Ключевые аспекты организации уровня передачи данных.

Уровень передачи данных должен выполнять ряд специфических функций. К ним

относятся:

• обеспечение строго очерченного служебного интерфейса для сетевого

уровня;

• обработка ошибок передачи данных;

• управление потоком данных, исключающее затопление медленных прием-

ников быстрыми передатчиками.

Для этих целей канальный уровень берет пакеты, полученные с сетевого уровня, и вставляет их в специальные кадры для передачи. В каждом кадре содержится заголовок, поле данных и концевик. Управление кадрами — это основа деятельности уровня передачи данных.

Сервисы, предоставляемые сетевому уровню

Задача уровня передачи данных заключается в предоставлении сервисов сетевому уровню. Основным сервисом является передача данных от сетевого уровня передающей машины сетевому уровню принимающей машины. На передающей ма-

шине работает некая сущность, или процесс, который передает биты с сетевого

уровня на уровень передачи данных для передачи их по назначению. Работа уров-

ня передачи данных заключается в передаче этих битов на принимающую маши-

ну так, чтобы они могли быть переданы сетевому уровню принимающей машины,

как показано на рис. 3.2, а. В действительности данные передаются по пути, пока-

занному на рис. 3.2, б, однако проще представлять себе два уровня передачи дан-

ных, связывающихся друг с другом при помощи протокола передачи данных. По

этой причине на протяжении этой главы будет использоваться модель, изобра-

женная на рис. 3.2, а.

 

Уровень передачи данных может предоставлять различные сервисы. Их на-

бор может быть разным в разных системах. Обычно возможны следующие вари-

анты.

1. Сервис без подтверждений, без установки соединения.

2. Сервис с подтверждениями, без установки соединения.

3. Сервис с подтверждениями, ориентированная на соединение.

 

A) Сервис без подтверждений и без установки соединения заключается в том,

что передающая машина посылает независимые кадры принимающей машине, а принимающая машина не посылает подтверждений о приеме кадров. Никакие

соединения заранее не устанавливаются и не разрываются после передачи кад-

ров.

B) Cервис с под-тверждениями, без установки соединения. При его использовании соединение так-

же не устанавливается, но получение каждого кадра подтверждается. Таким об-

разом, отправитель знает, дошел ли кадр до пункта назначения в целости. Если в

течение установленного интервала времени подтверждения не поступает, кадр

посылается снова. Такая служба полезна в случае использования каналов с боль-

шой вероятностью ошибок, например, в беспроводных системах.

C) При использовании ориентированного на соединение сервиса передача дан-

ных состоит из трех различных фаз. В первой фазе устанавливается соединение,

при этом обе стороны инициализируют переменные и счетчики, необходимые для

слежения за тем, какие кадры уже приняты, а какие — еще нет. Во второй фазе

передаются кадры данных. Наконец, в третьей фазе соединение разрывается

и при этом освобождаются все переменные, буферы и прочие ресурсы, использо-

вавшиеся во время соединения.

Формирование кадра.

Поскольку для отметки начала и конца кадра полагаться на временные параметры слишком рискованно, были разработаны другие методы. В данном разделе мы рассмотрим четыре метода маркировки границ кадров.

1. Подсчет количества символов.

2. Использование стартовых и стоповых символов, с символьным заполнением.

3. Использование стартовых и стоповых битов, с битовым заполнением.

4. Использование запрещенных сигналов физического уровня.

Первый метод формирования кадров использует поле в заголовке для указания количества символов в кадре. Когда уровень передачи данных на принимающем компьютере видит количество символов, он узнает, сколько символов последует, и, таким образом, определит, где находится конец кадра. Эта техника проиллюстрирована на рис. 3.3, а для четырех кадров размером 5, 5, 8 и 8 символов соответственно.

Второй метод формирования кадров решает проблему восстановления синхронизации после сбоя при помощи маркировки начала каждого кадра последовательностью ASCII символов DLE STX и конца кадра — символами DLE ETX. (DLE означает Data Link Escape — смена канала данных, код 16; STX, Start of TeXt — начало текста, код 2; ETX, End of TeXt — конец текста, код 3). При таком способе формирования кадра, если принимающий компьютер потеряет границу кадра, он должен всего лишь найти последовательность символов DLE ETX или DLE STX.

Главный недостаток этого метода заключается в том, что он тесно связан с 8-битовыми символами в целом и с символами ASCII в частности. По мере развития сетей недостатки использования символьного кода в механизме формирования кадра становились все более очевидными, поэтому потребовалось создание новой техники, допускающей использование символов произвольного размера.

Данная техника позволяет использовать кадры и наборы символов из любого количества битов. Каждый кадр начинается и завершается специальной последовательностью битов, 01111110, называемой флаговым байтом. Если в битовом потоке передаваемых данных встретится пять идущих подряд единиц, уровень передачи данных автоматически добавит к ним 0-й бит. Битовое заполнение аналогично символьному, при котором дублировался встречающийся в данных символ DLE.

Когда принимающая сторона видит пять единиц подряд, за которыми следует ноль, она автоматически удаляет этот 0. Битовое заполнение, как и символьное, является абсолютно прозрачным для сетевого уровня обоих компьютеров. Если флаговая последовательность бит 01111110 встречается в данных пользователя, она передается в виде 011111010, но на сетевой уровень принимающего компьютера попадает опять в исходном виде 01111110. На рис. 3.5 приведен пример битового заполнения.

Благодаря битовому заполнению границы между двумя кадрами могут быть безошибочно распознаны с помощью флаговой последовательности. Таким образом, если приемная сторона потеряет границы кадров, ей нужно всего лишь отыскать в полученном потоке битов флаговый байт, поскольку он встречается только на границах кадров и никогда в данных пользователя.

Четвертый метод формирования кадров приемлем только в сетях, в которых физический носитель обладает некоторой избыточностью. Например, некоторые локальные сети кодируют один бит данных двумя физическими битами. Обычно бит 1 кодируется парой высокого и низкого сигналов, а бит 0 — наоборот, парой низкого и высокого сигналов. Комбинации сигналов высокий-высокий и низкий-низкий не используются для кодирования данных. В такой схеме каждый передаваемый бит данных содержит в середине переход, благодаря чему упрощается распознавание границ битов.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: