Команда вибірковий неприйом (SREJ) використовується станцією для запиту повторної передачі одного кадру, який визначений у полі N(Пp). Як і у випадку підтвердження включення, підтвердження поширюється не на всі інформаційні кадри з номерами до N(np) - 1 включно. Вибірковий неприйом дає змогу реалізувати режим вибіркового повторення. Як тільки передано кадр SREJ, наступні кадри приймаються і зберігаються для повторного передавання.

Неприйом (REJ) використовується для запиту передачі кадрів, починаючи з кадру, зазначеного в полі N(Пp). Підтверджуються всі кадри з номерами до N(np) - 1. Кадр REJ може використовуватися для реалізації методу Повернення - на номер N (Go-Back-N).

Третій тип формату в протоколі HDLC призначений для реалізації ненумерованих команд і відповідей. Ненумеровані команди розбивають на групи відповідно до виконуваних функцій:

- установлення режиму - SNRM, SARM, SABM, SNRME, SARME, SABME. SIM, DISC (SNRME, SARME, SABME для розширеної адресації);

- передача інформації - UI, UP;

- відновлення кадру - RESET;

- інші команди - XID, TEST.

Команди і відповіді для ненумерованого формату представлені в таблиці 1.

UI (Unnumbered Information) - ненумерована інформація. Ця команда дає змогу проводити передачу даних користувача в ненумерованому кадрі (тобто без порядкового номера);

RIM (Request Initialization Mode) - режим ініціювання запиту. Кадр RIM є запитом на команду SIM від вторинної до первинної станції:

SIM (Set Initialization Mode) - установити режим ініціювання. Ця команда використовується для ініціювання сеансу між первинною І вторинною станціями. Очікувана відповідь - UA;

SNRM (Set Normal Response Mode) - установити режим нормальної відповіді. Команда переводить вторинну станцію в режим NRM (режим нормальної відповіді). Режим NRM запобігає посилці вторинній станції несанкціонованих (unsolicited) кадрів. Це означає, що первинна станція керує всім потоком повідомлень у каналі;

DM (Disconnect Mode) - режим роз'єднання. Кадр передається вторинною станцією для індикації того, що вона знаходиться в режимі логічного роз'єднання;

DISC (Disconnect) - роз'єднати. Команда передається первинною станцією, переводить вторинну станцію в режим роз'єднання аналогічно натисканню важеля телефонного апарата;

UA (Unnumbered Acknowledgment) - ненумероване підтвердження. Це підтвердження АСК для встановлення режиму команд SIM, DISC, RESET. UA також використовується для повідомлення про закінчення стану зайнятості станції;

FRMR (Frame Reject) - неприйом кадру. Вторинна станція проводить цю команду, коли зустрічає недійсний кадр не у випадку виявлення помилки, яка міститься в полі контрольної послідовності, а в більш незвичних ситуаціях.

Таблиця 2.1 - Команди і відповіді HDLC

Режим	Команда первинної станції	Відповідь вторинної станції
Незбалансований (UN)	RR RNR SNRM DISC	RR RNR UA DM (FRMR)
Незбалансований (UA)	RR RNR SARM DIBC	RR RNR UA DM (FRMR)
Збалансований (BA)	RR RNR SABM DISC	RR RNR UA DM (FRMR)

XID (Exchange State Identification) - ідентифікація станції при комутації. Ця команда вимагає ідентифікації вторинної станції. У системах із комутацією команда використовується для ідентифікації станції, що викликає;

UP (Unnumbered Polls) - ненумеровані опитування. Кадр використовується при встановленні різних шлейфових конфігурацій;

TEST (Test) - перевірка. Кадр використовується для санкціонування тестових відповідей від вторинної станції;

SARM (Set Asynchronous Response Mode) - встановити режим асинхронних відповідей. Цей режим дозволяє вторинній станції провадити передачу без опитування з боку первинної станції, а також переводити вторинну станцію в стан передачі інформації (IS) режиму ARM.

SABM (Set Asynchronous Baleen - Seed Mode) - встановити асинхронний збалансований режим. Встановлює режим у ARM, в якому станції є повноправними. Для передачі не потрібне опитування, оскільки кожна станція є станцією комбінованого типу;

SNRME (Set Normal Response Mode Extended) - установити розширений режим нормальної відповіді. Встановлює SNRM з двома додатковими байтами в керуючому полі;

SABME (Set Asynchronous Balanced Mode Extended) - установити розширений асинхронний збалансований режим. Встановлює SABM з двома додатковими байтами в керуючому полі; UP (Unnumbered Poll) - ненумероване опитування. Команда опитує станцію, не звертаючи уваги на нумерацію кадрів і підтвердження. Якщо біт опитування встановлений на 0, відповідь є необов'язковою можливістю, наданою тільки для однієї відповіді;

RESET (Reset) - скидання змінних. Передавальна станція скидає свій N(Пoc), а приймальна станція свій N(Пp). Ця команда використовується для відновлення кадру. Кадри, які раніше не були квитировані, такими й залишаються.

Т1 - тайм-аут (таймер Т1), що починається з моменту передачі кожного кадру. Таймер Т1 використовується для ініціювання повторної передачі, коли таймер переповнюється. Максимальне число повторних передач, що будуть виконані до того, як переповниться таймер Т1, визначається лічильником.

Компанією IBM було розроблено версію базової множини HDLC- синхронне керування ланкою даних (SDLC). SDLC використовує незбалансований режим нормальної відповіді і має декілька команд, яких немає в системах, створених на основі HDLC. Ці команди і відповіді забезпечують можливість установлення кільцевої топології і виконання кільцевих операцій опитування. SDLC призначена для підтримки двоточкових, багатоточкових або кільцевих конфігурацій.

Ситуація, при якій у різних інформаційних системах реалізуються однакові протоколи, є досить незвичною. Очевидно, якщо два пристрої, наприклад, взаємодіють завдяки HDLC, проблеми реалізації не будуть занадто складними. Частіше застосовуються різні пристрої КУД, що використовують зовсім різні протоколи. Так, синхронні й асинхронні пристрої КУД повністю відрізняються форматами повідомлень, керуванням каналу, обробкою помилок і керуванням буферним потоком.

