Информационная технология. Локальные вычислительные сети. Метод случайного доступа к шине и спецификация физического уровня

1. Поле каждого адреса должно содержать либо 16, либо 48 бит. Однако в любой данный момент времени длины адреса полу- чатсля и адреса отправителя должны быть одинаковыми для всех станций конкретной локальной вычислительной сети.

2. Решение вопроса о 16- или 48-битовой длине адреса полу­чателя и адреса отправителя должно быть оставлено за изготови­телем как решение о реализации. Не требуется, чтобы изготови­тели обеспечивали оба значения длины.

3. . Первый бит (БМЗ) должен использоваться в поле «Адрес получателя» в качестве бита обозначения типа адреса с целью идентификации адреса получателя как индивидуального или как группового. В значении 0 этот бит должен указывать, что поле адреса содержит индивидуальный адрес, а в значении 1—груп­повой адрес, который либо не идентифицирует ни одной станции, либо идентифицирует одну или несколько станций, или все стан­ции, подключенные к данной ЛВС. В поле АО первый бит заре­зервирован и установлен в нуль.

4. . При 48-битовой адресации второй бит должен использо­ваться для различения локально и глобально администрируемых адресов. Для глобально администрируемых адресов э-тот бит ус­танавливается в нуль. Если адрес должен назначаться локально, то этот бит должен устанавливаться в единицу. Заметим, что при широковещательной адресации этот бит также равен единице.

5. . Каждый октет каждого поля адреса должен передаваться, начиная с бита младшей значимости.

Адрес подуровня УДС может быть двух типов:

1. иіндіИ'В'Идуальньїй — адрес, относящийся к конкретной станции данной сети;

2. групповой — адрес многих получателей, относящийся к од­ной или нескольким станциям в данной сети. Он может иметь две разновидности:

1. широковещательный групповой — адрес, который по согла­шению па вышерасположенных уровнях относится к группе логи­чески связанных станций,

2. глобальный — четко различимый заранее определенный ши­роковещательный адрес, который всегда означает совокупность всех станций данной ЛВС.

Битовая комбинация поля «Адрес получателя», состоящая из одних «единиц» (при 16- или 48-битовой адресации в ЛВС) долж­на быть заранее предназначена для глобального адреса. Такая группа должна быть заранее определена для каждой среды пере­дачи данных, чтобы охватить все станции, активно взаимодейст­вующие с этой средой; она должна использоваться для глобаль­ной передачи данных всем активным станциям, подключенным к этой среде. Все станции должны уметь распознавать глобальный адрес, однако не обязательно, чтобы каждая станция была спо­собна генерировать его.Весь набор адресов должен разделяться также на локально- адмлнйстрніруемые <и глобально-администриру&мые адреса. Харак­тер организации и процедур, посредством которых опа назначает глобальные адреса, не рассматривается в настоящем стандарте.

Поле «Адрес получателя» определяет станцию (и), кото­рой (ым) предназначается передаваемый кадр. Оно может содер­жать индивидуальный или многостанциоиный (в том числе гло­бальный) адрес.

Поле «Адрес отправителя» определяет станцию, передающую данный кадр. В методе КДОН/ОК поле «Адрес отправителя» не генерируется подуровнем УДС.

Поле «Длина» содержит два октета² и его значение определя­ет число октетов данных УЛЗ в поле «Данные». Если это значе­ние меньше минимально необходимого для правильного функцио­нирования протокола, то в конце поля «Данные», но перед полем КПК, определяемым ниже, следует добавить поле ЗАП (последо­вательность октетов). Процедура, которая определяет длину по­ля заполнителя, описана в п. 4.2.8. Поле «Длина» передается и принимается, начиная с октета старшей значимости.

Поле «Данные» состоит из последовательности п октетов. Обеспечивается полная «прозрачность» данных в том смысле, что в поле «Данные» может присутствовать последовательность окте­тов любого произвольного значения, максимальное число которых определяется конкретной используемой реализацией настоящего стандарта. Для правильного функционирования протокола КДОН/ОК необходимо соблюдать минимальную длину кадра, определяемую конкретной реализацией. При необходимости поле данных расширяется дополнительными битами (т. е. заполните­лем), сгруппированными в октеты и размещаемыми после поля «Данные УЛЗ», но перед вычисляемым и присоединяемым полем КПК. Длина заполнителя (при его использовании) определяется длиной поля «Данные», выдаваемого подуровнем УЛЗ, а также параметрами «минимальная длина кадра» и «длина адреса» кон­кретной реализации. Максимальная длина поля данных опреде­ляется параметрами конкретной реализации: максимальной дли­ной кадра и длиной адреса.

Длина поля ЗАП, необходимая при длине поля «Данные УЛЗ» п октетов, равна

макс (0, мин-длина-кадра—(8Х« + 2Хдлина~адреса + 48)) бит. Максимально возможная длина поля «данные УЛЗ» равна

макс-длина_кадра— (2Хдлина_адреса+48)/8 октетов.

Рассмотрение параметров реализации см. в п. 4.4, рассмотре­ние параметра мин-длина_кадра — в п. 4.2.3.3

Алгоритмы приема и передачи используют циклический избы­точный контроль (ЦИК) с целью выработки значения ЦИК для поля КПК. Поле КПК состоит из четырехоктетного (32-битового) значения ЦИК. Эго значение вычисляется как функция содержи­мого полей «Адрес отправителя», «Адрес получателя», «Длина», «Данные УЛЗ» и заполнителя (т. е. всех полей,, за исключением преамбулы, НОК и КПК). Кодирование ЦИК определяется сле­дующим полиномом:

G (х) =х³²4-х²⁶+х²³ + х²² + х¹⁶+х¹²+х¹¹ +
+х¹⁰+х⁸ + х⁷-|-х⁵ + х⁴+х²+х+ 1.

Математически значение ЦИК, соответствующее заданному кадру, определяется по следующей процедуре:

1. Первые 32 бита кадра дополняются до единиц.

2. Затем п битов/кадра рассматриваются как коэффициенты полинома АЦх) степени п—1. (Первый бит поля «Адрес получа­теля» соответствует члену х<^п-|), а последний бит поля «данные» соответствует члену х°).

3. Полином М(х) умножается на х³² и произведение делится на полином С(х), в результате чего образуется остаток Р(х) степени <31.

4. Совокупность коэффициентов Р(х) рассматривается как 32-битовая последовательность.

5. Эта битовая последовательность дополняется до единиц, в результате чего образуется ЦИК.

32 бита величины ЦИК помещаются в поле «Контрольная последовательность кадра» так, чтобы член х³¹ был левым битом старшей значимости, а член х° — правым битом младшей значи­мости последнего октета. (Таким образом, биты ЦИК передаются в последовательности х³¹, х³⁰, ..., х¹, х°.) См. приложение 1 [А20].

Каждый октет кадра УДС, за исключением КПК, передается, начиная с бита младшей значимости.

Недействительным считают кадр, который удовлетворяет, по меньшей мере, одному из следующих условий:

1. длина кадра не соответствует полю «длина»,

2. в кадре не содержится целого числа октетов,

из битов/поступающего кадра (за исключением бит самого поля КПК) не вырабатывается значение ЦИК, идентичное при­нятому значению ЦИК.Содержимое недействительного кадра не должно передаваться на подуровень УЛЗ. О появлении недействительных кадров может быть сообщено диспетчеру сети.

4. УПРАВЛЕНИЕ ДОСТУПОМ К СРЕДЕ

Архитектурная модель, описанная в разд. 1, используется в данном разделе для функционального описания подуровня УДС локальной вычислительной сети КДОН/ОК.

Подуровень УДС обеспечивает для подуровня УЛЗ независи­мые от физической среды функциональные возможности, созда­ваемые на основе зависимых от физической среды функциональ­ных возможностей, предоставляемых физическим уровнем. Он применим к общему классу широковещательных физических сред ЛВС, пригодных для использования с дисциплиной доступа к сре­де, известной под названием КДОН/ОК.

Подуровень УЛЗ и подуровень УДС совместно должны обеспе­чивать те же функции, которые в модели ВОС определены для одного уровня звена данных. В сетях широковещательного типа понятие «звено данных между двумя логическими объектами се­ти» не имеет прямого соответствия с отдельным физическим сое­динением. Тем нс менее разделение функций, представленных в этом стандарте, требует наличия двух основных функций, связан­ных в общем случае с процедурой управления звеном данных, выполняемой на подуровне УДС. К этим двум функциям отно­сятся:

1. компоновка данных (передаваемых и принимаемых):

1. формирование кадра (определение границ кадра, синхрони­зация кадров);

2. адресация (обработка адресов отправителя и получателя), в) обнаружение ошибок (обнаружение ошибок передачи по физической среде);

2. управление доступом к среде:

1. распределение среды (ликвидация конфликтов);

2. разрешение соперничества (обработка конфликтов).

