High-Level Data Link Control Protocol
1- مقدمة:
سنتكلم في بحثنا هذا عن بروتوكول تحكم وصل المعطيات عند المستوى المرتفع High - Level Data Link Control
والذي يعرف اختصارا HDLC
. يعد هذا البروتوكول أحد أهم البروتوكولات المتعلقة بطبقة وصل المعطيات Data Link Control
الطبقة الثانية في النموذج المعياري للنظام المفتوح OSI \ ISO
.
تم تطوير هذا البروتوكول من قبل المنظمة القياسية المعيارية International Organization for Standardization (ISO) و قد تم تصنيفه بنوعين: ISO 3309 , ISO 4335 . و قد انتشر هذا البروتوكول بسرعة كبيرة و أصبح يستخدم في معظم الشبكات حول العالم , و تعود أسباب انتشاره السريع إلى الميزات الكثيرة التي يدعمها.
2- ميزات بروتوكول HDLC :
·دعم نظام الاتصال المزدوج Full Duplex
·دعم نظام الاتصال نصف المزدوج Half Duplex
·دعم شبكات الند للند (نقطة لنقطة ) , point to point
·دعم الشبكات متعددة النقاط multi-point networks
.
·دعم القنوات المبدلة و غير المبدلة switched and non-switched channels
.
كما أن الاجرائيات ضمن البروتوكول صممت لتسمح بإرسال المعطيات بشكل متزامن synchronous , و من الفوائد الأخرى لهذا البروتوكول أن معلومات التحكم تتوضع دوما في نفس الموضع و تختلف العينات البتية المستخدمة للتحكم بشكل دراماتيكي dramatically عن تلك العينات الممثلة للمعطيات مما يقلل فرصة حدوث الخطأ, و قد أدى هذا البروتوكول إلى تطور بروتوكولات أخرى :
vSynchronous Data Link Control (SDLC)
vLink Access Procedure-Balanced (LAP-B)
Stations and Configurations
üأنماط العمل Operational Modes
üأنماط عدم العمل Non-Operational Modes
üبنية الإطار Frame Structure
üالأوامر و الاستجابات Commands and Responses
üالمحطات و طرق التهيئة Stations and Configurations
4- المحطات: Stations
يحدد بروتوكول HDLC
الأنواع الثلاثة التالية للمحطات في طبقة وصل المعطيات DLC
:
·المحطة الرئيسية Primary Station
·المحطة الثانوية Secondary Station
·المحطة المركبة Combined Station
4-1- المحطة الرئيسية: Primary Station
إذا كانت الشبكة لدينا تستخدم البروتوكول HDLC
كبروتوكول طبقة وصل المعطيات Data Link Control
عندئذ تستخدم طريقة التهيئة Configuration
بحيث يوجد محطة رئيسية تستخدم كمحطة تحكم على الطبقة Link
و لهذه الطبقة القدرة على التحكم بالمحطات الأخرى على الطبقة (غالبا ما تكون المحطات الثانوية), و بالإضافة لهذا المفهوم الهام لكونها محطة متحكمة على الطبقة , فالمحطة الرئيسية تعتبر مسؤولة أيضا عن تنظيم تدفق المعطيات على الطبقة, كما أنها تهتم أيضا بتصحيح و إزالة الأخطاء في الطبقة الثانية من الشبكة.
4-2 المحطة الثانوية: Secondary Station
إذا كانت الشبكة لدينا تستخدم البروتوكول HDLC
كبروتوكول طبقة وصل المعطيات Data Link Control
و كانت هنا محطة رئيسية فلا بد من وجود محطة ثانوية أيضا على نفس الطبقة.
تقع الطبقة الثانوية تحت تحكم الطبقة الرئيسية و ليس لها أي مقدرة أو مسؤولية مباشرة للتحكم بالطبقة , وتفعل هذه الطبقة فقط عندما تطلب منها ذلك من المحطة الرئيسية فهي تستجيب فقط للطبقة الرئيسية , تدعى إطاراتFrames
الطبقة الثانوية بالاستجابات Responses
و تستطيع هذه المحطة إرسال استجابة فقط عندما تطلب منها ذلك المحطة الرئيسية.
4-3 المحطة المركبة: Combined Station
إن المحطة المركبة هي عبارة عن اتحاد محطة رئيسية مع محطة ثانوية ,و تتميز جميع المحطات المركبة بقدرتها على إرسال و استقبال الأوامر Commands
و الاستجابات Responses
بدون أي إذن أو سماحيات من محطات أخرى على الطبقة, و كذلك لا يمكن لأي طبقات أخرى التحكم بالطبقة المركبة.