Розв'язати цю проблему дають змогу перетворювачі протоколів, які є мостами між двома протоколами.

3. ФУНКЦІОНАЛЬНА СХЕМА РОБОТИ КІНЦЕВОГО І ЦЕНТРАЛЬНОГО ВУЗЛІВ МЕРЕЖІ

Проектуємо корпоративна мережа складається з центрального вузла та кінцевих вузлів. Мережа повинна виконувати такі функції:

- передача кінцевим вузлом мережі центральному вузлу певної заздалегідь обумовленої інформації декілька разів протягом доби в певні заздалегідь визначені години; отримана інформація обробляється в ЦВ і використовується для виробничих цілей;

- передача кінцевим вузлом мережі центральному вузлу певної заздалегідь обумовленої інформації у будь-який час за вимогою центрального вузла;

- переговори по телефону або за допомогою клавіатури операторів ЦВ і КВ за ініциативою ЦВ або КВ.

3.1 Склад та функції мережі

Проектована корпоративна мережа складається з центрального вузла та кінцевих вузлів. В даній главі описано роботу цих вузлів.

Мережа повинна виконувати такі функції:

· збирання центральним вузлом певної заздалегідь обумовленої інформації від кінцевих вузлів мережі декілька разів протягом доби в певні заздалегідь визначені години; отримана інформація обробляється в ЦВ і використовується для виробничих цілей;

· одержання центральним вузлом певної інформації від будь-якого кінцевого вузла мережі у будь-який час;

· передача кінцевим вузлом мережі центральному вузлу певної заздалегідь обумовленої інформації декілька разів протягом доби в певні заздалегідь визначені години; отримана інформація обробляється в ЦВ і використовується для виробничих цілей;

· передача кінцевим вузлом мережі центральному вузлу певної заздалегідь обумовленої інформації у будь-який час за вимогою центрального вузла;

· переговори по телефону або за допомогою клавіатури операторів ЦВ і КВ за ініціативою ЦВ або КВ.

3.2 Функціональна схема кінцевого вузла (КВ) мережі

Робота КВ описана графом, зображеним на рисунку 3.1.

Система в стані спокою знаходиться в вихідному стані. Перейти в інші стани може у випадку:

Запиту на з`єднання;

Вхідного виклику.

Рисунок 3.1 - Граф станів кінцевого вузла

Вихідний стан КВ.

При запуску програми ЦВ здійснюються всі початкові установки: визначення змінних, активізація модему, визначення буферів обміну даними між сеансовим і канальним, а також сеансовим і прикладним рівнями. З пасивного стану (вихідний стан) система може перейти в наступні, за наявності подій:

Запит на опитування по черзі всіх кінцевих вузлів для збирання поточної інформації за графіком;

Запит на виборочне з`єднання за ініціативою оператора ЦВ;

Вхідний виклик за ініціативою оператора КВ.

Вихідний виклик до центрального вузла.

Кінцевий вузол має право розпочати за своєю ініціативою переговори по телефону або з клавіатури з центральним вузлом. В такому випадку модему видається команда на встановлення з`єднання телефонною мережею загального користування. Відбувається запуск тайм-ауту Т1 очікування з'єднання. Якщо з`єднання не встановлюється за час Т1, то оператору на дисплей виводиться повідомлення “з`єднання не встановлено” і запит при необхідності повторюється. Якщо з`єднання встановлено - безпосередньо відбуваються переговори між операторами кінцевого та центрального вузлів. Переговори можуть здійснюватись по телефону або за допомогою клавіатури відповідно вимозі оператора. По завершенню передається повідомлення “сеанс закінчений” і модему видається команда на роз`єднання. Запускається тайм-аут Т2 очікування роз'єднання. Відбувається процедура роз`єднання, яка триває не більше Т2, після чого система переходить в вихідний стан. Якщо роз`єднання не станеться за час Т2, то оператору на дисплей виводиться повідомлення “аварія модему” і оператор повинен перезавантажити програму, щоб виконати ініціалізацію модему для встановлення його в робочий стан.

Вхідний виклик від центрального вузла Коли КВ приймає виклик, модему видається команда на встановлення з`єднання. Запускається тайм-аут Т1. Якщо з`єднання не встановлено за час Т1, процедура встановлення з`єднання припиняється і оператору виводиться на екран монітора повідомлення «не прийнятий вхідний виклик». Якщо з`єднання встановлено, відбувається аналіз запиту. Можливі два варіанти запиту: запит на переговори й запит даних. В залежності від запиту, відбувається передача даних або переговори по телефону, або з клавіатури. Після закінчення сеансу зв`язку відбувається роз`єднання, яке триває час Т2, на екран оператору виводиться повідомлення “процедура роз`єднання закінчена”. Система переходить в вихідний стан. Якщо час роз`єднання перевищує Т2, на екран оператору виводиться повідомлення “ аварія модему” і оператор повинен перезавантажити програму, щоб виконати ініціалізацію модему для встановлення його в робочий стан.

3.3 Функціональна схема центрального вузла (ЦВ) мережі

Для виконання перелічених вище функцій центральний вузол (ЦВ) може працювати в трьох режимах:

· “опитування по черзі”;

· “виборочне з'єднання”;

· “вхідний виклик”.

Робота ЦВ описана графом, зображеним на рисунку 3.2.

Як показано на рисунку система має декілька станів, що відповідають за виконання певних функцій:

· вихідний стан;

· опитування по черзі;

· встановлення з'єднання;



Рисунок 3.2 - Граф станів центрального вузла

При запуску програми ЦВ здійснюються всі початкові установки: визначення змінних, активізація модему, визначення буферів обміну даними між сеансовим і канальним, а також сеансовим і прикладним рівнями. З пасивного стану (вихідний стан) система може перейти в наступні, за наявності подій:

· Запит на опитування по черзі всіх кінцевих вузлів для збирання поточної інформації за графіком;

· Запит на виборочне з`єднання за ініціативою оператора ЦВ;

· Вхідний виклик за ініціативою оператора КВ.

