Интегрированные сети ISDN и ATM

Стартовый и завершающие флаги передаются так, что к любым 5 единицам подряд добавляется нуль (чтобы избежать имитации сигнатуры в других, в том числе информационных полях). Принимающая сторона эти нули убирает. FCS вычисляется по методике CRC.

Каждый кадр начинается и завершается одной и той же последовательностью (сигнатура начала/конца кадра). Размер управляющего поля зависит от типа кадра (1 или 2 октета). Информационные элементы присутствуют только в кадрах, содержащих данные 3-го уровня. Формат двухбайтного поля адреса для уровня 2 показан на рис. 13.4. Адрес имеет лишь локальное значение и известен только участникам процедуры обмена. Формат байтов адреса показан на рис. 13.5.

Рис. 13.5. Адресное поле кадра слоя 2

SAPI =0 — запрос соединения по схеме коммутации каналов;

SAPI =16 — переключение пакетов согласно протоколу X.25;

SAPI =63 — административные или управленческие функции (опционно). Точка доступа к услугам представляет собой виртуальный интерфейс между слоем 2 и 3 (см. рис. 13.6).

Рис. 13.6. Виртуальный интерфейс между слоями 2 и 3

Как видно из рисунка, в системе могут использоваться и идентичные коды TEI, если они относятся к разным видам услуг (уникальными должны быть лишь комбинации SAPI - TEI ).

Форматы полей управления для кадров различных модификаций представлены на рисунках 13.7, 13.8 и 13.9.

Рис. 13.7. Формат поля управления информационных кадров

N(S) — номер кадра, посылаемого отправителем;

N(R) — номер кадра, получаемого отправителем;

P/F — флаг опроса, если кадр является командой, или флаг окончания, в случае отклика.

Рис. 13.8. Формат поля управления управляющих кадров

S — разряды кода управляющей функции;

X — зарезервировано, должно быть равно нулю.

Рис. 13.9. Формат поля управления ненумерованных кадров

M — бит модификатора функции (см. таблицу 4.3.1.2 по адресу http://book.itep.ru/4/43/isdn_433.htm).

Мультиплексирование на уровне 2 осуществляется за счет использования отдельного адреса для каждого LAP (Link Access Procedure) в системе. Адрес содержит два байта и определяет приемник командного кадра и адрес передатчика кадра-отклика. SAPI применяется для идентификации типа услуг. Если наряду с цифровым телефоном происходит обмен данными, то эти два терминала будут подключены к разным типам сервиса и, вообще говоря, к разным сетям. Для каждого вида услуг фиксируется определенный код SAPI. TEI (Terminal Endpoint Identifier) обычно имеет определенное значение для каждого из терминалов пользователя.

Комбинация SAPI и TEI однозначно описывает LAP и определяет адрес второго уровня. Так как в сети не может быть двух идентичных TEI, коды TEI распределяются следующим образом ( таблица A.2.):

TEI с кодом в диапазоне 0-63 не нуждаются в диалоге с сетью в процессе установления связи на уровне 2. Но пользователь должен следить сам, чтобы в системе не было двух TEI с идентичными кодами. Терминалы с TEI в диапазоне 64-126 должны договариваться с сетью о TEI при установлении связи на уровне 2. Широковещательный TEI =127 служит для обращения ко всем терминалам, имеющим тот же код SAPI. Прежде чем предложить услуги уровню 3, уровень 2 должен запустить LAP. Это производится путем обмена пакетами между драйвером терминала уровня 2 и соответствующим сетевым драйвером. Предварительно должен быть активирован интерфейс уровня 1. До установления LAP возможен обмен только ненумерованными кадрами.

Этот процесс включает в себя передачу команды SET Asynchronous Balanced Mode Extended ( SABME ), адресат при этом должен откликнуться посылкой ненумерованного отклика ( UA — Unnumbered Acknowledgment). После установления канала уровень 2 может передавать информацию для уровня 3. Ниже ( рис. 13.10) приведена последовательность обмена кадрами на уровне 2:

Рис. 13.10. Последовательность обмена кадрами на уровне 2

Получение каждого информационного кадра (Iframe) должно быть в конце концов подтверждено (прислан пакет RR; см. таблицу 13.1). Число Iframe, которое может быть послано, не дожидаясь подтверждения получения, может лежать в пределах 1-127 (размер окна). В случае телефонии это число равно 1. Если ресурс окна исчерпан, партнер вынужден задержать отправку очередного пакета до подтверждения получения посланного ранее кадра (RR). Для выявления потери кадров используется таймер. Таймер запускается всякий раз при посылке командного кадра и останавливается при получении подтверждения. Этого таймера достаточно, чтобы проконтролировать доставку как команды, так и отклика. Если произошел тайм-аут, нельзя определить, какой из этих двух кадров потерян. Кадр, поврежденный на уровне 1, будет принят с неверной FCS (Frame Check Sequence) и по истечении времени, заданного таймером, будет произведена посылка командного кадра с битом poll=1. Партнер при этом вынужден прислать значение системной переменной, характеризующей ситуацию. По этой переменной можно судить, был ли получен исходный кадр.

Таким образом, можно идентифицировать факт потери информационного кадра (нужна ретрансмиссия) или отклика на него. После трех ретрансмиссий считается, что канал разорван, и предпринимается попытка его восстановить. FCS получается путем деления последовательности бит, начиная с адреса и кончая (но не включая) началом FCS, на образующий полином x¹⁶+x¹²+x⁵+1. Практически это делается с использованием сдвигового регистра ( рис. 13.11), который в исходном состоянии устанавливается в единичное состояние. В конечном результате в регистре оказывается код остатка от деления. Дополнение по модулю 1 этого остатка и есть FCS.

Рис. 13.11. Схема вычисления контрольной суммы (FCS/CRC)

Другой возможной ошибкой является получение I-кадра с неверным номером N(S). Это возможно, когда LAP работает при ширине окна более 1. Если потерян кадр с номером N(s)=k, принимающая сторона не должна посылать подтверждение приема кадра k+1. Отклик при этом имеет тип REJ (см. таблицу 13.1) с N(R)=k+1. Это укажет передающей стороне, что все кадры до k получены, но необходимо возобновить передачу, начиная с кадра k. При выявлении ошибки в N(R) связь прерывается, реинициализируются переменные состояния передающей и принимающей сторон, после чего канал восстанавливается и обмен возобновляется с самого начала.

Сигнал RNR (получатель не готов) применяется для запрета пересылки пакетов партнеру на уровне 2 и может использоваться при реализации приоритетных услуг. Другим пакетом, который специфицирован на уровне 2, является кадр FRMR (Frame Reject). Этот кадр может быть получен объектом второго уровня, но не может быть послан. При получении этого кадра система сбрасывается в исходное состояние. После завершения процедуры обмена разрыв канала производится путем посылки кадров DISC (disconnect) и отклика UA (Unnumbered Acknowledgment), с этого момента обмен кадрами I-типа невозможен. Кадр DM (Disconnect Mode) может выполнять те же функции, что и UA. Он используется в качестве отклика на SABME, если слой 2 не может установить связь, или отклика на DISC, если связь уже разорвана.

Для управления и контроля за выделяемыми идентификаторами TEI предназначен специальный драйвер, который имеет возможность выделять и удалять используемые TEI. Так как работа с TEI должна выполняться вне зависимости от состояния уровня 2, все TEI -сообщения являются ненумерованными ( UI ) и не требуют отклика. Надежность достигается путем многократной пересылки пакетов. Пока терминалу не присвоен TEI (Terminal Endpoint Identifier), используется широковещательный метод обмена. Все терминалы пользователя должны воспринимать любые управляющие кадры. Кадры управления в процессе присвоения TEI терминалу рассылаются широковещательно.

Третий уровень X.25 служит для доставки управляющих сообщений даже в случае отказа сети, именно здесь выполняется реконфигурация маршрута, если это необходимо. Сигнальный пакет 3-го уровня имеет формат ( рис. 13.12):

Рис. 13.12. Формат сигнального пакета уровня 3