В остальной части данного раздела рассматривается функцио­нальная модель метода КДОН/ОК на подуровне УДС.

В данном разделе дается краткий обзор операций по передаче и приему кадров с точки зрения функциональной модели архи­тектуры. Обзор носит скорее описательный, чем определительный характер; формализованная спецификация описываемых здесь операций приведена в пп. 4.2 и 4.3. Конкретная реализация меха-

ніізмов КДОН/ОК, удовлетворяющих настоящему стандарту, при­ведена в п. 4.4. На черт. 4.1 представлена архитектурная модель, функционирование которой описано в последующих разделах.

Компонент физического уровня ПФС образует интерфейс с подуровнем УДС для последовательной передачи битов в физи­ческую среду. Для полноты представления в последующем описа­нии операций некоторые из его функций даны в описательном виде. Компактная спецификация этих функций приведена в и. 4.2 (функции УДС) и в разд. 7 (функции ПФС).

Место подуровня УДС в модели ЛВС в соотношении с эталонной моделью ВОС

Уровни ЛВС КДОН/ОК

Уровни эталонной модели ВОС

ИМС — интерфейс с модулем сопряжения; МСС — модуль сопряжения со средой; ИЗС — интер­фейс, зависимый от среды; МДС — модуль досту­па к среде; ООД — оконечное оборудование дан­ных; УЛЗ — управление логическим звеном; УДС — управление доступом к среде; ПФС — передача физических сигналов

Черт. 4.1

Операции по передаче кадров не зависят от операций по приему кадров. Передаваемый кадр, адресуемый исходной стан­ции, будет принят и направлен в подуровень УЛЗ этой станции. Это свойство подуровня УДС может быть реализовано совокуп­ностью функций либо внутри самого подуровня УДС, либо в виде дуплексных свойств частей нижераслоложенных уровней.

Когда подуровень УЛЗ выдает запрос на передачу кадра, то (компонент «компоновка передаваемых данных» подуровня УДС КДОН/ОК формирует кадр из выдаваемых подуровнем УЛЗ данных. Он присоединяет к началу кадра преамбулу и начальный ограничитель кадра. Используя информацию, переданную под­уровнем УЛЗ, подуровень УДС КДОН/ОК, присоединяет также к концу поля информации УДС поле ЗАП длиной, достаточной для гарантии того, что длина передаваемого кадра будет соот­ветствовать требованию минимальной длины кадра (см. п. 4.2.3.3). Он присоединяет также адреса получателя и отправителя, поле длины и КПК с целью обеспечения функций по обнаружению оши­бок. Затем кадр вручается компоненту «управление доступом к среде на передаче» подуровня УДС для передачи.

После этого компонент «управление доступом к среде на пере­даче» пытается устранить соперничество в среде с трафиком дру­гих станций, контролируя сигнал «опознавание несущей», выда­ваемый компонентом ПФС, и уступая путь проходящему трафику. После того, как среда освободится, начинается передача кадра (после короткой межкадровой задержки, необходимой на время восстановления других подуровней УДС КДОН/ОК и физичес­кой среды). Затем подуровень УДС выдает в интерфейс с ПФС последовательный поток бит для передачи.

Подуровень ПФС решает задачу фактической генерации элек­трических сигналов, представляющих собой биты кадра, для пере­дачи по физической среде. Одновременно он контролирует сос­тояние среды и вырабатывает сигнал обнаружения конфликта, который в рассматриваемом здесь случае отсутствия соперни­чества остается выключенным на время длительности кадра. Функциональное описание физического уровня приведено в разд.7 и в других разделах.

Если передача произошла без соперничества, то подуровень УДС КДОН/ОК информирует об этом подуровень УЛЗ через ин­терфейс УЛЗ — УДС и ожидает следующего запроса на передачу кадра.

На каждой принимающей станции поступление кадра обнару­живается сначала подуровнем ПФС, который реагирует на это синхронизацией с помощью поступающей преамбулы и включе­нием сигнала опознавания несущей. При поступлении битов из физической среды они декодируются и преобразуются обратно в двоичные данные. Подуровень ПФС передаст последующие биты подуровню УДС, где ведущие биты, включая преамбулу и на­чальный ограничитель кадров, аннулируются.