Вихідний виклик всіх КВ по черзі

Режим передбачає збирання певних даних, наперед обумовлених протоколом Прикладного рівня корпоративної мережі, які необхідні для статистики та для керування підприємствами, об'єднаними мережею. Дані мають певну структуру, що передбачає мінімальний об`єм. Дані від кожного вузла надходять в ЦВ, вносяться в БД, і, по мірі необхідності, обробляються і використовуються.

Опитування по черзі відбувається періодично в певний визначений час. Воно заключається в тому, що центральний вузол мережі через телефонну мережу загального користування з'єднується по черзі з кожним КВ мережі з метою отримання поточних наперед обумовлених даних. На ЦВ існує список КВ з їх номерами телефонів. Процедура опитування полягає в наступному. Коли наступає час опитування по черзі, починається відлік тайм-ауту Т1, за час якого потрібно отримати дані від всіх КВ. З списку КВ обирається номер телефону першого КВ і ЦВ переходить в стан „Встановлення з`єднання”. В цьому стані починається відлік тайм-ауту Т2, за час якого необхідно отримати дані від обраного КВ, і з ним встановлюється з`єднання через мережу зв'язку з комутацією каналів.

Якщо з`єднання встановлено, відбувається запит й отримання даних центральним вузлом, де вони фіксуються. В списку КВ робиться відмітка, що кінцевий вузол опитаний успішно, сеанс зв'язку з КВ вважається закінченим і відбувається роз`єднання.

Якщо з`єднання не встановлено або дані від КВ не отримані за час Т2, то відмітка в списку КВ не робиться і визначається наявність інших неопитаних вузлів. Якщо в списку кінцевих станцій є ще неопитані, то переходимо до опитування наступного, тобто процедура повторюється. Якщо неопитаних вузлів не залишилось, то опитування по черзі закінчується й система переходить в вихідний стан, а на екран оператору виводиться повідомлення „Опитування по черзі закінчено” (№ 1). У випадку, коли неможливо встановити зв`язок або отримати дані, оператору на екран виводиться повідомлення “Неможливість встановлення з`єднання або отримання даних з і-го вузла” (№ 2).

В тому випадку, коли виникає необхідність переговорів по телефону або з клавіатури, або термінове отримання даних, починається відлік тайм-ауту Т2, в кінцевий вузол посилається запит на з`єднання й відбувається спроба на встановлення з`єднання. Якщо з`єднання не встановлюється за час Т2, в центральний вузол поступає повідомлення “З`єднання не встановлене” і виводиться відповідна інформація на екран (Повідомлення № 3). Запит при необхідності повторюється.

Якщо з`єднання встановлено, починається відлік тайм-ауту Т3, це час, що відведений на переговори, і відбуваються переговори з клавіатури або по телефону, або запит і отримання даних. Після закінчення переговорів або передачі даних в центральний вузол, або в випадку закінчення часу Т3 сеанс вважається закінченим і програма переходить в стан „Роз'єднання”. В цьому стані в модем надсилається команда „Роз'єднання”, він відключається від лінії, і програма переходить в „Вихідний стан”, а на екран монітору оператору видається повідомлення “Сеанс закінчений” (Повідомлення № 4).

Коли в ЦВ поступає вхідний виклик, в модем поступає команда “відповісти на вхідний виклик і встановити з`єднання”. Встановлюється тайм-аут Т2. Якщо з`єднання не встановлено за час Т2, в ЦВ поступає повідомлення про те, що з`єднання не встановлено (повідомлення № 3). У випадку встановлення з`єднання відбуваються переговори по телефону або з клавіатури. Сеанс закінчений може бути по ініціативі викликаючої або викликаємої сторони. Якщо центральний вузол закінчує переговори, то модему подається команда на роз`єднання і відбувається процедура роз`єднання. Якщо ініціатором виступає викликаєма сторона, модем центрального вузла приймає роз`єднання і система переходить в вихідний стан.

4. РОЗРОБКА АЛГОРИТМУ КАНАЛЬНОГО РІВНЯ

4.1 Обґрунтування вибору середовища програмування Delphi

В середовищі програмування Delphi використовується мова Pascal, найбільш вдосконалена в порівнянні з іншими мовами програмування та затверджена в якості стандартної в 1979р.

Вона ефективна, проста, логічна. Внаслідок цього вона отримала розповсюдження по всьому світі. В даний час майже всі ЕОМ і особливо мікроЕОМ, можуть працювати на цій мові. Тексти програм легко перевіряється на правильність, тому що їх зміст простий і очевидний стилю програмування.

Мова Pascal орієнтована на принципи сучасної технології програмування та надійні засоби обробки даних. Це основні її переваги. Ефективність роботи трансляторів дозволила реалізувати її на багатьох ЕОМ, що привело до широкого розповсюдження мови.

Всі конструкції мови будуються на базі символів алфавіту. До останніх відносяться літери, цифри, знаки та зарезервовані слова.

В мові Pascal, як і в будь якій мові є стандартні функції. Також треба пам'ятати, що будь яка реалізація мови на ЕОМ може вводити додаткові функції.

Мова Pascal дозволяє на рівні програми з невеликими складностями створювати структурні підпрограми складнооб'ємних і складних обчислень. Щоб користувач при створенні програм не допускав помилок або міг віднайти їх і виправити, у мові передбачено попередні вказівки типів даних, приймаючих участь в програмі, і обов'язкова інформація про всі елементи програми, таких, як позначки операторів, константи, змінні, підпрограми. Число різних операторів зведено до мінімуму. Мова дозволяє вдосконалити робочий процес програмування, поступово уточнюючи різні частини програми.

Мова Pascal зручна у використанні, і легко усвоюється в роботі. Вона має всі засоби для зручного і ефективного створення програм, які виконують різноманітні за значенням задачі. Однією з позитивних сторін є те, що після компіляції вона перетворюється в програму, яка складається безпосередньо з машинних кодів і для запуску не потрібно транслятора. Тому в даній роботі ми робимо розробку програмного забезпечення на мові Pascal.

