Модемные протоколы
обстоятельство. Во-вторых, реализация протокола может быть вынесена на
уровень программного обеспечения компьютера, оставляя модем и вовсе в
неведении относительно наличия протокола коррекции ошибок. Хорошо это или
плохо - предмет отдельного разговора, но это дополнительная степень
свободы, предоставляемая (или, вернее, не отнимаемая) протоколом.
Формат кадра MNP2 следующий:
1. управляющее поле начального флага, включающее три байта: SYN, DLE и
STX (16h, 10h, 2h);
2. прозрачные пользовательские данные переменной длины;
3. управляющее поле конечного флага, включающее 2 байта: DLE и ETX (10h,
3h);
4. двухбайтовая контрольная последовательность кадра, подсчитанная с
помощью образующего полинома X^16 + X^15 + X^2 + 1.
Кодовая прозрачность управляющих полей обеспечивается байтом DLE,
сигнализирующим о специальном значении следующего за ним байта. Если же
этот байт встречается в пользовательских данных, то он должен
дублироваться, чем обеспечивается прозрачность самих пользовательских
данных. Иногда процедуру вставки байта DLE в пользовательские данные в
протоко- ле типа BSC называют байтстаффингом. Поскольку протокол MNP2 -
знак-ориентированный, в нем нет специального межкадрового заполнителя. Им
служит банальный межбайтовый заполнитель - поток стоповых битов.
В протоколе MNP2 существуют 6 типов кадров: LR, LD, LT, LA, LN и LNA.
Каждый тип кадра в поле прозрачных пользовательских данных имеет свою
собственную логическую структуру, в которой кодируется признак типа кадра,
а также присущие ему параметры и пользовательская информация.
MNP3
Протокол коррекции ошибок MNP3 является бит-ориентированным протоколом.
Кадровый формат его радикальным образом отличается от вышеизложенного и
полностью соответствует основной части Рекомендации V.42, включая
асинхронно-синхронное преобразование байта, подсчет двухбайтовой
контрольной последовательности кадра с точностью до образующего полинома,
обеспечение прозрачности данных и межкадровый заполнитель. Все это
подробнее будет рассмотрено ниже, в разделе, посвященном протоколу V.42.
Все же остальное - перечень типов кадров, их логическая структура и
собственно протокол - полностью идентично протоколу MNP2. При бесспорном
снижении накладных расходов, обусловленном переходом на синхронный кадровый
формат, MNP3 не достигает кондиций V.42, теряя в гибкости по сравнению с
MNP2. Даже экономии вычислительных ресурсов невозможно добиться,
отказываясь от реализации байт-ориентированного режима MNP. По той простой
причине, что процедура входа в протокол MNP3 заключается в обмене сторонами
кадрами LR в байт-ориентированном режиме. Только согласовав с помощью этого
кадра применение в дальнейшем бит-ориентированного режима, стороны
синхронно в него переключаются. Таким образом, все вычислительные
процедуры, присущие
MNP2 - формирование кадра специфического формата, вычисление контрольной
последовательности по специфическому образующему полиному, байтстаффинг и
пр. - все это необходимо реализовывать для установки протокола MNP3. И в
этой связи совершенно непонятна логика разработчиков некоторых
дорогостоящих модемов, в которых байт-ориентированный режим MNP считается
устаревшим и не поддерживается (например, ZyXEL U-1496). В качестве заметки
на полях, хотелось бы обратить внимание sysop'ов BBS, пользующих ZyXEL, на
такое его поведение. Полагая, что столь неплохо зарекомендовавший себя
модем умеет все делать сам, операторы станций не подключают драйверы,
эмулирующие MNP2. И тем самым практически исключают из числа своих
абонентов тех несчастных, модемы которых аппаратно не поддерживают
протоколы коррекции ошибок и которые вынуждены уповать только на
программную реализацию MNP2.
V.42
Протокол коррекции ошибок V.42 является подмножеством, называемым LAPM
(Link Access Procedure for Modems), бит-ориентированных протоколов типа
HDLC (High-level Data Link Control). Как уже было сказано выше, формат
кадра LAPM отличается от кадрового формата MNP2. Если последний можно было
условно назвать асинхронным кадровым форматом, то LAPM можно смело называть
синхронным.
Кадр LAPM состоит из нескольких полей, каждое из которых включает целое
число байт. Все байты в кадре передаются последовательно друг за другом без
каких бы то ни было служебных битов: вслед за старшим битом предыдущего
байта передается младший бит следующего. Все кадры начинаются и
заканчиваются уникальной битовой последовательностью, называемой флагом:
шестью единицами подряд, окаймленными нулями (01111110b, 7Eh). Кодовая
прозрачность тела кадра обеспечивается вставкой нулевого бита вслед за
пятью подряд единицами, независимо от значения следующего бита
(битстаффинг). Межкадровым заполнителем служит флаговая последовательность.