5- طرق التهيئة: Configurations
يعرف البروتوكولHDLC
ثلاثة أنواع لطرق التهيئة من أجل الأنواع الثلاثة السابقة من المحطات :
·طريقة التهيئة غير المتوازنة Unbalanced Configuration
·طريقة التهيئة المتوازنة Balanced Configuration
·طريقة التهيئة المتناسقة Symmetrical Configuration
5-1 طريقة التهيئة غير المتوازنة: Unbalanced Configuration
تتألف طريقة التهيئة غير المتوازنة Unbalanced Configuration
في طبقة هذا البروتوكول من محطة رئيسة واحدة و محطة ثانوية واحدة أو أكثر, و يحدث عدم التوازن بسبب أن محطة واحدة فقط تتحكم بالمحطات الأخرى .
تصلح هذه الطريقة في الحالات التالية :
üالعمليات المزدوجة Half - Duplex operation
üالعمليات نصف المزدوجة Full - Duplex operation
üشبكات الند للند Point to Point networks
üالشبكات المتعددة النقاط Multi-point networks
و يمكن توضيح هذه الطريقة بالشكل 1.a
.
5-2- طريقة التهيئة المتوازنة Balanced Configuration :
تتألف طريقة التهيئة المتوازنة Balanced Configuration
في طبقة البروتوكول HDLC
من محطتين مركبتين على الأقل , وفي هذه الطريقة تكون لكل المحطات مسؤوليات متساوية و غير محدودة مقارنة مع بعضها البعض . تصلح هذه الطريقة في الحالات التالية:
üالعمليات المزدوجة Half - Duplex operation
üالعمليات نصف المزدوجة Full - Duplex operation
üشبكات الند للند Point to Point networks
و يمكن توضيح هذه الطريقة بالشكل 1.b
.
الشكل 1.b
5-3- طريقة التهيئة المتناسقة: Symmetrical Configuration
هذه هي الطريقة الثالثة من طرق التهيئة و لكن لم ينتشر استخدامها بشكل واسع. تتألف هذه الطريقة من محطتي تهيئة متوازنة و لا متوازنة معتمدتان على بعضيهما البعض و بالتالي لكل محطة حالتين : محطة رئيسية و ثانوية , وبالتالي تعتبر كل محطة منطقيا كأنها محطتان.
6- أنماط العمل في HDLC :
يقدم البروتوكول HDLC
ثلاث أنمط عمل مختلفة :
·نمط الاستجابة الطبيعية Normal Response Mode(NRM)
·نمط الاستجابة اللامتزامن Asynchronous Response Mode(ARM)
·النمط المتوازن اللامتزامن Asynchronous Balanced Mode(ABM)
6-1- نمط الاستجابة الطبيعية: Normal Response Mode(NRM)
في هذا النمط تبتدئ المحطة الرئيسية بإرسال المعطيات للمحطة الثانوية أما المحطة الثانوية يمكن أن ترسل استجابة فقط عندما و فقط عندما يطلب منها فعل ذلك من قبل المحطة الرئيسية , و بكلمات أخرى : يجب على المحطة الثانوية استقبال سماحيات محددة من المحطة الرئيسية لتنفيذ استجابة ما و بعد استقبال السماحيات من المحطة الرئيسية تبدأ المحطة الثانوية بالإرسال. هذا الإرسال من المحطة الثانوية للمحطة الرئيسية يمكن أن يكون أكثر من مجرد تسليم الإطارات , وفي الحقيقة إنه بمكن أن يكون أيضا أكثر من مجرد نقل معلومات الإطار. إذا ما أرسل الإطار الأخير من المحطة الثانوية يجب أن تنتظر المحطة الثانوية ثانية سماحيات محددة من المحطة الرئيسية لنقل أي شيء, يستخدم هذا النمط فقط في طريقة التهيئة الغير متوازنة Unbalanced Configuration
.
6-2- نمط الاستجابة اللامتزامن: Asynchronous Response mode(ARM)
في هذا النمط لا تبتدئ المحطة الرئيسية بإرسال المعطيات للمحطة الثانوية , بالحقيقة لا تحتاج المحطة الثانوية لانتظار سماحيات محددة من المحطة الرئيسية من المحطة الرئيسية لإرسال أي إطار , و يمكن أن تكون الإطارات أكثر من مجرد تسليم إطارات مجردة و إنما قد تحتوي على معطيات أو معلومات تحكم تخص حالة المحطة الثانوية , ومن ميزات هذا النمط انه يقلل الحمل على الطبقة لأنه لا حاجة لإرسال إطارات تخبر المحطة الثانوية بسماحيات بدء الإرسال, بالعودة على حقيقة أن هذا النمط لا متزامن فإننا نميز حالتين:
üطبقة ARM تعمل بنمط الإرسال نصف المزدوج: عندئذ يجب على المحطة الثانوية الانتظار حتى الانتهاء من فحص القناة قبل إرسال أي إطار.
