Интегрированные сети ISDN

Рис. 4.3.3.8. Адресное поле кадра слоя 2

SAPI=0 - запрос  соединения по схеме коммутации  каналов; 
SAPI=16 - переключение пакетов согласно протокола X.25; 
SAPI=63 административные или управленческие функции (опционно). Точка доступа к услугам представляет собой виртуальный интерфейс между слоем 2 и 3 (см. рис. 4.3.3.9).

Рис. 4.3.3.9 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 (несовпадающими должны быть лишь комбинации SAPI-TEI). Для  кодирования сигналов в ISDN используется метод 2B1Q (2 binary into 1 quaternary), что соответствует

Форматы полей  управления для кадров различных  модификаций представлены на рисунках 4.3.3.10, 4.3.3.11 и 4.3.3.12.

Рис. 4.3.3.10 Формат поля управления информационных кадров

N(S) - номер кадра, посылаемого отправителем (cм. также описание форматов для протокола X.25). 
N(R) - номер кадра, получаемого отправителем; 
P/F - флаг опроса, если кадр является командой, или флаг окончания, в случае отклика.

Рис. 4.3.5.11 Формат поля управления управляющих  кадров

s - разряды кода управляющей функции; 
x - зарезервировано, должно быть равно нулю.

Рис. 4.3.3.12 Формат поля управления ненумерованных кадров

m - бит модификатора функции (см. таблицу 4.3.1.2).

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 используется для идентификации типа услуг. Если наряду с цифровым телефоном используется 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 (link access procedure) и определяет адрес второго уровня. Так как в системе не может быть двух идентичных TEI, коды TEI распределяются следующим образом:

TEIс 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. 4.3.3.13) приведена последовательность обмена кадрами на уровне 2:

Рис. 4.3.3.13 Последовательность обмена кадрами  на уровне 2

Получение каждого  информационного кадра (Iframe) должно быть в конце концов подтверждено (прислан пакет RR; см. таблицу 4.3.3.1). Число Iframe, которое может быть послано, не дожидаясь подтверждения получения (размер окна), может лежать в пределах 1-127. 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 таймаут, 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, 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. 4.3.3.14 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. таблица 4.3.3.1) 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.

Таблица 4.3.3.1. (См. также раздел о протоколе X.25)

Ниже на рис. 4.3.3.15 показана схема алгоритма восстановления после потери кадра RR.

Рис. 4.3.3.15 Восстановление системы после потери кадра RR

Сигнал RNR(получатель не готов) используется для запрета пересылки пакетов партнеру на уровне 2 и может использоваться при реализации приоритетных услуг. Другим пакетом, который специфицирован на уровне 2, является кадр frame reject (FRMR). 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 не возможен. 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. Все сообщения, связанные с TEI, передаются с помощью пакетов SAPI (service access point identifier). 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. Схема присвоения TEI и установления связи показана ниже на рис. 4.3.3.16: