Синхронные символьно-ориентированные и бит- ориентированные протоколы

В синхронных протоколах между пересылаемыми символами (байтами) нет стартовых и стоповых сигналов, поэтому отдельные символы в этих протоколах пересылать нельзя.

Все обмены данными осуществляются кадрами, которые имеют в общем случае заголовок, поле данных и концевик (рисунок 2.19). Все биты кадра передаются непрерывным синхронным потоком, что значительно ускоряет передачу данных.

Так как байты в этих протоколах не отделяются друг от друга служебными сигналами, то одной из первых задач приемника является распознавание границы байт.

Затем приемник должен найти начало и конец кадра, а также определить границы каждого поля кадра ­ адреса назначения, адреса источника, других служебных полей заголовка, поля данных и контрольной суммы, если она имеется.

Большинство протоколов использует поля данных переменной длины. Иногда и заголовок может иметь переменную длину.

Обычно протоколы определяют максимальную длину поля данных. Эта величина называется максимальной единицей передачи данных (Maximum Transfer Unit, MTU).

В некоторых протоколах задается также минимальная длина поля данных. Например, протокол Ethernet требует, чтобы поле данных содержало минимум 46 байт данных. Другие протоколы разрешают использовать поле данных нулевой длины, например FDDI.

Существуют также протоколы с кадрами фиксированной длины, например, в протоколе ATM кадры фиксированного размера 53 байт, включая служебную информацию. Для таких протоколов необходимо решить только первую часть задачи ­ распознать начало кадра.

Синхронные протоколы канального уровня бывают двух типов: символьно-ориентированные (байт-ориентированные) и бит-ориентированные.

Для обоих характерны одни и те же методы синхронизации бит. Главное различие между ними заключается в методе синхронизации

символов и кадров.

Символьно (байт)--ориентированные протоколы

Символьно (байт)-ориентированные протоколы (BSC) используются в основном для передачи текстовых файлов.

Синхронизация достигается за счет того, что передатчик добавляет два или более управляющих символа, называемых символами SYN, перед каждым блоком символов. В коде ASCII символ SYN имеет двоичное значение 0010110, (шестнадцатиричное 16Н), это несимметричное относительно начала символа значение позволяет легко разграничивать отдельные символы SYN при их последовательном приеме.

Символы SYN выполняют две функции:

во-первых, они обеспечивают приемнику побитную синхронизацию;

во-вторых, позволяют приемнику распознавание границ символов.

После того как приемник начал отделять один символ от другого, определяются границы начала и конца кадра с помощью специальных символов STX (Start of TeXt, ASCII 0000010, 02Н) и − ЕТХ (End of TeXt, ASCII 0000011,03Н).

Однако такой простой способ выделения начала и конца кадра хорошо работает только в том случае, если внутри кадра нет символов STX и ЕТХ, что крайне редко. Поэтому для отличия управляющих и промышленных символов перед управляющими символами STX и ЕТХ всегда вставляется символ DLE (Data Link Escape, ASCII 00010000, 10Н).

Такая процедура называется стаффингом символов (stuff — всякая всячина, заполнитель).

Если же в поле данных кадра встречается последовательность DLE ЕТХ, то передатчик удваиваивает символ DLE, то есть генерирует последовательность DLE DLE ЕТХ.

Приемник, встретив подряд два символа DLE DLE, всегда удаляет первый, но оставшийся DLE уже не рассматривал как начало управляющей последовательности, то есть оставшиеся символы DLE ЕТХ считал просто пользовательскими данными. В протоколах обычно используются следующие управляющие символы:

1 Начало заголовка (НЗ) − SON 01Н;

2 Начало текста (НТ) − STX 02Н;

3 Конец блока (КБ) − ETB 17Н;

4 Конец текста (КТ) − ETX 03Н;

5 Конец передачи (КП) − EOT 04Н;

6 Кто там (КТМ) − ENQ 05Н;

7 Подтверждение (ДА) − ACK 06Н;

8 Отрицание (НЕТ) − NAK 15H;

9 Авторегистр (АР) − DLE 7FH;

10 Синхронизация (СИН) − SYN 16Н;

11 Разъединить коммутируемое соединение – DLE EOT.

Формат символьно-ориетированной передачи представлен на рисунке 2.20.

Процедура обмена: полудуплекс.

Помехоустойчивое кодирование (ВСС): матричное кодирование.
Передача: – синхронная, побайтно (n=8);
– асинхронная (без SYN), старт-стопная.

Рисунок 2.20 – Формат символьно-ориетированного кадра