поле управления.
Биты P/F (poll/final) поля управления идентифицируют группу кадров (из табл.4), что также заимствовано из спецификаций протокола Х.25. Путем установки в 1 бита Р в командном кадре функции LAPD на одном конце звена данных указывают функциям LAPD на противоположном конце звена на необходимость ответа управляющим или ненумерованным кадром. Кадр ответа с F== 1 указывает, что он передается в ответ на принятый командный кадр со значением Р= 1. Оставшиеся биты байта 4 идентифицируют конкретный тип кадра в пределах группы.
И в заключение с учетом уже детально проанализированной структуры кадра уровня 2 протокола DSS-1, еще раз рассмотрим оба способа передачи кадров: с подтверждением и без подтверждения.
Передача с подтверждением. Этот способ используется только в соединениях звена данных, имеющих конфигурацию «точка-точка», для передачи информационных кадров. Он обеспечивает исправление ошибок путем повторной передачи и доставку не содержащих ошибок сообщений в порядке очередности. Этот способ подобен основному методу защиты от ошибок при передаче значащих сигнальных единиц MSU в системе ОКС-7.
Поле управления информационного кадра имеет подполя «номер передачи» и «номер приема» . Эти подполя сопоставимы с полями FSN, BSN в сигнальных единицах MSU системы ОКС-7 Протокол LAPD присваивает возрастающие порядковые номера передачи N(S) последовательно передаваемым информационным кадрам, а именно: N(S)=0, 1, 2,... 127, О, 1,... и т.д. Он также записывает передаваемые кадры в буфер повторной передачи и хранит эти кадры в буфере вплоть до получения положительного подтверждения их приема.
Похожая информация.
Протоколы уровня 2 (LAPD - Link Access Procedure on the D-channel) как базового, так и первичного доступа определены в рекомендациях ITU-T 1.440 (основные аспекты) и 1.441 (подробные спецификации). Эти же рекомендации в серии Q имеют номера Q.920 и Q.921. Обмен информацией на уровне LAPD осуществляется посредством информационных блоков, называемых кадрами и схожих с сигнальными единицами ОКС- 7.
Сформированные на уровне 3 сообщения помещаются в информационные поля кадров, не анализируемые уровнем 2. Задачи уровня 2 заключаются в переносе сообщений между пользователем и сетью с минимальными потерями и искажениями. Форматы и процедуры уровня 2 основываются на протоколе управления звеном передачи данных высокого уровня HDLC (High-level Data-Link
Протокол DSS- /; Физический уровень и уровень звена данных 83
Control procedures), первоначально определенном Международной организацией по стандартизации ISO и образующем подмножество других распространенных протоколов: LAPB, LAPV5 и др. Протокол LAPD, также входящий в подмножество HDLC, управляет потоком кадров, передаваемых по D-каналу, и предоставляет информацию, необходимую для управления потоком и исправления ошибок.
Рис. 3.8. Формат кадра
Кадры могут содержать либо команды на выполнение действий, либо ответы, сообщающие о результатах выполнения команд, что определяется специальным битом идентификации команда/ответ C/R. Общий формат кадров LAPD показан на рис. 3.8.
Каждый кадр начинается и заканчивается однобайтовым флагом. Комбинация флага (0111 1110) такая же, как в ОКС-7. Имитация флага любым другим полем кадра исключается благодаря запрещению передачи последовательности битов, состоящей из более чем пяти следующих друг за другом единиц. Это достигается с помощью специальной процедуры, называемой «бит-стаффингом» (bit-stuffing), которая перед передачей кадра вставляет ноль после любой последовательности из пяти единиц, за исключением флага. При приеме кадра любой ноль, обнаруженный следом за последовательностью из пяти единиц, изымается.
Адресное поле (байты 2 и 3) кадра на рис. 3.8 содержит идентификатор точки доступа к услуге SAPI (Service Access Point Identifier) и идентификатор терминала TEI (Terminal Equipment Identifier) и используется для маршрутизации кадра к месту его назначения. Эти идентификаторы, уже упоминавшиеся в первом параграфе данной главы, определяют соединение и терминал, к которым относится кадр.
84Глава 3______________
Идентификатор пункта доступа к услуге SAPI занимает 6 битов в адресном поле и фактически указывает, какой логический объект сетевого уровня должен анализировать содержимое информационного поля. Например, SAPI может указывать, что содержимое информационного поля относится к процедурам управления соединениями в режиме коммутации каналов или к процедурам пакетной коммутации. Рекомендацией Q.921 определены значения SAPI, приведенные в табл. 3.1.
Таблица 3.1. ЗначенияSAPI
Идентификатор TEI указывает терминальное оборудование, к которому относится сообщение. Код TEI=127 (1111111) указывает на вещательную (циркулярную) передачу информации всем терминалам, связанным с данной точкой доступа. Остальные значения (0-126) используются для идентификации терминалов. Диапазон значений TEI (табл. 3.2) разделяется между теми терминалами, для которых TEI назначает сеть (автоматическое назначение TEI), и теми, для которых TEI назначает пользователь (неавтоматическое назначение TEI).
Таблица 3.2. ЗначенияTEI
При подключении УПАТС (представляющей собой функциональный блок NT2) к АТС ISDN общего пользования с использованием интерфейса PR1 в соответствии с требованиями стандартов ETSI, принятых и в России, ТЕ1==0. В этом случае процедуры назначения TEI не применяются.
Бит идентификации команды/ответа C/R (Command/Response bit) в адресном поле перенесен в DSS-1 из протокола Х.25. Этот бит устанавливается LAPD на одном конце и обрабатывается на противоположном конце звена. Значение C/R (табл.3.3) клас-
Протокол DSS-1: Физический уровень и уровень звена данных 8 5
сифицирует каждый кадр как командный или как кадр ответа. Если кадр сформирован как команда, адресное поле идентифицирует получателя, а если кадр является ответом, адресное поле идентифицирует отправителя. Отправителем или получателем могут быть как сеть, так и терминальное оборудование пользователя.
Таблица 3.3. БитыC/R в поле адреса
Бит расширения адресного поля ЕА (Extended address bit) служит для гибкого увеличения длины адресного поля. Бит расширения в первом байте адреса, имеющий значение 0, указывает на то, что за ним следует другой байт. Бит расширения во втором байте, имеющий значение 1, указывает, что этот второй байт в адресном поле является последним. Именно такой вариант приведен на рис. 3.8. Если впоследствии возникнет необходимость увеличить размер адресного поля, значение бита расширения во втором байте может быть изменено на 0, что будет указывать на существование третьего байта. Третий байт в этом случае будет содержать бит расширения со значением 1, указывающим, что этот байт является последним. Увеличение размера адресного поля, таким образом, не влияет на остальную часть кадра.
Два последних байта в структуре кадра на рис. 3.8 содержат 16-битовое поле проверочной комбинации кадра PCS (Frame check sequence) и генерируются уровнем звена данных в оборудовании, передающем кадр. Это поле имеет ту же функцию, что и поле СВ (контрольные биты) в сигнальных единицах ОКС-7 (глава 10 тома 1), и позволяет LAPD обнаруживать ошибки в полученном кадре. В поле FSC передается 16-битовая последовательность, биты которой формируются как дополнение для суммы (по модулю 2), в которой: а) первым слагаемым является остаток от деления (по модулю 2) произведения х k (x 15 +x 14 +…+x+l) на образующий полином (х 16 +х 12 +х 5 +1), где k - число битов кадра между последним битом открывающего флага и первым битом проверочной комбинации, исключая биты, введенные для обеспечения прозрачности;
б) вторым слагаемым является остаток от деления (по модулю 2) на этот образующий полином произведения х 16 на полином, коэффициентами которого являются биты кадра, расположенные между последним битом открывающего флага и первым битом про-
86_____Глава 3 ______________________________________
верочной комбинации, исключая биты, введенные для обеспечения прозрачности. Обратное преобразование выполняется уровнем звена данных в оборудовании, принимающем кадр, с тем же образующим полиномом для адресного поля, полей управления, информационного и FCS. Протокол LAPD использует соглашение, по которому остаток от деления (по модулю 2) произведения х 16 на полином, коэффициентами которого являются биты перечисленных полей и FCS, всегда составляет 0001110100001111 (десятичное 7439), если на пути от передатчика к приемнику никакие биты не были искажены. Если результаты обратного преобразования соответствуют проверочным битам, кадр считается переданным без ошибок. Если же обнаружено несоответствие результатов, это означает, что при передаче кадра произошла ошибка.
Поле управления указывает тип передаваемого кадра и занимает в различных кадрах один или два байта. Существует три категории форматов, определяемых полем управления: передача информации с подтверждением (I-формат), передача команд, реализующих управляющие функции (S-формат), и передача информации без подтверждения (U-формат). Табл. 3.4, являющаяся ключевой в этом параграфе, содержит сведения об основных типах кадров протокола DSS-1.
Рассмотрим эти типы несколько подробнее.
Информационный кадр (I) сопоставим со значащей сигнальной единицей MSU в ОКС-7 (параграф 10.2 первого тома). С помощью 1-кадров организуется передача информации сетевого уровня между терминалом пользователя и сетью. Этот кадр содержит информационное поле, в котором помещается сообщение сетевого уровня. Поле управления 1-формата содержит порядковый номер передачи, который увеличивается на 1 (по модулю 128) каждый раз, когда передается кадр. При подтверждении приема 1-кадров в поле управления вводится порядковый номер приема. Процедура организации порядковых номеров рассматривается в следующем параграфе данной главы.
Управляющий кадр (S) используется для поддержки функций управления потоком и запроса повторной передачи. S-кадры не имеют информационного поля и сравнимы с сигнальными единицами состояния звена LSSU в ОКС-7 (параграф 10.2 первого тома). Например, если сеть временно не в состоянии принимать 1-кадры, пользователю посылается S-кадр «к приему не готов» (RNR). Когда сеть снова сможет принимать 1-кадры, она передает другой S-кадр - «к приему готов» (RR). S-кадр также может ис-
Протокол DSS-1: Физический уровень и уровень звена данных 87
Таблица 3.4. Основные типы кадров LAPD
88 Глава 3 _______________
пользоваться для подтверждения и содержит в этом случае порядковый номер приема, а не передачи.
Управляющие кадры можно передавать или как командные, или как кадры ответа.
Ненумерованный кадр (U) не имеет аналогов в ОКС-7. В этой группе имеется кадр ненумерованной информации (UI), единственный из группы содержащий информационное поле и несущий сообщение сетевого уровня. U-кадры используются для передачи информации в режиме без подтверждения и для передачи некоторых административных директив. Чтобы транслировать сообщение ко всем ТЕ, подключенным к шине S-интерфейса, станция передает кадр UI с ТЕ1==127. Поле управления U-кадров не содержит порядковых номеров.
Как следует из вышеизложенного, информационное поле имеется в кадрах только некоторых типов и содержит информацию уровня 3, сформированную одной системой, например, терминалом пользователя, которую требуется передать другой системе, например, сети. Информационное поле может быть пропущено, если кадр не имеет отношения к конкретной коммутируемой связи (например, в управляющих кадрах, S-формат). Если кадр относится к функционированию уровня 2 и уровень 3 не участвует в его формировании, соответствующая информация включается в поле управления.
Биты P/F (poll/final) поля управления идентифицируют группу кадров (из табл. 3.4), что также заимствовано из спецификаций протокола Х.25. Путем установки в 1 бита Р в командном кадре функции LAPD на одном конце звена данных указывают функциям LAPD на противоположном конце звена на необходимость ответа управляющим или ненумерованным кадром. Кадр ответа с F== 1 указывает, что он передается в ответ на принятый командный кадр со значением Р= 1. Оставшиеся биты байта 4 идентифицируют конкретный тип кадра в пределах группы.
И в заключение данного параграфа, с учетом уже детально проанализированной структуры кадра уровня 2 протокола DSS-1, еще раз рассмотрим оба способа передачи кадров: с подтверждением и без подтверждения.
Передача с подтверждением. Этот способ используется только в соединениях звена данных, имеющих конфигурацию «точка-точка», для передачи информационных кадров. Он обеспечивает исправление ошибок путем повторной передачи и доставку не содержащих ошибок сообщений в порядке очередности. Этот способ подобен основному методу защиты от ошибок при передаче значащих сигнальных единиц MSU в системе ОКС-7.
Протокол DSS-1: Физический уровень и уровень звена данных 89
Поле управления информационного кадра имеет подполя «номер передачи» и «номер приема» . Эти подполя сопоставимы с полями FSN, BSN в сигнальных единицах MSU системы ОКС-7 (параграф 10.2 первого тома). Протокол LAPD присваивает возрастающие порядковые номера передачи N(S) последовательно передаваемым информационным кадрам, а именно: N(S)=0, 1, 2,... 127, О, 1,... и т.д. Он также записывает передаваемые кадры в буфер повторной передачи и хранит эти кадры в буфере вплоть до получения положительного подтверждения их приема.