4.2 Структура програмного забезпечення

Програмне забезпечення ЦВ і КВ призначене для роботи під керуванням операційної системи Windows. Ця операційна система є багатозадачною, тобто має можливість одночасно виконувати, крім системних задач, декілька користованих програм, а також при цьому весь час обробляють події, викликані діями оператора, наприклад, події від “мишки” та клавіатури. Операційна система надає можливість всім користувацьким програмам по черзі виконувати свої команди. Якщо користувацькі програми виконують завдання, жорстко не регламентовані часом, то затримки, що вносяться необхідністю виконання декількох програм, не важливі. Але якщо користувацька програма взаємодіє з зовнішніми пристроями, часто виконання якихось частин програми регламентоване тайм-аутами, і затримки, що вносяться операційною системою, можуть привести до некоректних дій програми із-за перевищення тайм-аутів. Тому для роботи користувацьких програм у реальному масштабі часу ці програми повинні мати певну структуру.

При розробці в середовищі Pascal програма, в задачі якої входить взаємодія з модемом через послідовний порт комп'ютера, складається з трьох частин: основної програми, що має розширення “.exe”, додатку або бібліотеки, що має розширення “.dll” і файлу низького рівня, що для Windows-98 має розширення “.vxd”, а для Windows-2000 має розширення “.sys”. В основному файлі є процедура реєстрації всіх функцій і процедур бібліотеки, а в бібліотеці є спеціальні процедури і функції для зв'язку з файлом низького рівня (активізація його в операційній системі на час роботи основної програми та деактивізація при закінченні роботи програми, прийом від низького рівня та передача йому порцій даних) і з основною програмою, в якій реалізовані процедури і функції вищих рівнів. При такій структурі програми користувацька програма працює коректно, і операційна система слідкує за виконанням завдання з найменшими затримками.

Для спілкування файлів низького рівня і прикладань операційна система використовує повідомлення (message). Це повідомлення про деяку подію, що мала місце, Windows надсилає за адресою прикладання. Повідомлення являє собою деякий запис, який Windows передає прикладанню. Цей запис містить відомості про те, що сталося (в нашому випадку повідомлення про прийняту порцію даних), а також додаткову інформацію, що залежить від типу події (наприклад, номер буфера даних і його розмір). Повідомлення повинно мати ідентифікатор в діапазоні від WM_USER+100 до $7FFFF (цей діапазон Windows резервує для повідомлень користувачів). Ідентифікатор повідомлення стає відомим операційній системі при роботі прикладання.

Функції сеансового рівня даної корпоративної мережі виконуються процедурами і функціями бібліотеки “knet.dll”.

4.3 Опис алгоритму роботи канального рівня центрального вузла

На початку підпрограми здійснюється установка всіх прапорців і лічильників в стан, необхідний для правильного відпрацювання канального рівня для передачі і прийому інформації для сеансового рівня.

Після цього треба перевірити активність фізичного рівня, тобто наявність встановленого модемами каналу зв'язку. Якщо канал не встановлений, немає можливості передавати і приймати інформацію, і підпрограма другого рівня закінчує роботу. Якщо ж канал встановлений, може бути два варіанти. Якщо підпрограма сеансового рівня викликала підпрограму канального рівня для прийому інформації, про що свідчить неактивний стан прапорця наявності інформації для передачі FRG52. В цьому випадку канальний рівень кінцевого пункту повинен включити тайм-аут Т22 очікування прийому команди від ЦВ і чекати команду.

Якщо підпрограма сеансового рівня викликала підпрограму канального рівня для передачі інформації, про що свідчить активний стан прапорця наявності інформації для передачі FRG52. В цьому випадку канальний рівень кінцевого пункту повинен передати канальному рівню центрального пункту команду „запит на захват каналу” (ENQ). Після передачі команди ENQ запускається тайм-аут Т21 очікування відповіді від центрального пункту. Якщо за час Т21 не надійшла позитивна відповідь (АСК) на нашу вимогу ENQ, виставляємо в активний стан прапорець помилки FО25 і завершуємо роботі канального рівня. Якщо отримана згода (АСК) від канального рівня центрального вузла на прийом інформації, приступаємо до передачі. Для цього ставимо в активний стан прапорець FA2, в неактивний стан прапорець „кінець передачі” (FETX), запам'ятовуємо кількість байт інформації для передачі в лічильнику SBPD і викликаємо підпрограму формування блоку для передачі FormBlock.

Сформований блок передається за допомогою підпрограми PdBlock. Оскільки в мережі використовується вирішуючий зворотній зв'язок з очікуванням, то під час передачі блоку або відразу після передачі всього блоку від канального рівня центрального вузла може бути отримано DLE, що означає порушення порядку прийому блоків згідно номерів блоків, тобто втрату блоку. В цьому випадку передачу всього кадру треба розпочинати спочатку. Може надійти від канального рівня центрального вузла повідомлення про те, що блок був прийнятий з помилкою „заперечення правильності прийому блоку” (NAK). Це може бути у двох випадках - неправильний формат блоку або неправильна контрольна сума блоку. В такому випадку враховується спроба передачі блоку в лічильнику SSPDB, який при формування блоку був встановлений в 3, і якщо лічильник спроб ще не дорівнює 0, виконується передача цього блоку ще раз. Якщо за три спроби передачі цього блоку позитивний результат не отриманий, виставляється в активний стан прапорець помилки для сеансового рівня, і підпрограма канального рівня закінчує роботу. Ще може надійти від канального рівня центрального вузла повідомлення про те, що блок був прийнятий без помилки - „підтвердження правильності прийому блоку” (АСК). В такому випадку якщо не всі блоки кадру передані, про що свідчить неактивний стан прапорця FETX, то переходимо до формування і передачі наступного блоку. Якщо передача закінчена, виставляється в неактивний стан прапорець наявності інформації для передачі FRG52, передається канальному рівню центрального вузла повідомлення „кінець передачі” (ЕОТ), ставиться в неактивний стан прапорець FA2, включається тайм-аут Т22 очікування прийому від ЦВ і очікуємо команду від ЦВ.

Якщо за час Т22 від ЦВ не надходить команда „запит на захват каналу” (ENQ), підпрограма канального рівня закінчує роботу.

У випадку надходження команди ENQ треба надіслати позитивну відповідь (АСК), тобто згоду на прийом, встановити в активний стан прапорець FA2, приготувати лічильник прийнятої інформації SRG25 (записати в нього 0), встановити в неактивний стан прапорець FRG25 наявності прийнятої канальним рівнем для сеансового рівня інформації і встановити в неактивний стан прапорець FETX, який означає, що прийнятий останній блок кадру. Також для запобігання зациклювання програми необхідно запустити тайм-аут Т21 очікування знаку від канального рівня ЦВ.

Канальний рівень ЦВ, після прийому від КВ АСК буде надсилати інформаційні блоки. Ознакою початку інформаційного блоку є перший байт блоку STX („початок тексту”). Якщо за час Т21 не отримано STX, треба встановити в неактивний стан прапорець FA2 і вийти з підпрограми другого рівня. Якщо STX є, викликаємо підпрограму прийому блоку PmBlock. Ця підпрограма перевіряє правильність блоку, ознаку кінця кадру і виставляє відповідні прапорці. При неправильному форматі блоку або неправильній контрольній сумі блоку (активний прапорець FNAK) треба передати канальному рівню ЦВ „заперечення правильності прийому блоку” (NAK) і перейти до повторного прийому блоку.

При неправильному номері блоку (активний прапорець FDLE) треба передати канальному рівню ЦВ „передати кадр спочатку” (DLE) і перейти на початок прийому кадру.

При правильному форматі блоку і номера блоку, а також правильній контрольній сумі блоку (активний прапорець FACK) треба передати канальному рівню ЦВ „підтвердження правильності прийому блоку” (АСК) і перевірити, чи активний прапорець FETX („кінець тексту”). Якщо блок не останній, приступаємо до прийому наступного блоку.

Якщо був прийнятий останній блок кадру для сеансового рівня, за час Т21 повинна надійти команда ЕОТ. В цьому випадку встановлюються прапорці: FA2 в неактивний стан, FRG25 в активний стан, передається ЕОТ і підпрограма канального рівня закінчує роботу.

4.4 Опис алгоритму роботи канального рівня кінцевого вузла

На рисунку 4.1 представлений алгоритм канального рівня кінцевого вузла інформаційної мережі.

На початку підпрограми здійснюється установка всіх прапорців і лічильників в стан, необхідний для правильного відпрацювання канального рівня для передачі і прийому інформації для сеансового рівня.

Після цього треба перевірити активність фізичного рівня, тобто наявність встановленого модемами каналу зв'язку. Якщо канал не встановлений, немає можливості передавати і приймати інформацію, і підпрограма другого рівня закінчує роботу. Якщо ж канал встановлений, може бути два варіанти: Підпрограма сеансового рівня викликала підпрограму канального рівня для передачі інформації, про що свідчить активний стан прапорця наявності інформації для передачі FRG52. В цьому випадку канальний рівень кінцевого пункту повинен передати канальному рівню центрального пункту команду „запит на захват каналу” (ENQ). Після передачі команди ENQ запускається тайм-аут Т21 очікування відповіді від центрального пункту. Якщо за час Т21 не надійшла позитивна відповідь (АСК) на нашу вимогу ENQ, виставляємо в активний стан прапорець помилки FО25 і завершуємо роботі канального рівня. Якщо отримана згода (АСК) від канального рівня центрального вузла на прийом інформації, приступаємо до передачі. Для цього ставимо в активний стан прапорець FA2, в неактивний стан прапорець „кінець передачі” (FETX), встановлюємо покажчик чергового байту для передачі в регістрі RG52 (j) та номер блоку для передачі (NBlockPd) в 0, і викликаємо підпрограму формування блоку для передачі FormBlock.

Сформований блок передається за допомогою підпрограми PdBlock. Оскільки в мережі використовується вирішуючий зворотній зв'язок з очікуванням, то під час передачі блоку або відразу після передачі всього блоку від канального рівня центрального вузла може бути отримано DLE, що означає порушення порядку прийому блоків згідно номерів блоків, тобто втрату блоку. В цьому випадку передачу всього кадру треба розпочинати спочатку. Може надійти від канального рівня центрального вузла повідомлення про те, що блок був прийнятий з помилкою „заперечення правильності прийому блоку” (NAK).

Це може бути у двох випадках - неправильний формат блоку або неправильна контрольна сума блоку. В такому випадку враховується спроба передачі блоку в лічильнику SSPDB, який при формування блоку був встановлений в 3, і якщо лічильник спроб ще не дорівнює 0, виконується передача цього блоку ще раз. Якщо за три спроби передачі цього блоку позитивний результат не отриманий, виставляється в активний стан прапорець помилки для сеансового рівня, і підпрограма канального рівня закінчує роботу. Ще може надійти від канального рівня центрального вузла повідомлення про те, що блок був прийнятий без помилки - „підтвердження правильності прийому блоку” (АСК). В такому випадку якщо не всі блоки кадру передані, про що свідчить неактивний стан прапорця FETX, то переходимо до формування і передачі наступного блоку. Якщо передача закінчена, виставляється в неактивний стан прапорець наявності інформації для передачі FRG52, передається канальному рівню центрального вузла повідомлення „кінець передачі” (ЕОТ), ставиться в неактивний стан прапорець FA2, включається тайм-аут Т22 очікування прийому від ЦВ і очікуємо команду від ЦВ.

2) Підпрограма сеансового рівня викликала підпрограму канального рівня для прийому інформації, про що свідчить неактивний стан прапорця наявності інформації для передачі FRG52. В цьому випадку канальний рівень кінцевого пункту повинен включити тайм-аут Т22 очікування прийому команди від ЦВ і чекати команду.

Якщо за час Т22 від ЦВ не надходить команда „запит на захват каналу” (ENQ), підпрограма канального рівня закінчує роботу.

У випадку надходження команди ENQ треба надіслати позитивну відповідь (АСК), тобто згоду на прийом, встановити в активний стан прапорець FA2, приготувати лічильник прийнятої інформації SRG25 (записати в нього 0), встановити в неактивний стан прапорець FRG25 наявності прийнятої канальним рівнем для сеансового рівня інформації і встановити в неактивний стан прапорець FETX, який означає, що прийнятий останній блок кадру. Також для запобігання зациклювання програми необхідно запустити тайм-аут Т21 очікування знаку від канального рівня ЦВ.

Канальний рівень ЦВ, після прийому від КВ АСК буде надсилати інформаційні блоки. Ознакою початку інформаційного блоку є перший байт блоку STX („початок тексту”). Якщо за час Т21 не отримано STX, треба встановити в неактивний стан прапорець FA2 і вийти з підпрограми другого рівня. Якщо STX є, викликаємо підпрограму прийома блоку PmBlock. Ця підпрограма перевіряє правильність блоку, ознаку кінця кадру і виставляє відповідні прапорці. При неправильному форматі блоку або неправильній контрольній сумі блоку (активний прапорець FNAK) треба передати канальному рівню ЦВ „заперечення правильності прийому блоку” (NAK) і перейти до повторного прийому блоку.

При неправильному номері блоку (активний прапорець FDLE) треба передати канальному рівню ЦВ „передати кадр спочатку” (DLE) і перейти на початок прийому кадру.

При правильному форматі блоку і номера блоку, а також правильній контрольній сумі блоку (активний прапорець FACK) треба передати канальному рівню ЦВ „підтвердження правильності прийому блоку” (АСК) і перевірити, чи активний прапорець FETX („кінець тексту”). Якщо блок не останній, приступаємо до прийому наступного блоку.

Якщо був прийнятий останній блок кадру для сеансового рівня, за час Т21 повинна надійти команда ЕОТ. В цьому випадку встановлюються прапорці: FA2 в неактивний стан, FRG25 в активний стан, передається ЕОТ і підпрограма канального рівня закінчує роботу.

корпоративний мережа канальний вузол



Рисунок 4.1- Алгоритм канального рівня кінцевого вузла



Продовження рисунку 4.1- Алгоритм канального рівня кінцевого вузла

Процедура формування блоку для передачі FormBlock

Блок складається з наступних складових: „Початок блоку”, „Номер блоку”, „Інформація”, „Кінець блоку”, „Перевірочна інформація” (рисунок 4.32)

Для створення перевірочної інформації використовується метод формування суми по модулю 2.

Початок блоку	№ блоку	Інформація	Кінець блоку	Перевірочна інформація

Рисунок 4.2 - Блок другого рівня

Алгоритм процедури формування блоку для передачі наведений на рисунку 4.3.

На початку підпрограми формування блоку для передачі треба встановити лічильник байт блоку (і) в 0. Якщо блок останній, то встановлюємо прапорець кінця кадру FETX в активний стан. Далі записуємо в регістр RGBlock ознаку початку блоку STX, збільшуємо значення покажчика (і), записуємо STX в чарунку Contr_Sum, де буде формуватись контрольна сума блоку (по модулю 2), записуємо в RGBlock номер блоку NBlockPd, здійснюємо складання по модулю 2 Contr_Sum та NBlockPd, збільшуємо на одиницю значення покажчика (і) та NBlockPd і приступаємо до запису 16-ти байт інформації з регістра RG52 в регістр RGBlock. При цьому кожний інформаційний байт враховується в Contr_Sum. Коли всі інформаційні байти записані в регістр для передачі блоку, треба записати ознаку кінця блоку. Якщо блок останній в кадрі, то в регістр RGBlock записується ETX, а якщо ні, то записується ETB. Ці байти не враховуються при формуванні контрольної суми блоку. Останньою в RGBlock записується контрольна сума блоку Contr_Sum.

Оскільки в інформаційній мережі, що розробляється, використовується вирішуючий зворотній зв'язок, то при надходженні на прийом пошкодженого блоку ми отримаємо негативну квитанцію на нього (NAK) і цей блок треба буде повторно передати, необхідно обмежити кількість повторних передач для запобігання за циклювання програми. Для цього в лічильник повторних передач блоку SSPdBlock в кінці формування блоку записуємо 3 (допустима кількість повторних передач блоку).

Рисунок 4.3 - Формування блоку для передачі

Процедура передачі блоку рівню 1 PdBlock

Алгоритм процедури передачі блоку наведений на рисунку 4.4.

Оскільки після передачі блоку ми можемо отримати у відповідь квитанції - позитивну (ACK), негативну (NAK), або вимогу розпочати передачу всього кадру спочатку (DLE), то перед передачею блоку треба встановити в неактивний стан прапорці FACK, FNAK, FDLE. Крім того, для запобігання зависання програми при ненадходженні квитанції на переданий блок, починаємо відлік тайм-ауту Т23 (час очікування відповіді на блок). Покажчик регістру RGBlock (і) встановлюємо на перший байт блоку.

Після послідовної передачі всіх байтів блоку чекаємо квитанцію на переданий блок. В мережі використовується вирішуючий зворотній зв'язок з очікуванням. Якщо за час тайм-аута Т23 не надійшла очікувана відповідь (ACK, NAK або DLE) підпрограма закінчує свою роботу. Якщо ж надійшла одна з очікуваних квитанцій, встановлюється відповідний прапорець.

Процедура прийому блоку від рівня 1

Ця процедура призначена для прийняття інформації від фізичного рівня.

Алгоритм процедури представлений на рис. 4.5. Він полягає в наступному. Спочатку треба зробити початкові установки: покажчик на регістр прийому RGBlock (i) встановити в 0; прапорці FACK, FNAK, FDLE встановити в неактивний стан. Для запобігання зависання програми необхідно розпочати відлік тайм-ауту Т24 (час прийому повного блоку).

Тепер перевіряється, чи надійшла інформація з каналу на фізичний рівень, якщо знаку немає і тайм-аут Т24 не закінчився - повертаємося на очікування байта від рівня 1. Якщо байт надійшов, то це має бути номер блоку, який зараз приймається (NBlock). При невідповідності прийнятого і очікуваного номера блоку може бути два варіанти. У першому випадку номер блоку, що приймається, менший від очікуваного, тобто цей блок вже був прийнятий. В такому разі треба встановити прапорець FACK (ознака того, що потрібнов передати позитивну квитанцію на цей блок) в активний стан, дочекатись кінця прийому всього блоку і вийти з підпрограми. У другому випадку номер блоку, що приймається, більший від очікуваного, тобто була втрата блоку. Виправити таку помилку можна тільки розпочавши прийом всього кадру спочатку. Для цього встановлюється в активний стан прапорець FDLE, дочекатись кінця прийому всього блоку і вийти з підпрограми.

При відповідності прийнятого і очікуваного номера блоку виконуємо операцію „складання по модулю 2” чарунки Contr_Sum і NBlock, і переходимо до прийома інформаційних байт блоку. При прийомі кожного байту інформації його треба переписати в регістр RGBlock, врахувати його в контрольній сумі блоку Contr_Sum (виконати операцію „складання по модулю 2”), і збільшити покажчик регістра RGBlock (і).

Коли 16 інформаційних байт блоку прийняті, чекаємо ознаку кінця блоку. Це може бути ETB (кінець блоку) або ETX (кінець тексту, тобто кінець кадру). В останньому випадку прапорець FETX необхідно встановити в активний стан.В кінці блоку повинна надійти контрольна сума блоку, яка порівнюється з тією контрольною сумою, яка підрахована в чарунці Contr_Sum. Якщо контрольна сума неправильна, це означає, що в блоці була помилка і треба встановити в активний стан прапорець FNAK. У випадку правильності контрольної суми встановлюємо в активний стан прапорець FACK, якщо до цього часу не була зафіксована помилка.



Рисунок 4.4 - Алгоритм процедури передачі блоку

Під час роботи підпрограми весь час перевіряється тайм-аут Т24. Якщо блок не прийнятий за час Т24 підпрограма закінчує роботу.



Рисунок 4.5 - Алгоритм процедура прийому блоку

ВИСНОВКИ

В дипломній роботі отримані такі результати:

1. Проведено аналіз конвергентних мереж, вирішено завдання розробки програмного забезпечення канального рівня кінцевого та центрального вузлів для корпоративної мережі телекомунікаційної компанії.

2. Визначено основні завдання, компоненти, принципи побудови, структуру мережі та її складових. Наведено характеристику мережі з точки зору еталонної моделі взаємодії відкритих систем.

3. Розглянуто рівні моделі OSI, докладно - функції та протоколи канального рівня.

4. Побудовано та описано функціональні схеми роботи кінцевого та центрального вузлів мережі, за допомогою яких пояснюються режими роботи та стани цих вузлів.

5. Досліджено принципи розробки програмного забезпечення. Перевагою даної роботи є те, що програмне забезпечення створювалося для роботи під керуванням операційної системи Windows, що дозволяє використовувати його в реальних умовах.

6. Розроблені алгоритми дають можливість виконувати основні функції канального рівня для передачі та прийому необхідних обсягів інформації, слідкування за правильністю переданих даних, повторну передачу при необхідності.

На основі розроблених алгоритмів написана програма роботи канального рівня.

Сукупність проведених досліджень, розробок в дипломній роботі складає вирішення завдання з поліпшення показників якості на канальному рівні в інформаційних мережах.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Проектування телекомунікаційних мереж: Підручник для студентів вищ. навч. закладів за напрямком „ Телекомунікації” /за ред. В.К.Стеклова.-К.: Техніка, 2002.-792 с.

Буров Є. Комп`ютерні мережі. - Львів, 1999. - 468 с.

Калита Д. М. Комп`ютерні мережі. Апаратні засоби та протоколи передачі даних. - К.: Видовничо-поліграфічний центр „Київський Університет”, 2003. - 327 с.

Сергеев Н.П, Вашкевич Н.П. Основы вычислительной техники. - Москва.: ”Высшая школа”, 1988. - 311 с.

Спортак М., Паппас Ф. Комп`ютерні мережі та мережні технології. - К.: ООО “ТИД “ДС”, 2002. - 736 с.

Стеклов В. К., Беркман Л. Н. Телекомунікаційні мережі. - К.: Техніка, 2001.- 392 с.

Нейман В. І., Романова О.М. Загальні напрямки розвитку корпоративних мереж і систем // ВКCС. Connect! - 2001, №4. - с. 15-28.

Культін Н. Б. Основи програмування в Delphi 7. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 608 с.

Лагутенко О.И. Современные модемы. - Москва: Око - Трендз, 2002.-380 с.

ДОДАТКИ

Додаток 1

ПРОГРАМА КАНАЛЬНОГО РІВНЯ

unit KNetProtocol;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, ExtCtrls, StdCtrls,

syncobjs, {Debug, AdPort,} Math;

type

str40 = string[40];

TKNetProtocol = class

private

FMainTimer: TTimer;

NBlokPd, KBlokPd, NBlokPm, SB_L3:integer;

RS_COM2:integer;

FETXPd,FETXPm:boolean;

FNAK, FACK, FTA:boolean;

SBBlokPd:integer;

SBBlokPm:integer;

Contr_SumPd:integer;

Contr_SumPm:integer;

RG21_1, RG21_2, RG12_1, RG12_2:Array[0..19] of integer;

RG32_1, RG32_2, RG23_1, RG23_2:Array[0..511] of integer;

FHandle: HWnD;

// внутренние переменные и флаги

FVxDIsLoaded : Boolean;

FErrorCode : integer;

hCVxD : THandle;

RetInfo : Array[0..9]Of DWord;

PutInfo : Array[0..9]Of DWord;

cbBytesReturned: DWord;

pReceive1:pointer;

pReceive3:pointer;

pTransmit1:pointer;

pTransmit3:pointer;

pStr40:pointer;

procedure VxDProc(var Msg: TMessage);

function LoadVxD: integer;

function FreeVxD: integer;

procedure FormBlok(var j:integer);

procedure Com_Mod;

procedure HookIRQ;

procedure TransmitInf;

procedure OnMainTimer(Sender: TObject);

public

FPm_VxD:boolean;

NT:string;

function Ur1_Init:integer;

procedure Ur1_Done;

function Pd_Inf_L1(var BufSize:integer; pTransmit3:pointer):integer;

published

end;

const

wm_VxD = wm_User;

MES_PROTOCOL_NAK = wm_VxD+1;

MES_PROTOCOL_ACK = wm_VxD+2;

MES_PROTOCOL_STX = wm_VxD+3;

CVXD_APIFUNC_1 = 1; {Завантаження параметрів в VxD}

CVXD_APIFUNC_2 = 2; {Передача команди для модему}

CVXD_APIFUNC_3 = 3; {Передача інформації в VxD}

CVXD_APIFUNC_4 = 4;

STX = 2; {"Початок тексту"}

ETB = $17; {"Кінець блоку"}

ETX = $03; {"Кінець тексту"}

EOT = $04; {"Кінець передачі"}

ENQ = $05; {"КТМ"}

DLE = $10; {"АР1"}

NAK = $15; {"Ні"}

ACK = $06; {"Так"}

SBBI = 16; {Кількість інформаційних байтів в блоці}

AddrCOM2 = $2F8;{Базова адреса порта}

NIRQ = $10;

command1:Str40 = 'ATDP';

command2:Str40 = 'ATH0';

implementation

procedure TKNetProtocol.FormBlok(var j:integer);

var i:byte;

begin

SBBlokPm:=0;

if NBlokPd=(KBlokPd-1) then

FETXPd:=True

else

FETXPd:=False;

i:=0;

if pTransmit1=@RG21_1 then

begin

RG21_1[i]:=STX;

Inc(i);

RG21_1[i]:=NBlokPd;

Inc(i);

Contr_SumPd:=STX XOR NBlokPd;

Repeat

RG21_1[i]:=RG32_1[j];

Contr_SumPd:=Contr_SumPd XOR RG21_1[i];

Inc(i);

Inc(j);

Inc(SBBlokPd);

Until SBBlokPd < SBBI;

if FETXPd then RG21_1[i]:=ETX

else RG21_1[i]:=ETB;

Inc(i);

RG21_1[i]:=Contr_SumPd;

pTransmit1:=@RG21_2;

end

else

begin

RG21_2[i]:=STX;

Contr_SumPd:=Contr_SumPd XOR RG21_1[i];

Inc(i);

RG21_2[i]:=NBlokPd;

Inc(i);

Contr_SumPd:=STX XOR NBlokPd;

Repeat

RG21_2[i]:=RG32_1[j];

Inc(i);

Inc(j);

Inc(SBBlokPd);

Until SBBlokPd < SBBI;

if FETXPd then RG21_2[i]:=ETX

else RG21_2[i]:=ETB;

Inc(i);

RG21_2[i]:=Contr_SumPd;

pTransmit1:=@RG21_1;

end;

function TKNetProtocol.Pd_Inf_L1(var BufSize:integer; pTransmit3:pointer):integer;

var j:integer;

Label Pd_Inf1,Pd_Inf2;

begin

Result:=0;

j:=0;

NBlokPd:=0;

FTA:=False;

KBlokPd:=BufSize div 16;

FNAK:=False;

FETXPd:=False;

FACK:=True;

Pd_Inf1:

if FACK then

begin

FACK:=False;

FMainTimer.Enabled:=False;{Зупинити відлік Т1}

if NOT FETXPd then

begin

Pd_Inf2:

FormBlok(j);

Inc(NBlokPd);

TransmitInf;

FMainTimer.Enabled:=True;{Запуск відліку Т1}

end

else

begin

FETXPd:=False;

Result:=1;

Exit;

end;

end

else

begin

if FNAK then

begin

Dec(NBlokPd);

FNAK:=False;

FMainTimer.Enabled:=False;{Зупинити відлік Т1}

goto Pd_Inf2;

end

else

begin

if FTA then

begin

FTA:=False;

Result:=0;

Exit;

else goto Pd_Inf1;

end;

end;

Додаток 2

ПЕРЕЛІК КОМАНД ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ В АЛГОРИТМАХ

Команди канального рівня

STX - початок тексту;

ETB - кінець блоку;

ETX - кінець тексту;

EOT - кінець передачі;

ENQ - запит на захват каналу;

DLE - перепитування всього кадру;

NAK - перепитування блоку;

ACK - підтвердження правильного прийому блоку.

Додаток 3

ДОДАТОК В ПЕРЕЛІК ПРАПОРЦІВ

FAR - прапорець аварійного роз'єднання

FNR - прапорець нормального роз'єднання

FRG75 - прапорець наявності інформації з рівня 7 рівню 5

FRG57 - прапорець наявності інформації з рівня 5 рівню 7

FRG52 - прапорець наявності інформації з рівня 5 рівню 2

FRG25 - прапорець наявності інформації з рівня 2 рівню 5

FA1 - прапорець активності 1 рівня (фізичного)

FA2 - прапорець активності 2 рівня (канального)

FA5 - прапорець активності 5 рівня (сеансового)

FA7 - Прапорець активності 7 рівня (прикладного)

FO25 - прапорець помилки на 2 рівні, яка належить виправленню на 5 рівні

FO57 - прапорець помилки на 5 рівні, яка належить виправленню на 7 рівні

Додаток 4

ПЕРЕЛІК ТАЙМ-АУТІВ

Тайм-аути необхідні для того, щоб програми не зациклювалися.

Т1 - час встановлення з`єднання з ЦВ.

Т2 - час, за який відбувається роз`єднання.

Т21 - час очікування відповіді на команду ENQ.

Т22 - час очікування команди ENQ.

Т23 - час очікування відповіді на блок при передачі.

Т24 - час прийому блоку.

Т - 1 - час, за який необхідно провести опитування всіх кінцевих вузлів. Значення тайм-ауту залежить від кількості КВ, часу опитування одного КВ

Т - 2 - час встановлення з`єднання з кінцевим або центральним вузлом.

Т - 3 - час, за який відбувається роз`єднання.

Додаток 5

Граф станів центрального вузла

Граф станів кінцевого вузла

Формування блоку для передачі

Алгоритм процедури передачі блоку

Размещено на Allbest.ru