Моделирование протокола передачи данных HDLC

· t+2,3 Станция А посылает информационные кадры 0 и 1, устанавливает бит Р.

· t+4,5,6 Станция В подтверждает передачу станции А, посылая 2 в поле порядкового номера приема. Станция В, кроме того, передает информационные кадры 0 и 1.

· t+7 Станция А подтверждает кадры 0 и 1 станции В, порядковый номер 2 в поле приема.

· t+8 Станция В также подтверждает последний переданный А кадр с номером 2 и объявляет, что ему нечего передавать битом F. Отметим, что поле приема станции В сохраняло значение 2.

За исключением рис.2.8, соглашения относительно адресации, принятые в иллюстрациях, соответствуют подмножеству HDLC-LAPB (сбалансированной процедуре доступа к звену). Этот широко используемый протокол требует, чтобы все информационные (I) кадры были командными кадрами. Вследствие этого он содержит адрес приемника. Хотя все эти примеры недопустимы в LAPB, для наглядности иллюстраций используется некоторая непротиворечивая схема адресации.

Ниже приведены моменты времени и события для процесса, представленного на рис.2.3:

	t	t+1	t+2	t+3	t+4	t+5	t+6	t+7	t+8
Станция А передает	B,I S=0 R=0	B,I,P S=1 R=1			B,I S=2 R=3	B,RR, P R=4		B,I S=3 R=5	B,RR P R=5
Станция В передает	A,I S=0 R=0	A,I S=1 R=1	B,RR F R=2	A,I S=2 R=2	A,I S=3 R=2	A,I S=4 R=3	B,RR F R=3	A,I S=5 R=3	A,RR P R=4

Рис. 2.3 Асинхронный сбалансированный режим с полнодуплексным потоком данных (Р не останавливает потока данных)

Предполагается, что в предыдущих кадрах был установлен асинхронный сбалансированный режим:

· t Обе станции, А и В передают информационный кадр с порядковым номером посылки 0.

· t+1 Станции А и В посылают подтверждение приема кадров с номером 0, используя порядковые номера приема, равные 1. Они также передают информационные кадры с порядковыми номерами посылки, равными 1. Станция А посылает разрешение на ответ, устанавливая в 1 бит Р.

· t+2 Станция В немедленно отвечает командой Готов к приему с битом F на полученную команду от Станции А с установленным Р-битом. Чтобы подтвердить кадр с номером 1 от станции А, B использует порядковый номер приема 2. В режиме АВМ Станция В может продолжать передачу в следующий момент времени.

· t+3 Станция В передает информационный кадр 2 и повторно подтверждает принятый кадр 1

· t+4 Станция А посылает информационный кадр 2 и подтверждает кадры 1 и 2 станции В, используя порядковый номер приема 3. Станция В посылает информационный кадр 3.

· t+5 Станции А посылать нечего, но она подтверждает кадр с номером 3 станции В, используя порядковый номер приема 4, и требует ответа, устанавливая в 1 бит Р. Станция В передает информационный кадр 4 и подтверждает кадр с номером 2 станции А, используя порядковый номер приема 3.

· t+6 Станция В отвечает на предыдущий бит Р установкой бита F в 1.

· t+7 Станция А посылает информационный кадр 3 и подтверждает кадр 4 станции В, используя порядковый номер приема 5. Станция В посылает информационный кадр 5.

· t+8 Ни у одной станции нет данных для передачи. Станция А посылает Готов к приему (RR), чтобы инициировать прием кадра 6. Станция В подтверждает кадр 3 станции А, используя порядковый номер приема 4.

Рис.2.4, 2.5, 2.6 являются примерами того, как в протоколе HDLC обрабатываются ошибки передачи. На рис.6 показано использование поля порядкового номера приема N(R) для отрицательного (NAK) подтверждения кадра. На рис.2.5 показано использование Неприема (REJ), а рис.2.6 иллюстрирует использование Выборочного неприема (SREJ). Здесь рассматривается момент t продолжающегося сеанса, когда станция А передает кадр с номером 6. Ниже приведены моменты времени и события для процесса, показанного на рис.2.4 (не поддерживаемого протоколом LAPB)

	t	t+1	t+2	t+3	t+4	t+5	t+6	t+7	t+8
Станция А передает	B,I S=6 R=4	B,I S=7 R=4 (ошибка)	B,I S=0 R=4	B,I,P S=1 R=4		B,I S=7 R=4	B,I S=0 R=4	B,I,P S=1 R=4
Станция В передает					B,RR,F R=7				RR,F R=2

