INFORMATICA 2/1979 KOMUNIKACIJSKI PROTOKOLI M. KAPUS A.P. 2ELEZNIKAR UDK: 681.324 VISOKA TEHNIŠKA ŠOLA, MARIBOR IJS, LJUBLJANA Članek podaja pregled najbolj razširjenih formatov za prenos informacij. Podrobno obravnava HDLC sinhrone protokole in komuniciranje z informacijskimi paketi. COMMUNICATION PROTOCOLS in the paper the most commonly used formate for the Information transfer are de- scribed. Details are given about the HDLC and the packet level Communications. 1. UVOD Leta 1976 je CCITT izdal nekaj novih smernic za prenos Informacij v priporočilu X25, ki podaja način komuniciranja med terminali oz. DTE (Data Terminal Equipment) In DCE (Data Circuit-terminating Equipment02 informacijskimi paketi. Komuniciranje lahko obravnavamo na treh nivojih. Prvi nivo podaja električne karakteristike linij in fizikalne procedure za njihovo vzpostavljanje. Drugi nivo je kontrola linije z digitalnimi sekvencaml, ki omogoča zanesljiv prenos informacij v realnih tokokrogih. Tretji nivo obravnava manipulacijo z Informacijskimi paketi v stalnih ali začasnih logičnih kanalih. X25~ podrobno definira tretji logični nivo. Za Ilustracijo drugega nivoja podaja uporabo HDLC protokola z asinhronim načinom odgovora v dupleksni izvedbi. Prvi nivo je opisan v priporočilu X2l. Članek je pregled protokolov za drugi in tretji nivo. DTK/DCE vmesnik' x^H?>-^v-<^i L L 2 L 5 T I |<—DTfc; ^l«=- -DC£- I -Vmesnik X2^ Ll - fizikalni vmesnik L2 - logični vmesnik na nivoju nabora logični vmesnik na nivoju paketa uporabnikovi procesi transportna funkcija mreže X21 kontrolor linije ali V24 modem L3 P T O 2. SEKVENČNI NIVO 2.1. Uvod Za prenos informacij se uporablja več formatov. Asinhroni format XiXXX START ''O D-. Ai- -*t- "N PARITKTA ^TOP JOC X - sekvenca prostega teka Pariteta - liha, soda ali ni prisotna N - 5,6,7 ali 8 Ustavitveni (stop) znak - 1, 1.5 ali 2 bita Sinhroni format z enim z^logom za sinhronizacijo SIN. Podatki -IV- CRC 1 CRC 2 SIN. - sinhronizacijski zlog CRC - kontrola pravilnosti prenosa 8 metodo krožečega ostanka Siqhroni format z dvema zlogoma za sinhronizacijo SIN. .1 SIN, 2 1 1» 1 Podatki CRC 1 CRC 2 Format pri zunanji sinhronizaciji Podatki II CRC 1 CRC 2 Za asinhrone formate je značilna mala dolžina informacijskega polja po pravilu en znak - en nabor. Sinhroni formati uporabljajo nabore različne dolžine, ki vključujejo več zlogov (byte) . S tem lahko prenašamo kontrolne ukaze v saftiem naboru, manj je redundančnih startnih in ustavitvenih• bitov, če pošiljamo dolge sekvence. Zato so sinhroni formati idealna oblika prenosa večje količine informacij. Najbolj dovršen format uporabljajo HDLC protokoli. Vidimo, da je pri NRM možen enakovreden pretok informacij v obeh smereh, pri ARM pa sekundar v glavnem le potrjuje pravilen sprejem. 2.2.2, Uporaba asinhronih protokolov Z ARM lahko izvedemo sirapleksni prenos (simpleks), neuravnoteženi dupleksni in uravnoteženi dupleksni prenos (dupleks). Za simpleksni prenos imamo: Paket: glava podatki V" -•- ***** zastava kontrola nabora labors informacije JfCS zastava * P -+ * S * * » ***** naslov kontrola (C) 2.2, HDLC - High Leve! Data Link Control j9 skupno ime več standardiziranih protokolov za sinhroni prenos podatkiv. Ti protokoli vzpostavljajo in prekinjajo ivezo, kontrolirajo pravilnost prenosa, sami popravljajo nekatere napake, o drugih pa obveščajo višje nadzorne strukture. Razlikujejo se po namenu za različne konfiguracije sistema. Pri vseh je osnovna prenašana enota nabor, sestavljen iz začetne in končne zastave, .naslovnega ' zloga, kontrolnega zloga, informacijskega polja spremenljive dolžine in dveh zlogov za FCS (Frame Checking Seguence). Eden izmed bitov kontrolnega zloga je P/F bit. Ki ureja odnos hierarhije med partnerjema, in- a tem neposredno določa vrsto protokola. 2.2.I. P/F cikel Sa vsaki liniji ima eden od partnerjev primarno, drugi pa sekundarno vlogo, Primar oddaja ukaze, sekundar odgovarja, V ožjem pomenu le primar oddaja informacije, vendar to ni nujno, Ce je terminal priključen na več linij, je lahko za nekatere primar, za druge sekundar. P/F bit imenujemo v naborih, ki jih oddaja primar, P (Poli) bit, v naborih, ki jih oddaja sekundar, pa F (Final) bit, Primar, ki zahteva od sekundarja odgovor, to označi s P = 1, Sekundar konča odgovor z naborom, ki ima F = 1. Primar lahko oddaja nabore s P', toda šele P - nabor aktivira sekundar. Ko sekundar odda F - nabor, ne sme oddati nobenega nabora več, dokler ne sprejme P - nabora. Sekundar lahko odda F - nabor takoj ali pa za nekaj F' - nabori. Prvi način Imenujemo asinhroni način odgovora (ARM - A8ynchronous Response Mode), drugi pa normalni ali sinhroni način odgovora (NMR - Normal Response Mode' ali SDLC - Synchronou8 Data Link Control), ASINHRONI NAČIN SINHRONI NAČIN Primar p'~ + P ~ + p — + p-~ + Sekundar +—F +--F Primar p '— + p — + p'-- + p-—+ P'~ + Sekundar +—F' +—F' +~F Primar oddaja informacije, sekundar jih potrjuje (ali zavrača) s nabori brez informacijskega polja. Pretok informacij je le v eno smer. Za neuravnoteženi dupleks (Unbalanced Duplex) jen *i!r*** « * * p * * * * A * A- * ***** * * -+ .* S * * * A * ft * * Primar oddaja informacije, sekundar odgovarja z F-nabori, ki vsebujejo informacijsko polje. Ker je število F-naborov omejeno s številom P-naborov, število P'-naborov pa ne, in ker je dolžina informacijskega polja navzgor omejena, je pretok informacij v smeri od primarja k sekundarju močnejši. Pri uravnoteženem dupleksu (Balanced Duplex ) imamo t ***** * * * p * * * ***** * * * S * * * ***** ***** * * * S * « * ***** * * * p * * « ***** Vsaka postaja na liniji ima vlogo primarja in sekundarja. Tako imamo simpleks v dveh smereh. 2.2,3. Uporaba SDLC Pri SDLC je pretok informacij zaradi narave P/F cikla lahko vselej dupleksni. Zato je SDLC uporaben tudi za bolj kompleksne konfiguracije sistema, npr. multipoint in loop. Javlja se vpraSanje izbire polovičnega in polnega dupleksa. (Polovični - half - dupleks poteka po eni sami žici izmenično v obeh smereh. Polni - full - dupleks ima za vsako smer poseben vod.) Uporaba polnega dupleksa je smiselna pri ainhronih protokolih, ko sta na liniji lahko hkrati P' in F' nabor, pri ARM pa je polni dupleks uporaben le kot uravnoteženi dupleks. 52 2,3. Podroben opis nabora pri UDLC 2.3,1. Zastava (Flag) Zastava označuje začetek in konec nabora in rabi kot znak za sinhronizacijo. Njena oblika je 01111110. Da ne bi sprejemnik enakega vzorca znotraj nabora prebral kot zastavo, se avtomatično vstavi O za vsakimi zaporednimi petimi 1. Pri sprejemu se O odstrani. 2.3.2. Naslovni zlog pe v Kadar Ne glede na smer pretoka informacij naslovnem zlogu vedno naslov sekundarja. vsi partnerji vsebujejo primarno in sekundarno funkcijo, je dogovorjeno, da sta v naslovih sekundarja na DTE najniZe utežena bita b O = 1, b 1 = 1, na DCE pa b O = 1, b 1 = 0. Tu je skrito nekaj redundance. 2.3.3. FCS zloga rabita za kontrolo pravilnosti prenosa polja med začetno zastavo in zlogoma FCS. Pri tem se uporablja metoda CRC (Cycling Redundancy Checking) v različnih oblikah. Več o tem je napisanega v (5). 