Рассмотрим передачу информационных кадров от терминала к сети (рис. 3.9). Все поступающие к сети кадры проверяются на наличие ошибок, а затем в свободных от ошибок информационных кадрах проверяется порядковый номер. Если величина N(S) выше (по модулю 128) на единицу, чем N(S) последнего принятого информационного кадра, новый кадр считается следующим по порядку и потому принимается, а его информационное поле пересылается конкретной функции сетевого уровня. После этого сеть подтверждает прием информационного кадра своим исходящим кадром с номером приема , значение которого на единицу больше (по модулю 128), чем значение N(S) в последнем принятом информационном кадре.
90 Глава 3
Предположим, что последний принятый информационный кадр имел номер N(S)== 11 и что информационный кадр с номером N(S)=12 передан с ошибкой, в результате которой отбракован функциями LAPD на стороне сети. Следующий информационный кадр с N(S)= 13 успешно проходит проверку на ошибки, но поступает к сети с нарушением очередности и отбрасывается ею при проверке порядка следования. Тогда сеть передает кадр отказа (REJ) с номером N(R)=12, который запрашивает повторную передачу информационных кадров из буфера повторной передачи терминала, начиная с кадра с N(S)=12. Сетевая сторона продолжает отбрасывать информационные кадры при проверке их на порядок следования, пока не примет повторно переданный кадр с номером N(S)= 12.
Два потока сообщений от терминала к сети и в обратном направлении для этого соединения «точка-точка» независимы друг от друга и от потоков сообщений в других соединениях «точка-точка» в том же D-канале. В D-канале с n соединениями типа «точка-точка» могут присутствовать 2п независимых последовательностей N(S)/N(R).
Передача неподтверждаемых сообщений. Управляющие кадры S и ненумерованные кадры U не содержат подполя N(S). Они принимаются, если получены без ошибок, и не подтверждаются. Управляющие кадры содержат поле N(R) для подтверждения принятых информационных кадров.
Ненумерованные информационные кадры UI не содержат ни поля N(S), ни поля N(R), поскольку они передаются в вещательном режиме с ТЕ1==127, а возможность координировать порядковые номера передачи и приема для групповых функций во всех терминалах, подключенных к одному S-интерфейсу, отсутствует.
Протокол, используемый для уровня 2 в D-канале при выполнении процедуры установления соединения, называется LAPD (L ink A ccess P rocedure on the D -channel). Данный протокол основывается на протоколе LAPB (рекомендация MKKTT X.25). Однако особенности LAPD дают ему ряд важных преимуществ. Прежде всего это мультиплексирование пакетов, имеющих собственные адреса 2-го уровня, позволяющее существовать множеству процедур доступа на одном физическом соединении. Это позволяет нескольким терминалам (до 8) "делить" сигнальный канал между собой. Формат D-канального сигнального сообщения представлен на рис.4
Каждая сигнальная единица начинается и заканчивается флагом, он отмечает начало сигнальной единицы и ее конец. Флаг - это последовательность битов 01111110 . Флаг, предшествующий адресному полю, называется открывающим флагом; флаг, следующий за полем FCS - закрывающим флагом.
Адресное поле состоит из двух байт. В нем определяется получатель управляющей сигнальной единицы и передатчик посланной единицы (см. рис. 5).
В адресное поле входят бит расширения (EA), индикатор команда/ответ (C/R), идентификатор пункта, обеспечивающего услуги звена передачи данных второго уровня (SAPI), индикатор терминального окончания (TEI).
Бит расширения адресного поля (EA)
"1" указывает на то, что байт - последний в адресном поле.
Индикатор команда/ответ (C/R)
Индикатор указывает, является ли данный пакет командой или ответом на команду. Если пользователь посылает команду, то C/R установлен в "0"; если ответ - в "1". Со стороны сети наоборот: "1" - команда, "0" - ответ.
Индикатор пункта, обеспечивающего услуги звена передачи данных (SAPI)
Указывает класс передаваемой информации. Эти классы информации используются для распознавания сигнальной информации, административной информации 2-го уровня и пакетов пользовательской информации.
Например, цифровые телефоны и терминалы X.25 могут быть подключены к одному стыку S0. Разные типы терминалов имеют разные типы доступа и могут иметь выход на различные сети. Пакеты, передаваемые разными типами терминалов (работающих по разным протоколам), идентифицируются с помощью индикатора SAPI. Шесть бит адресного поля, отведенные под SAPI, могут определить 64 класса информации:
Индикатор терминального окончания (TEI)
Ввиду того, что к одному блоку сетевого окочания может быть подключено несколько пользовательских устройств, станция ISDN присваивает каждой из них уникальный номер, который называется TEI (terminal equipment identifier).
Комбинация SAPI и TEI идентифицирует процедуры звена передачи данных и обеспечивает уникальность адреса для уровня 2. Терминал будет использовать этот адрес во всех передаваемых им пакетах и принимать только те пакеты, которые имеют соответствующий ему адрес.
Например, пакет, несущий информацию от процедур управления телефонным вызовом, помечается SAPI, как принадлежащий телефонии, и все телефонное оборудование пользователя будет проверять его, но только то терминальное оборудование, чей адрес (TEI) указан в данном пакете, примет его для обработки вторым и третьим уровнем.
Не должно существовать двух одинаковых TEI. Для этого сеть осуществляет специальное управление распределением TEI и следит за их правильным использованием. Семь бит адресного поля, используемые для TEI, позволяют назначить 128 идентификаторов терминальных окончаний:
Не автоматически присваемые TEI выбираются и распределяются пользователем. Автоматически присваемые TEI выбираются и распределяются сетью. Общие TEI всегда распределены и обычно называются как TEI для общего оповещения.
Терминалам, которые используют TEI из диапазона от 0 до 63, нет необходимости обмениваться информацией с сетью до начала установления соединения вторым уровнем. Однако правило, что все терминалы пользователя должны иметь различные TEI, действует и по отношению к ним. Пользователь должен сам следить, чтобы не было двух терминалов с одинаковыми, не автоматически присваемыми TEI.
Терминалы, использующие TEI из диапазона от 64 до 126, не могут установить соединение второго уровня до того, как запросят у сети TEI. В этом случае обязанность сети распределять TEI так, чтобы не было повторений.
Общие TEI используются для оповещения всех терминалов с одинаковыми SAPI. Например, оповещение всех телефонов о пришедшем вызове.
Поле управления определяет тип D-канального сообщения, которое может быть командой или ответом на команду. Оно может состоять из одного или двух байтов, размер его зависит от формата. Существует три типа форматов поля управления: передача информации о номере пакета (I-формат ), функции надзора (S-формат ), неномерованная информация и функции управления (U-формат ).
где:
N(S) - номер посланного сообщения;
N(R) - номер принятого сообщения;
P - указывает на подтверждение приема пакета уровнем 2 ("1" - пакет принят);
S - бит функции супервизора;
M - бит модификации;
P/F - P используется как указатель подтверждения приема в командах, F используется как указатель передачи пакета в откликах (ответах);
X - зарезервирован и установлен в "0".
Information transfer (I) format
I-формат используется при передаче информации между третьими уровнями.
Supervisory (S) format
S-формат используется для выполнения функций управления звеном передачи данных, таких как обозначение готовности звена передачи данных к приему пакета I-формата, подтверждение получения пакета I-формата, запрос на повтор пакетов I-формата (начиная с номера N(R)), запрос на временное прекращение посылки пакетов I-формата.
Unnumbered (U) format
U-формат используется для обеспечения дополнительных функций контроля за звеном передачи данных и для передачи информации, не требующей подтверждения.
Различные комбинации значений битов S и M определяют различные типы сообщений формата S и U.
Информационное поле может и не присутствовать в пакете (в этом случае пакет не несет в себе информацию третьего уровня, а используется вторым уровнем, например, для управления звеном передачи данных); если же оно присутствует, то находится за полем управления. Размер информационного поля может достигать 260 байт.
Ввиду того, что при передаче по сети пакеты могут искажаться шумами на первом уровне, в каждом из них присутствует поле контрольных битов (F rame C heck S equence field). Оно состоит из 16 проверочных битов и используется для проверки ошибок в принимаемом пакете. Если пакет принят с неправильной последовательностью проверочных битов, то он сбрасывается.