Рис. 2.4 Восстановление по методу Возвращение-на-N (контрольная точка)

Рисунок иллюстрирует продолжающийся сеанс; Р и F используются для реализации восстановления:

· t,t+1,2,3 Станция А посылает информационные кадры 6, 7, 0 и 1. Отметим, что, поскольку 7 является наибольшим допустимым порядковым номером, после 7 следует 0. Во время этого периода станция В обнаруживает ошибку в кадре 7. В t+3 станция А посылает бит опроса, который производит такое же действие, как контрольная точка, т.е. разрешает ответ станции В.

· t+4 Станция В возвращает Готов к приему(RR)с новым номером посылки 7 и битом окончания F. Это означает, что станция В снова ожидает приема кадра 7 (и всех кадров, переданных после 7).

· t+5,6,7 Станция А повторно передает кадры 7, 0, и 1 и устанавливает бит Р в качестве контрольной точки.

· t+8 Станция В подтверждает кадры 7, 0 и 1 командой Готов к приему (RR) с порядковым номером приема 2 и установленным битом F.

Исключительное использование поля порядкового номера приема N(R) для отрицательного подтверждения кадра не рекомендуется для полнодуплексной передачи. Так как кадры передаются по каналу в обоих направлениях, порядковые номера посылки и приема часто перекрываются. Например, предположим, что кадр 4 станции А [N(S)=4] передается примерно в то же время, что и кадр станции В, который содержит N(R)=4. Станция А может ошибочно заключить, что ее кадр 4 получен Станцией В с ошибкой, в то время как станция В просто указывает, что следующим она ожидает кадр 4. Более эффективный подход к исправлению ошибок состоит в явном указании ошибочного кадра. Рис.2.5 и 2.6 иллюстрируют два метода реализации явных отрицательных подтверждений NAK.

Ниже приведены моменты времени и события для процесса, который поясняется рис.2.5:

	t	t+1	t+2	t+3	t+4	t+5	t+6
Станция А передает	B,I S=6 R=4	B,I S=7 R=4(ошибка)	B,I S=0 R=4	B,I S=7 R=4	B,I S=0 R=4	B,I S=1 R=4
Станция В передает			B,REJ F R=7				B,RR F R=2

Рис. 2.5 Исправление ошибок с использованием метода Возвращение-на-N (REJ)

Рисунок иллюстрирует продолжающийся сеанс:

· t,t+1,2 Станция А посылает информационные кадры 6, 7 и 0. Станция В обнаруживает ошибку в кадре 7 и немедленно посылает кадр Неприем с порядковым номером приема 7 и F-битом. Таким образом Станция В не ожидает санкции на реализацию контрольной точки и посылает ответ REJ (Неприем) с установленным F-битом. Если бы станция В посылала REJ в качестве команды (то есть с адресным полем, содержащимся в А), станция А должна была бы ответить кадрами RR, RNR или REJ. Однако, поскольку REJ - это ответ, станция А немедленно осуществит повторную передачу искаженного кадра.

· t+3,4,5 Станция А повторно передает кадры 7, 0 и 1 устанавливает бит Р в момент времени 5.

· t+6 Станция В подтверждает кадры 7, 0 и 1, используя Готов к приему и порядковый номер приема, равный 2. Отметим: для полнодуплексных систем бит P/F обычно не используется для остановки потока данных, поскольку это снижает пропускную способность.

События для процесса, который представлен на рис.2.6 (не поддерживаемого протоколом LAPB):

	t	t+1	t+2	t+3	t+4	t+5
Станция А передает	B,I S=6 R=4	B,I S=7 R=4(ошибка)	B,I S=0 R=4	B,I S=7 R=4	B,I S=1 R=4
Станция В передает			B,SREJ F R=7			B,RR F R=2

Рис. 2.6 Исправление ошибок по методу Выборочный неприем (SREJ)

Рисунок иллюстрирует продолжающийся сеанс:

· t,t+1,2 Станция А передает информационные кадры 6,7 и 0. Станция В обнаруживает ошибку в кадре 7 и передает Выборочный неприем с порядковым номером 7. Станция В не требует RR, RNR или REJ, так как кадр в t+2 не является командой.