Завершающий флаг одного кадра может одновременно служить начальным флагом
следующего. Таким образом, битстаффинг гарантирует приемник от появления
флага в середине кадра; обнаружение флага в потоке данных говорит приемнику
об окончании принимаемого кадра; появление в потоке флаговых комбинаций
последовательности битов, отличных от флага, говорит о начале следующего
кадра. Резюмируя вышеизложенное, правильнее, думается, называть LAPM "кадр-
ориентированным" протоколом, нежели "бит-ориентированным".
Формат кадра LAPM следующий:
начальный флаг (7Eh);
поле адреса;
управляющее поле;
информационное поле;
двухбайтовая или четырехбайтовая контрольная последовательность кадра;
конечный флаг (7Eh).
. Стоит отметить, что управляющее поле кадра идентифицирует один из трех
форматов кадра. Информационные кадры (I-формат) предназначены для передачи
информации с возможностью одновременного подтверждения принятой информации.
Супервизорные кадры (S-формат) предназначены для подтверждения принятой
информации, запроса на повторную передачу или сообщения оппоненту о
неготовности к приему. И, наконец, ненумерованные кадры (U-формат)
выполняют дополнительные управляющие сеансом процедуры, как то:
установка/прекращение работы протокола, согласование параметров протокола,
передача сигнала break, тестирование канала и пр.
Всего в протоколе LAPM насчитывается 13 типов кадров:
1 кадр I-формата;
4 типа кадра S-формата: RR, RNR, REJ и SREJ;
8 типов кадров U-формата: SABME, DM, UI, DISC, UA, FRMR, XID и TEST.
Двухбайтовая контрольная последовательность кадра подсчитывается с помощью
образующего полинома X^16 + X^12 + X^5 + 1. Стоит обратить внимание на тот
факт, что образующий полином отличается от того, который используется в
протоколе MNP2. Четырехбайтовая контрольная последовательность кадра
подсчитывается с помощью образующего полинома X^32 + X^26 + X^23 + X^22 +
X^16 + X^12 + X^11 + X^10 + X^8 + X^7 + X^5 + X^4 + X^2 + X + 1. Выбор CRC-
16 или CRC-32 производится в процессе согласования параметров протокола с
помощью кадров XID.
Вход в протокол - операция весьма ответственная и потому тщательно
спланирована. Вызывающий модем начинает установку протокола непрерывной
передачей своему оппоненту двухбайтовых "шаблонов обнаружения вызывающего"
(ODP, Originator Detection Pattern) в байт-ориентированном режиме,
соответствующем Рекомендации V.14 CCITT. ODP состоит из байтов 11h и 91h,
разделенных между собой 8 - 16 стоповыми битами. Отвечающий модем, приняв
два подряд ODP, начинает выдавать "шаблоны обнаружения отвечающего" (ADP,
Answerer Detection Pattern) в том же байт-ориентированном режиме. ADP
состоит из байтов 45h ('E') и 43h ('C'), разделенных между собой 8 - 16
стоповыми битами. После выдачи десяти ADP отвечающий модем переключается в
синхронный режим. Вызывающий модем, приняв два подряд ADP, прекращает
передачу ODP и переключается в синхронный режим. Выдача первого кадра в
синхронном режиме предваряется как минимум 16 флаговыми
последовательностями, с помощью которых выдерживается пауза для
гарантированного переключения обоих сторон в синхронный режим. Первым
кадром, как правило, оказывается кадр XID, с помощью которого стороны
согласуют параметры протокола коррекции ошибок и сжатия.
Факторы, свидетельствует в пользу V.42
Минимизация накладных расходов.
Совокупное преимущество V.42 по этому фактору имеет несколько составляющих.
а) Очевидное преимущество MNP3 и V.42 перед MNP2, обусловленное переходом
на синхронный кадровый формат, заключается в уменьшении объема передаваемых
по каналу данных по крайней мере на 20% вследствие отказа от передачи
стартовых и стоповых битов.
б) Обеспечение кодовой прозрачности данных в байт-ориентированном режиме
приводит в худшем случае, когда вся пользовательская информация состоит из
одних байтов DLE, к увеличению объема передаваемых данных на 100%. Для
синхронного кадрового формата худший случай, заключающийся в том, что
пользовательская информация состоит из одних единиц (байтов 0FFh), приводит
к увеличению объема передаваемых данных лишь на 20% - вставки
дополнительного 0 после каждых пяти единиц.
в) Накладные расходы на передачу пользовательской информации посредством I
кадра протокола V.42, обусловленные структурой кадра, составляют 6 байт.
Аналогичные накладные расходы для кадров LT, осуществляющих передачу
пользовательской информации, для протокола MNP3 составляют 8 байт, а для
протокола MNP2 - 12 байт.
г) При двусторонней передаче информации протоколы MNP
| |  скачать работу |
Модемные протоколы |