2.3.4. Formati kontrolnega zloga (C) C zlog ima tri formate? I (Information), S (supervisory) in NS (nonsequenced). ( g 2 3 4 S Inforraacl.jski N(S) •p/F • 6 7 N(R) ^ Nadzorni ' " s p/F N(RI NP 1 ' ' kvenčni IVI p/F M 2.3.4.2, Nadzorni format S (Supervisory) ima pri ARM vlogo odgovora, pri NRt-1 pa vlogo ukaza in odgovora. Ti soi RR (Recieve Ready). Potrjuje pravilen sprejem naborov do vključno H (-1 P- 000 000 000 100 000 010 011 100 OUl Ndo w(iO lUH) W(H) 10 •H o a a 3 f* W h -H la tH V, a •H o « M p/l' p p !•' P 1'' Jr' 1 JVi.' p/i.' P/J-' p/i.' •p •H X> •H • o hU 'd o — -— - - — - o M m 'O •H O a H (H O n 0 •-H O a m •a a) p. o o, u p. - CLEAR COI•!+ + + + + ritevliKu l.uq 1 i::u!i|.i Kanal"! + ++ + -*+ +++ 1+1 •) 1+1- vi I I I I H 1 i Iti I i )-(-+H-++ + +++ + 0 O U I O I 1 1 + ++++++++++++++++++•(•+++-1-+++++++++++++++++ DTE in DCE DATA piiketni format ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + 8 7 6 5. 4 3 2 1 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++•••+ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ +0 O O 1 + številka kanalne + +++++++++++++++++++++ + + Q O 1 O + skupine + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + številka logičnega kanala + +++++++++++++++++++++++++++++++++++•?•++++ + P (R) + M + P(S) + O + + + + podatki -^ + ->. ++ + + + + + + + + + + + + + + (• + +++++ + +++ + + + + + + ++-1.. .^J..^. M = MORI; DATA O = lATA OUALIFIER ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + TTTOOOOO BuopsBBZ of G50JUI+ + TOtOOOOO B>(BdBU BUjnpoooad BUXB>(OX+ + TTOOOOOO 3zaA -puBj^s jBnap BU+ + B>{BdBU BUjnpoooad+ + TOOOOOOO BJBA1(0+ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + 00000000 :»9saj: 3j;a+ + TZCfS9i8 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ v[f:>a>(Bd MOIIVOIONI laSOT A :>aseJ BZ B>(OJZA sCuBafpoH + T ••+++++++++++++++++++++++ 0 0 T O O + + • oxcuo5( BBSUJT&O^ B-sfTTAO^s + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + Bui;dn>(s +0 t O O + + +++++++++++++++++++++ + SUXBUB5( 0>|XTA35g + T o O O + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + t Z E fr g 9 L 8 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ^Biujoj ,Tu:ia5(Bd +++++++++++++++++++H+'+++++++++++++++++++ + BpO>( BUp-flSOufiBfp + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + 53SaJ BZ 5(0JZA + + T T O T T 0 O 0 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + BxeuB5( Bfioug-tfioT B>(xTAa^5 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + 3UTdn;is +0 T O O + + +++++++++++++++++++++ + 3UXBUB:!( B>(XTAs:t5 + T O O O + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + 1 Z Z f S 9 L 9 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ tVBUiaoj TU305(Bd ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + T'PBPO'J + ++++++++++++++++++++++++++++++•»•+++++++++ + T T O O O T O 0 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + BXEUB5( B6au3x6ox e5(XTAa5!( + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + 9uxdnj(s +0 t O O + + +++++++++++++++++++++ + auxBUB^ B5(XTA35g + T o O o + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++++•«•+++++++++++++++++++++++++++++ + T z Z i 9 9 L 9 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ rjBiujcoj TU3a>(Gd j,dnuHaj,Ni aoa UT aM ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + X T I T X T I T + +++++++++++++++4-++++++++++++++++++++++++ + + O T 0 0 + +0 O O O +++++++++++++++++++++ + + T O O O + ++ + + + + ++++++++-r+ + +++ +++ + + + ++++ + +++++ + + ++ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + 1 z Z t- S 9 L 9 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ tiBuiaoj xu^<'i|Bd NOiiiv/JHiaNoD j:.avis3H