üطبقة ARM تعمل بنمط الإرسال المزدوج :عندئذ يمكن للمحطة الثانوية إرسال الإطارات في أي وقت, وفي هذا النمط تحافظ المحطة الرئيسية على ضبط المسؤوليات التالية :تصحيح الأخطاء , قطع الاتصال للطبقة.
6-3- النمط المتوازن اللامتزامن: Asynchronous Balanced Mode(ABM)
يستخدم هذا النمط المحطات المركبة و بالتالي لا حاجة لأي سماحيات على أي جزء لأي محطة, و يعود ذلك إلى أن المحطات المركبة لا تتطلب أي نوع من التعليمات لكي تؤدي أي مهمة على الطبقة.
الاستخدامات:
يستخدم نمط الاستجابة الطبيعي Normal Response Mode (NRM)
بشكل واسع في الخطوط متعددة النقاط multi-point linesحيث تتحكم الطبقة الرئيسية بالطبقة, أما نمط الاستجابة اللامتزامن Asynchronous Response Mode (ARM)
فيعتبر أفضل من أجل طبقات الند للند point to point links كما أنه يقلل الحمل على الطبقة , أما النمط المتوازن اللامتزامن Asynchronous Balanced Mode (ABM)
فلا يستخدم بشكل واسع هذه الأيام .إن كلمة اللامتزامن Asynchronous
في كلا النمطين الأخيرين لا تشير إلى صيغة المعطيات على الطبقة و إنما تشير إلى حقيقة أن أي محطة يمكنها إرسال الإطارات دون انتظار سماحيات أو تعليمات محددة من محطات أخرى.
7- أنماط عدم العمل: Non-Operational Modes
يعرف البروتوكول HDLC
ثلاثة أنماط لعدم العمل :
üنمط قطع الاتصال الطبيعي Normal Disconnected Mode(NDM)
üنمط قطع الاتصال اللامتزامن Asynchronous Disconnected Mode(ADM)
üنمط التهيئة Initialization Mode(IM)
يختلف نمطا قطع الاتصال NDM , ADM
عن أنماط العمل في أن المحطة الثانوية تقوم بقطع الاتصال بشكل منطقي من الطبقة , أي أن الطبقة الثانوية لا تقوم بقطع الاتصال بشكل فيزيائي (
مادي)
مع الطبقة .
أما نمط التهيئة IM
فهو مختلف عن أنماط العمل في كون برنامج تحكم وصل المعطيات للمحطة الثانوية يكون بحاجة إلى إعادة توليد أوامره أو بحاجة لتبديل متحولاته ليستخدم بنمط العمل .
8- بنية الإطار في بروتوكول HDLC : HDLC Frame Structure
يستخدم بروتوكول HDLC مصطلح الإطارFrame ليشير إلى كتلة من المعطيات )وحدة معطيات البروتوكول (التي يتم نقلها من محطة لأخرى. يبين الشكل 2 تمثيل إطار مع حقل معلومات information field حيث أن حقل المعلومات يستخدم في بعض الإطارات.
و فيما يلي وصف سريع لهذه الحقول:
Variable; Not used in some frames
Frame Check Sequence( FCS )
8-1- حقل العلم THE FLAG FIELD
يستخدم هذا الحقل لتحديد بداية و نهاية كل إطار, فكل إطار على الطبقة يجب أن يبدأ و ينتهي بـ حقل العلم F , و يتوجب على الطبقات المتصلة بطبقة المعطيات الإنصات بشكل مستمر لتتالي الأعلام,و يكوم تتالي البتات في العلم بشكل ثماني Octed. ترسل الأعلام بشكل مستمر عبر الطبقة بين الإطارات لتحافظ على فعالية الإطار, ويستخدم أيضا تتاليان آخران كإشارات للمحطات على الطبقة هذان التتاليان هما :
ü7-15 واحد Seven 1's, but less than 15 إشارة تجاهل (abort Signal) تعلم المحطات الأخرى على الطبقة بوجود مشكلة ما لتجهلها
ü 15 واحد و ما أكثر 15 or more 1's وتشير إلى أن القناة في حالة تباطؤ (idle state) .
زمن ملء الإطارframe yime Fill : يتم حساب هذا الزمن بإرسال الإطارات بشكل متتالي بين الإطارات, ونشير هنا إلى أن الأعلام يمكن أن تكون في مجموعات من 8 بت .
8-2- حقل العنوان THE ADDRESS FIELD
يعرف حقل العنوان A المحطات الرئيسية و الثانوية داخل كل إطار ضمن الإرسال أو الاستقبال , ولكل محطة على الطبقة عنوان فريد. في طريقة التهيئة المتوازنة يحتوي إطار الأوامر على عناوين المحطة(الهدف( أما إطار الاستجابة يملك عنوان المحطة للإرسال.
8-3- حقل التحكم THE CONTROL FIELD
يستخدم بروتوكول HDLC حقل التحكم C لتحديد كيفية التحكم بعملية الاتصالات, ويحتوي هذا الحقل على مجموعة من الأوامر و الاستجابات و أعداد متلاحقة تستخدم لمعالجة تدفق المعطيات عبر الطبقة ,كما أنه يعرف توابع الإطار و يهيئ الطبقة المنطقية لتتحكم بحركة السير بين محطات الإرسال و الاستقبال , وهناك ثلاث صيغ لحقل التحكم هي:
8-3-1-Information Transfer Format:
يستخدم الإطار هنا لتقل المعطيات لآخر مستخدم بين جهازين.
8-3-2- Supervisory Format:
يؤدي حقل التحكم توابع التحكم المختلفة مثل تسليم الإطارات ,
الاستجابات لإعادة الإرسال و الاستجابات للتغيرات المؤقتة للإطارات المرسلة و يعتمد استخدامها على نمط العمل المستخدم .
8-3-3- unnumbered Format:
تستخدم هنا صيغة حقل التحكم لعمليات التحكم و إنجاز تهيئة الطبقة ,
قطع الاتصال بالطبقة بالإضافة لوظائف أخرى للتحكم بالطبقة.
8-3-4- بت البداية و النهاية THE POLL/FINAL BIT(P/F)
يدعى البت الخامس في حقل التحكم ببت البداية و النهاية (P/F) و يمكن التعرف عليه فقط عندما تكون قيمته مساوية للواحد أما إذا كانت قيمته مساوية للصفر فسيتم تجاهله.تستخدم المحطة الرئيسة P=1 لتطلب حالة الاستجابة من المحطة الثانوية, و في هذه الحالة يعبر البت p عن البداية .
تستجيب المحطة الثانوية لطلب البت P بإرسال المعطيات أو إطار الحالة للمحطة الرئيسية و يقوم بجعل F=1 ,يمكن أن يستخدم البت F أيضا كإشارة نهاية الإرسال من المحطة الثانوية خلال نمط الاستجابة الطبيعي Normal Response Mode.
8-4- حقل المعلومات: THE INFORMATION FIELD
يوجد هذا الحقل في بعض إطارات البروتوكول و يمكن أن يكون موجودا فقط عندما تستخدم صيغة نقل المعلومات Information Transfer Formatفي حقل التحكم , ويحتوي حقل المعلومات على المعطيات الفعلية التي يرسلها المرسل للمستقبل .
8-5-حقل تتالي فحص الإطار:THE FRAME CHECK SEQUENCE FIELD
يحتوي هذا الحقل على 16 أو 32 بت CRC و يستخدم لاكتشاف الأخطاء.
9- الأوامر و الاستجابات للبروتوكول HDLC:
HDLC COMMANDS AND RESPONSES
بمكن تلخيص مجموعة الأوامر و الاستجابات في بروتوكول HDLC بالجدول 1
الجدول 1
9-1- الأوامر و الاستجابات الخاصة بصيغة نقل المعلومات:
INFORMATION TRANSFER FORMAT COMMAND AND RESPONSE
إن وظائف هذه الأوامر و الاستجابات هي نقل الإطارات المرقمة numbered frames بشكل متتالي و كل منها يحتوي عل حقل معلومات يمر عبر طبقة المعطيات .
9-2- الصيغ الإضافية للأوامر و الاستجابات :SUPERVISORY FORMAT COMMANDS AND RESPONSES
تستخدم الصيغ الإضافية للأوامر و الاستجابات لإنجاز عدة وظائف إضافية مثل تحديد بداية نقل المعلومات المؤقت , تصحيح الأخطاء . إن الإطارات مع صيغ الأوامر و الاستجابات الاضافية تحتوي على حقل المعلومات و يمكن إن تستخدم المحطة الرئيسية صيغ أوامر إضافية للإطار مع بت البداية الذي يأخذ القيمة 1 ليطلب استجابة من المحطة الثانوية تعتمد على حالته .