· t+3,4 Станция А передает повторно только кадр 7 и впервые передает кадр 1. Поскольку это Выборочный неприем, кадр 0 не передается повторно.

· t+5 Станция В подтверждает все принятые кадры ответом Готов к приему с порядковым номером приема 2.

2.7 Подмножества HDLC

Принятие базового множества (superset) протокола HDLC заложило прочную основу для реализации подмножества протокола HDLC. Некоторые подмножества используются в настоящее время в промышленности. Эти подмножества показаны на дереве классификаций сетей на рис.2.7. Структура базового подмножества HDLC дает возможность бит-ориентированным протоколам распознавать и использовать в разнообразных приложениях одни и те же процедуры. Приложения требуют для выполнения своих функций различных режимов работы и различных подмножеств команд и ответов. Например, требования, выдвигаемые многоточечными интерактивными приложениями, отличаются от требований двухточечных неинтерактивных систем.

Рисунок 2.7 Семейство протокола HDLC

Будем считать, что станция соответствует некоторому классу HDLC, если это оборудование реализует все команды и ответы, определенные для этого класса. Как указывалось ранее, тремя основными классами HDLC являются:

§ класс UN (несбалансированный режим нормального ответа);

§ класс UA (несбалансированный режим асинхронного ответа);

§ класс BA (сбалансированный асинхронный режим).

HDLC предусматривает множество факультативных расширений основных классов. Эти расширения используются фирмами-поставщиками и пользователями HDLC для обеспечения большего разнообразия в структуре базового подмножества. Напомним, что опции и базовое множество HDLC показано на рис.2.7. Классы подмножеств обозначены сокращениями, такими, как UN, UA или BA плюс факультативное расширение протокола HDLC, обозначаемые конкретным номером опции. Например, протокол, обозначенный BA-4, является сбалансированным асинхронным протоколом, предназначенный для передачи ненумерованной информации (UI). Имея в виду эту классификационную схему, рассмотрим некоторые из основных подмножеств стандарта HDLC.

LAP (Процедура доступа к звену) является одним из наиболее ранних подмножеств HDLC. LAP основывается на команде SARM - Установить режим асинхронного ответа - для сбалансированной конфигурации. Реализация звена с LAB является несколько неуклюжей, так как требуется, чтобы прежде чем установлено звено, обе станции посылали SARM и UA. Она отличается от реализации широко используемой процедуры LAPB.

LAPB (Сбалансированная процедура доступа к звену) используется во всем мире несколькими частными вычислительными сетями и сетями общего пользования. LAPB -это некоторое подмножество репертуара команда/ответов HDLC. LAPB используется для поддержки широко распространенного протокола сети с пакетной передачей Х.25. LAPB классифицируется как подмножество ВА-2.5 HDLC. Это означает, что кроме использования асинхронного сбалансированного режима этот протокол использует также два функциональных решения: опции 2 и 8. Опция 2 делает возможным одновременный неприем кадров в режиме двунаправленной передачи (рис.2.5). Опция 8 не допускает передачу полезной информации в кадрах ответа. Это не представляет какой-либо проблемы, так как в асинхронном сбалансированном режиме информация может представляться в командных кадрах, и поскольку обе физические станции являются логическими первичными станциями, обе могут представлять команды.

LLC (Управление логическим звеном) является стандартом, опубликованным Комитетом по стандартам IEEE 802 для локальных сетей. Стандарт допускает взаимодействие локальной сети с глобальной сетью. LLC использует подкласс базового множества HDLC; имеет классификационное обозначение ВА-2,4. Он использует сбалансированный асинхронный режим (BA) и функциональные расширения (опции 2 и 4).

LLC разработан так, чтобы его можно было поместить между уровнем локальной сети и уровнем глобальной сети. Подобная реализация показана на рис.2.8. Блок доступа к среде (MAU) содержит протоколы локальной сети, а LLC обеспечивает интерфейс для верхних уровней. Оба подуровня описаны более подробно в разделе локальных сетей. Все локальные сети, специфицированные IEEE 802, обеспечивают сервис без установления логического соединения (тип 1). Сервис, ориентированный на установление логического соединения (тип 2), может предоставляться факультативно.

Сетевой уровень
Канальный уровень	Подуровень управления логическим звеном(LLC)
	Подуровень блока доступа к среде (MAU)
Физический уровень

Рис. 2.8 Управление логическим звеном (LLC)

В локальных сетях типа 1 также отсутствуют механизм управления потоком и восстановление данных после ошибок. Это обусловлено необходимостью снижения накладных расходов для высокоскоростных каналов (отсутствуют фазы установления и расторжения соединений, отсутствуют подтверждения приема). Целостность данных поддерживается в ЛВС верхними уровнями модели ВОС. Например, в TCP/IP сетях транспортным уровнем.

В локальных же сетях типа 2 эти функции (установление и расторжение соединений, механизм управления потоком посредством скользящего окна) предусмотрены. Множества допустимых команд для LLC приведены на рис.2.8

LAPD (Процедура доступа к D - каналу) является еще одним подмножеством структуры HDLC, хотя ее расширение выходят за рамки HDLC. LABD предназначен для управления звеном данных в цифровых сетях с интеграцией служб ISDN, которая получает все большее развитие.

LAPX (Расширенный LAPB) это еще одно подмножества HDLC. Этот протокол (процедура) используется в терминальных системах и в развивающимся стандарте TELETEX. Это полудуплексный вариант HDLC.

	Команды	Ответы
Тип 1	UI - ненумерованная информация	XID - идентификация станции
	XID - идентификация станции	XID - идентификация станции
	TEST- проверка	TEST- проверка
Тип 2 (I-формат) (S-формат) (U-формат)	I - Информационный кадр	I - Информационный кадр
	RR - Готов к приему	RR - Готов к приему
	RNR - Не готов к приему	RNR - Не готов к приему
	REJ - Неприем	REJ - Неприем
	SABM -Установить ABM	UA - Ненумер.подтв., FRMR - Неприем
	DISC - разъединить	UA-Ненумер.подт., DM- Разъединение

Рис. 2.9 Команды и ответы подуровня LLC локальной сети

SDLC (Синхронное управление звеном данных) является версией базового множества HDLC, разработанного компанией IBM. SDLC использует несбалансированный режим нормального ответа и может быть классифицирован как UN-1,2,4,5,6,12. Обеспечивает поддержку двухточечных, многоточечных или кольцевых соединений. События для процесса, поддерживаемого протоколом SDLC, представлены на рис.2.10.

t

t+1

t+2

t+3

t+4

t+5

t+6

t+7

t+8

t+9

t+10

t+11

t+12

t+13

А

B,RR P

B SIM P

B SNRM P

C,RR P R=0

B,I S=0 R=0

B,I S=1 R=0

B,RR P R=0

C,RR P R=3

B,RR P R=2

В

B RIM F

B UA F

B UA F

B,I S=0 R=2

B,I,F S=1 R=2

С

C,I S=0 R=0

C,I S=1 R=0

C,I,F S=2 R=0

Рис. 2.10 SDLC в полнодуплексной многоточечной системе передачи данных, где А - первичная станция, В - в режиме разъединения, С - в режиме нормального ответа

· t,t+1,2,3,4,5 Станция А сначала опрашивает статус (состояние) станции В. Станция В отвечает запросом режима инициализации (RIM). Станция А устанавливает В в режим инициализации (SIM), а затем в режим нормального ответа. В подтверждает оба режима.

· t+6 Станция А использует команду Готов к приему (RR) для опроса станции С путем установки бита Р.

· t+7,8 Станция А посылает информационные кадры 0 и 1 станции В. Одновременно станция С, отвечая на предыдущий опрос посылает также информационные кадры 0 и 1 станции А по другому каналу полнодуплексной цепи.

· t+9 Станция С посылает информационный кадр 2 с установленным битом окончания F.

· t+10 Станция А опрашивает В для реализации контрольной точки (подтверждения).

· t+11 Станция В отвечает информационным кадром 0 и одновременно подтверждает принятые от А кадры 0 и 1, используя порядковый номер приема 2.

· t+12 Станция А подтверждает кадры 0, 1 и 2 станции С с помощью Готов к приему (RR) и порядкового номера приема 3. Станция В посылает информационный кадр 1 и устанавливает бит F в ответ на бит Р в t+1.

· t+13 Станция А подтверждает кадры 0 и 1 станции В с помощью команды Готов к приему (RR) и порядкового номера приема 2.

· t+- Последующие события потребуют, чтобы станции А и В выдали ответы с битом F.

Выводы

В данной главе приведён обзор протокола HDLC- управление потоком, формат кадра, управляющее поле и процессы передачи в данном протоколе. Рассмотрены также подмножества прокола HDLC. Структура базового подмножества HDLC дает возможность бит-ориентированным протоколам распознавать и использовать в разнообразных приложениях одни и те же процедуры. Приложения требуют для выполнения своих функций различных режимов работы и различных подмножеств команд и ответов.

3. Имитационное моделирование протокола HDLC

3.1 Выбор языка программирования

Потребность в разработке и применении эффективных и адекватных реальной действительности компьютерных программ и технологий сегодня возрастает. Компьютерная технология незаменима, поскольку она даёт возможность оптимизировать и рационализировать управленческую функцию за счет применения новых средств сбора, передачи и преобразования информации.

Выпускная работа написана в программной среде Delphi. Delphi обладает широким набором возможностей, начиная от проектировщика форм и кончая поддержкой всех форматов популярных баз данных. Среда устраняет необходимость программировать такие компоненты Windows общего назначения, как метки, пиктограммы и даже диалоговые панели. Работая в Windows, вы неоднократно видели одинаковые «объекты» во многих разнообразных приложениях. Диалоговые панели (например, Choose File и Save File) являются примерами многократно используемых компонентов, встроенных непосредственно в Delphi, который позволяет приспособить эти компоненты к имеющийся задаче, чтобы они работали именно так, как требуется создаваемому приложению. Также здесь имеются предварительно определенные визуальные и не визуальные объекты, включая кнопки, объекты с данными, меню и уже построенные диалоговые панели. С помощью этих объектов можно, например, обеспечить ввод данных просто несколькими нажатиями кнопок мыши, не прибегая к программированию. Та часть, которая непосредственно связана с программированием интерфейса пользователя системой, получила название визуальное программирование.

Визуальное программирование как бы добавляет новое измерение при создании приложений, давая возможность изображать эти объекты на экране монитора до выполнения самой программы. Без визуального программирования процесс отображения требует написания фрагмента кода, создающего и настраивающего объект «по месту». Увидеть закодированные объекты было возможно только в ходе исполнения программы. При таком подходе достижение того, чтобы объекты выглядели и вели себя заданным образом, становится утомительным процессом, который требует неоднократных исправлений программного кода с последующей прогонкой программы и наблюдения за тем, что в итоге получилось.

Благодаря средствам визуальной разработки можно работать с объектами, держа их перед глазами и получая результаты практически сразу. Способность видеть объекты такими, какими они появляются в ходе исполнения программы, снимает необходимость проведения множества операций вручную, что характерно для работы в среде, не обладающей визуальными средствами -- вне зависимости от того, является она объектно-ориентированной или нет. После того, как объект помещен в форму среды визуального программирования, все его атрибуты сразу отображаются в виде кода, который соответствует объекту как единице, исполняемой в ходе работы программы.

Размещение объектов в Delphi связано с более тесными отношениями между объектами и реальным программным кодом. Объекты помещаются в вашу форму, при этом код, отвечающий объектам, автоматически записывается в исходный файл. Этот код компилируется, обеспечивая существенно более высокую производительность, чем визуальная среда, которая интерпретирует информацию лишь в ходе исполнения программы.

3.2 Описание команд и ответов

Супервизорный формат показан на рис. 2.1 и предусматривает четыре команды и ответа (RR, RNR, REJ, SREJ), которые представлены на рис. 2.4. (Обобщенная сводка всех команд и ответов приведена в таблице 3.1). Назначение этого формата состоит в выполнении нумерованных [т.е. использующих порядковые номера кадров N(R)] супервизорных функций, таких, как подтверждение (квитирование), опрос, временная задержка передачи данных и восстановление после ошибок. Кадры супервизорного формата не содержат информационного поля, следовательно, как показано на рис. 1, в них располагается только порядковый номер приема N(R). Супервизорный формат может быть использован для подтверждения приема кадров от передающей станции.

Функции команд и ответов, используемых супервизорным форматом:

RR (Receive ready - Готов к приему) используется первичной или вторичной станцией для индикации того, что станция готова принять информационный кадр и / или подтвердить (квитировать) ранее принятые кадры с помощью поля N(R). Если станция до этого, используя команду «Не готов к приему», посылала уведомление о том, что она занята, теперь она использует команду Готов к приему для индикации того, что она свободна и готова принять данные. Первичная станция может также использовать команду Готов к приему для опроса вторичной станции.

RNR (Receive not ready - Не готов к приему) используется станцией для индикации состояния занятости. Эта команда уведомляет передающую станцию о том, что принимающая станция не способна принять дополнительные поступающие данные. Кадр RNR, используя поле N(R), может подтвердить прием ранее переданных кадров. Состояние занятости может быть сброшено посылкой кадра RR, а также некоторых других кадров, которые будут рассмотрены позднее.

REJ (Reject - Неприем) используется для запроса передачи кадров, начиная с кадра, указанного в поле N(R). Подтверждаются все кадры с номерами до N(R) - 1. Кадр REJ может использоваться для реализации метода «Возвращение-на-N» (Go-Back-N).

SREJ (Selective reject - Выборочный неприем) используется станцией для запроса повторной передачи единственного кадра, который определен в поле N(R). Как и в случае включающего подтверждения, подтверждение распространяется на все информационные кадры с номерами до N(R) - 1 включительно. Выборочный неприем позволяет реализовать режим выборочного повторения. Как только передан кадр SREJ, следующие кадры принимаются и сохраняются для повторно передаваемого кадра.

Ненумерованные команды и ответы используются для посылки большинства индикаторов команд и ответов. Ненумерованные команды можно разбить на группы в соответствии с выполняемыми функциями:

· команды установки режима: SNRM, SARM, SABM, (SNRME, SARME, SABME - для расширенной адресации), SIM, RIM, DISC;

· команды передачи информации: UI, UP;

· команды восстановления: RSET;

· другие команды: XID, TEST, DM, UA, FRMR, RD.

Функции команд/ответов для ненумерованного формата:

UI (Unnumbered information - Ненумерованная информация). Эта команда позволяет производить передачу данных пользователя в не нумерованном кадре (т. е. без порядкового номера).

RIM (Request Initialization Mode - Режим инициализации запроса). Кадр RIM является запросом на команду SIM от вторичной к первичной станции.

SIM (Set Initialization Mode - Установить режим инициализации). Эта команда используется для инициализации сеанса между первичной и вторичной станциями. Ожидаемым ответом является UА.

SNRM (Set Normal Response Mode - Установить режим нормального ответа). Эта команда переводит вторичную станцию в NRM (режим нормального ответа). NRM предотвращает посылку вторичной станцией несанкционированных (unsolicited) кадров. Это означает, что первичная станция управляет всем потоком сообщений в канале.

DM (Disconnect Mode - Режим разъединения). Этот кадр ответа передается вторичной станцией для индикации того, что она находится в режиме логического разъединения.

DISC (Disconnect - Разъединить). Эта команда, передаваемая первичной станцией, переводит вторичную станцию в режим разъединения аналогично нажатию рычага телефонного аппарата.

UA (Unnumbered Acknowledgment - Ненумерованное подтверждение). Это - положительное подтверждение АСК для установки режима команд (SIM, DISC, RESET). UA также используется для уведомления об окончании состояния занятости станции.

FRMR (Frame Rejekt - Неприем кадра). Вторичная станция посылает этот кадр, когда она встречается с недействительным кадром. Причина указывается в информационном поле этого кадра. Кадр ответа FRMR используется при выполнении следующих условий:

· Прием недействительного управляющего поля команды или ответа.

· Прием слишком длинного информационного поля.

· Прием недействительного поля N(R).

· Прием недопустимого информационного поля или супервизорного/ненумерованного кадра неправильной длины.

В информационном поле кадра FRMR содержится информация о состоянии (status)отвергнутого кадра:

· управляющее поле отвергнутого кадра;

· текущее значение переменных состояния принимающей станции - посылки V(S) и приема V(R);

· отвергнутый кадр был командой или ответом;

· управляющее поле является недействительным;

· кадр был передан с недопустимым информационным полем;

· информационное поле является слишком длинным;

· порядковые номера являются недействительными.

RD (Request Disconnect - Запрос разъединения). Это запрос от вторичной станции на логическое разъединение и установление состояния логического разъединения.

XID (Exchage State Identification - Идентификация станции при коммутации). Эта команда запрашивает идентификацию вторичной станции. В системах с коммутацией эта команда используется для идентификации вызывающей станции.

TEST (Test-проверка). Этот кадр (команда/ответ) используется для санкционирования тестовых ответов от вторичной станции. В ответе желательно сформировать информационную область, содержащуюся в команде.

SARM (Set Asynchronous Response Mode -Установить режим асинхронных ответов). Устанавливает режим, позволяющий вторичной станции вести передачу без опроса со стороны первичной станции. Он переводит вторичную станцию в состояние передачи информации (IS) режима ARM. Поскольку команда SARM устанавливает две несбалансированные станции, SARM должна выдаваться по обоим направлениям передачи:

· А посылает: B, DISC

· В посылает: B, UA A, DISC

· А посылает: A, UA

· В посылает: A, SARM

· А посылает: A, UA B, SARM

· В посылает: B, UA

Команды DISC посылаются, чтобы гарантировать полную реинициализацию канала.

SABM (Set Asynchronous Balanced Mode - Установить асинхронный сбалансированный режим). Устанавливает режим в ARM, в котором станции являются равноправными. Для передачи не требуется опроса, поскольку каждая станция является станцией комбинированного типа.

SNRME (Set Normal Response Extended - Установить расширенный режим нормального ответа). Устанавливает SNRM с двумя дополнительными байтами в управляющем поле.

SABME (Set Asynchronous Balance Mode Extended - Установить расширенный асинхронный сбалансированный режим). Устанавливает SABM с двумя дополнительными байтами в управляющем поле.

UP (Unnumbered Poll - Ненумерованный опрос). Команда опрашивает станцию безотносительно к нумерации кадров и квитированию. Если бит опроса установлен в 0, ответ является необязательной возможностью, предоставляемой только для одного ответа. В качестве ответа могут быть переданы неподтвержденные или еще непереданные I-кадры.

RSET (Reset - Сброс переменных). Передающая станция сбрасывает свой V(S), а принимающая станция свой V(R) с целью возобновления упорядоченной передачи в заданном направлении новой последовательности кадров. Эта команда используется для восстановления. Кадры, которые ранее не были квитированы, остаются таковыми.

Таблица 3.1

Обобщенная сводка всех команд и ответов

	Код управляющего поля
	1	2	3	4	5	6	7	8	Команды	Ответы
I-формат	0	N(S)	*	N(R)	I - Информация	I - Информация
S-формат	1	0	0	0	*	N(R)	RR - Готов к приему	RR - Готов к приему
	1	0	0	1	*	N(R)	REJ - Неприем	REJ - Неприем
	1	0	1	0	*	N(R)	RNR - Не готов к приему	RNR - Не готов к приему
	1	0	1	1	*	N(R)	SREJ - Выбор. неприем	SREJ - Выбор. Неприем
U-формат	1	1	0	0	*	0	0	0	UI - Ненумеров. информ.	UI - Ненумеров. информ.
	1	1	0	0	*	0	0	1	SNRM - Установить NRM
	1	1	0	0	*	0	1	0	DISC - Разъединить	RD- Запрос разъед.
	1	1	0	0	*	1	0	0	UP- Ненумеров. опрос
	1	1	0	0	*	1	1	0		UA - Ненумеров.подтв.
	1	1	0	0	*	1	1	1	TEST - Проверка	TEST - Проверка
	1	1	1	0	*	0	0	0	SIM - Уст.реж.иниц.	RIM - Запр.реж.иниц.
	1	1	1	0	*	0	0	1		FRMR - Неприем кадра
	1	1	1	1	*	0	0	0	SARM - Установить ARM	DM - Режим разъед.
	1	1	1	1	*	0	0	1	RSET - Сбросить
	1	1	1	1	*	0	1	0	SARME - Уст.расш.ARM
	1	1	1	1	*	0	1	1	SNRME - Уст.расш.NRM
	1	1	1	1	*	1	0	0	SABM -установить ABM<TD&NBSP;< TD>
	1	1	1	1	*	1	0	1	XID - Идентиф. станции	XID - Идентиф. станции
	1	1	1	1	*	1	1	0	SABME -Уст.расш. ABM