asa UT KM ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + T O O T 0+ (H) d + + BXBVIB>1 B63U5X50X 85(XT^35§ + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + ou^dn^s +0 T O O + + +++++++++++++++++++++ + suxBUB5i B2(XTAa45 + T o O O + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + TZet'G9i B + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ^euijoj Tu^o^fBd ran 5ixa ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + TTOOOOOO BUopascz oC BSSJIU+ + TOOOOOOO Bi(cdBU Bu:tnpoooad BUXB^(XX+ + +++ + + + + + +++ + +4+ + -(-++ + + ++++++++ + ++++ +++++ + TZGfrSOig + [• + ++ + + +++ + ++ + + + + + + + +++ + + 4 'iX5 0>(ed NOIJiVDiaNI iHVXS35I A •4a->nT[ BZ B:>iOazA aCuBJTPOM ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + tlJB^SOJ cz >(OJZA + ++++++++++++++++++++++++++++•(+++++++++++ + T T O T T T T T + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + 0 O O o o O o 0 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + + o T o o + +0 o o o +++++++++++++++++++++ + + T o o o + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + T z Z f S 9 L 8 + +++++++++-(-++++++++++++++++++++++++++++++ ^Buuoj Tu^anpd KOiiVDiatJi iavjisan "T .Lsanoaa iav.isaa ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + T o T o 0+ (a) J + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + BXBUB>( B5(XTAa?5 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + au^dnijs +0 T 0 0 + + +++++++++++++++++++++ + auxcuB5t B^XT''^a55 +1 0 0 O + H++++++++++++++++++ H-+++++++++++++++++++++++ + T Z Z i S 9 L 8 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ^Buijoj Tu^sfcd H^M aoa "T aj.a ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + 1 o o o 0+ (a) d + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + BXe"C'S( B5au5x6ox B^XT'^9^5 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + auTdn-^s +0 T O O + + +++++++++++++++++++++ + auXBUB5( B>IXTA955 + T O O O + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ .+ T Z Z i S 9 L 8 + +++++++++++•+++++++++++++++++++++++++++++ aa 3Da UT aia 99 57 Diagnostična koda v RESET INDICATION paketih Diagnoza ni določena 00000000 Tu so odprta vrata razvoju. Kdaj bomo napolnili okvire, ki smo si jih začrtali, je odvisno od naraSčanja komunikacijskih potreb, torej od napredka človekovih dejavnosti. 5. LITERATURA DTE in DCE RESET CONFIRfIATION paketni format ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + 8 7 6 54 3 2 1 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ +0 O O 1 + Številka kanalne + +++++++++++++++++++++ + +0 O 1 O + skupine + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + številka logičnega kanala . + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ + 0 O O 1 1 1 1 1 + ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ l.CCITT: FINAL REPORT ON THE WORK OF STUDY GROUP VII.PART III: PROPOSALS FOR NEW AND REVISED SERIES X RECOMMENDATIONS. GENEVA, 1976. 2.DR.C.S0L0M0NIDESI X25 INTERFACE DEFINITION. THE NATIONAL COMPUTING KANCHESTER, APRIL 1977. CENTRE LIMITED, 3. IBM SYNCHRONOUS DATA LINK CONTROL, GENERAL INFORMATION. 4.M0STEK TECHNICAL MANUAL CONTROLLER MK3884/3885. FOR SERIAL I/O 4. SKLEP DanaSnji komunikacijski protokoli so le abeceda protokolov prihodnosti. Že beSen pogled pokaže, da je v sekvencah 3e veliko redundančnih bitov, ki z njimi danes nimamo kaj početi. Kljub temu je smotrno, da so prisotni, tako kot so v začetku tega stoletja perspektivna mesta gradila železniške postaje za petdeset let naprej. 5.GLUŠAC D.J POUZDANOST PRENOSA PODATA IZMEDJU MAGNETNIH MEDIJUMA I CRC-KONTROLA, INFORMATICA 1977/3.