9-3- مجموعة الأوامر و الاستجابات الإضافية:
SUPERVISORY FORMAT COMMANDS AND RESPONSES
جاهزة الاستقبال Receive Ready(RR) : :
تستخدم من قبل المحطة الرئيسية أو الثانوية لتشير إلى جاهزية استقبال معلومات الإطار أو تسليم الإطارات المستقبلة سابقا.
عدم جاهزية الاستقبال:Receive Not Ready(RNR)
تستخدم لتشير إلى عدم جاهزية المحطة الرئيسية أو الثانوية لاستقبال أي إطارات معلومات أو تسليمها .
الرفضReject(REJ):
تستخدم عند رفض الإطار فتطلب إعادة إرسال الإطارات .
رفض محدد Selective Reject(SREJ):
تستخدم من قبل محطة ما لطلب إعادة إرسال إطارات محددة .
9-4- الاستجابات و الأوامر للصيغ غير العددية: UNNUMBERED FORMAT COMMANDS RESPONSES
تستخدم هذه الوظائف لتوسيع عدد وظائف طبقة تحكم الوصل DLC
و تمتلك هذه الإطارات 5 بتات معدلة و التي تسمح ب 32 أمر إضافي و 32 استجابة إضافية , و سنستعرض فيما يلي أهم 13 أمر و 8 استجابات :
تفعيل نمط الاستجابة الطبيعية Set Normal Response Mode(SNRM):
تضع المحطة الثانوية في تفعيل نمط الاستجابة الطبيعية.
تفعيل نمط الاستجابة المتوازنSet Asynchronous Response Mode(SARM) :
تضع المحطة الثانوية في نمط الاستجابةالمتوازن أي أنه يسمح للمحطة الثانوية بإرسال الإطارات دون انتظار المحطة الرئيسية.
تفعيل النمط المتوازن المتزامن Set Asynchronous Balanced Mode(SABM)
تضع المحطة الثانوية في النمط المتوازن المتزامن .
قطع الاتصالDisconnect(DISC):
تضع المحطة الثانوية في وضع قطع الاتصال.
تفعيل نمط الاستجابة الطبيعية الموسع Set Normal Response Mode Extended(SNRME)
تقوم بتوسيع حجم حقل التحكم إلى 2*8 عوضا عن 8 فقط في NRM
تفعيل نمط التهيئة Set Initialization Mode(SIM)
يستخدم لجعل المحطة الثانوية تبتدئ بتوابع تهيئة وظائف طبقة التحكم .
بداية غير مرقمة Unnumbered Poll(UP)
تقوم بالابتداء بالمحطات بغض النظر عن تسليمها أو ترتيبها.
المعلومات غير عددية Unnumbered Information(UI):
تدل على أنه سيتم إرسال معلومات غير عددية للمحطة الثانوية
تعريفات التبادل Exchange Identification(XID)
تستخدم لجعل المحطة الثانوية تعرف نفسها و تزود المحطة الرئيسية بالخصائص المميزة لها
إعادة التهيئة Reset(RSET):
تستخدم لإعادة حالة المستقبل للحالة الأولية غفي محطة العناوين.
الاختبارTest(TEST)
تستخدم لجعل المحطة الثانوية المعنونة تستقبل إشارة اختبار عند بداية العمل لاختبار طبقة DLC
تسليم غير مرقم Unnumbered Acknowledgment(UA)
تستخدم من قبل المحطة الثانوية لتسليم و قبول الأوامر التالي:
SNRM, SARM, SABM, SNRME, SARME, SABME, RSET, SIM
نمط قطع الاتصال Disconnected Mode(DM)
تقوم بإرساله المحطة الثانوية لتبدأ بقطع الاتصال و الدخول في نمط عدم العمل.
نمط الاستجابة للتهيئة Request Initialization Mode(RIM)
هي إشارة استجابة من المحطة الثانوية لتهيئة المحطة الرئيسية.
الاستجابة لقطع الاتصال Request Disconnect(RD)
ترسل من القبل المحطة الثانوية للمحطة الرئيسية لتعلمها أنها ترغب بقطع الاتصال و الانتقال إلى أحد أنماط عدم العمل.
رفض الإطار Frame Reject(FRMR)
تستخدم من قبل المحطة الثانوية في نمط العمل لتخبر المحطة الرئيسية أن أمرا ما قد حدث و لا يمكن تجاوزه بالإرسال أن إعادة الإرسال لا تصلح الخطأ.
المصدر :Mastering Network, William Buchanan, Macmillan MasterPressLTD ,British,
CISCO_CCNA/Exploration4English- بحث (فادى حمروش)
و فى النهاية نسالكم دعوة صالحة
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ayman_bat
ضوابط المشاركة
المفضلات