3.3 Описание алгоритма

HDLC является кодопрозрачным протоколом. Он не зависит от конкретного кода (ASCII/IA5 или EBCDIC) при выполнении функции управления каналом. Восьмибитовая комбинация флага 01111110 помещается в начале и в конце кадра, чтобы дать возможность приемнику распознать начало и конец кадра. Возможны случаи, когда прикладной процесс помещает в данных пользователя последовательность 01111110, совпадающую с флагом. В этом случае передающая станция в поток выходных данных помещает 0 после 5 подряд идущих единиц, встретившихся в любом месте между начальным и конечным флагами кадра. Такая вставка производится в адресное, управляющее, информационное поля и поле CRC. Этот метод называется вставкой битов (bit staffing); такую же функцию выполняет знак DLE в протоколе BSC. После того как завершается вставка битов в кадр и по концам кадра помещаются флаги, кадр передается приемнику по каналу.

Приемник постоянно контролирует поток битов. При получении нуля с пятью далее идущими подряд единицами (011111) анализирует следующий (седьмой) бит. Если это нуль, он удаляет этот бит. Однако если седьмой бит является единицей (0111111), приемник анализирует восьмой бит. Если это нуль (01111110), он считает, что получена флаговая комбинация. Если это единица, выполняется анализ последующих бит. Возможна ситуация приема либо сигнала покоя, либо сигнала аварийного завершения, на которые станция реагирует соответствующим образом. Таким образом, в протоколе HDLC обеспечиваются кодовая прозрачность по данным. Протоколу безразлично, какие кодовые комбинации находятся в потоке данных. Единственное, что требуется, - это поддерживать уникальность флагов.

HDLC используется также два других сигнала: сигнал аварийного завершения (АЗ) состоит из последовательности единиц, число которых не меньше семи и не больше четырнадцати; состояние покоя представляется последовательностью пятнадцати или большего числа единиц.

Управление потоком в HDLC осуществляется с помощью передающих и принимающих окон. Окно устанавливается на каждом конце канала связи, чтобы обеспечить резервирование ресурсов обеих станций. Этими ресурсами могут быть ресурсы вычислителя или пространство буфера. В большинстве случаев окно обеспечивает и буферное пространство, и правила нумерации (сообщений). Окно устанавливается во время инициирования сеанса связи между станциями. Если станция А и станция В должны обменяться данными, А резервирует окно для В, а В резервирует окно для А. Использование окон необходимо для полнодуплексных протоколов, потому что они подразумевают непрерывный поток кадров в принимающий узел без периодических подтверждений с остановкой и ожиданием.

Переменные состояния станции V(S) и V(R). Окна в принимающем и передающем узлах управляются переменными состояния, которые представляют по сути состояние счетчика. Передающий узел поддерживает переменную состояния посылки V(S). Это порядковый номер следующего по очереди I-кадра, который должен быть передан. Принимающий узел поддерживает переменную состояния приема V(R), которая содержит номер, который, как ожидается, является порядковым номером следующего I-кадра. V(S) увеличивается на 1 при передаче каждого кадра и помещается в поле порядкового номера посылки кадра. Получив кадр, принимающий узел производит проверку наличия ошибок передачи и сравнивает порядковый номер со своим V(R). Если кадр может быть принят, узел увеличивает V(R) на 1, помещает его в поле порядкового номера приема кадра подтверждения АСК и посылает этот кадр в узел-отправитель, завершая квитирование передачи.

Если V(R) не равен порядковому номеру посылки в кадре или обнаружена ошибка, значит, что-то произошло, и после тайм-аута в узел-отправитель посылается NAK [с порядковым номером приема, содержащим значение V(R)]. В большинстве протоколов этот NAK называется Неприем (REJ) или Выборочный неприем (SREJ). Значение V(R) уведомляет передающее устройство ООД о том, что ожидается посылка нового кадра. Т. к. передатчик восстанавливает старое значение V(S) и повторяет передачу кадра, порядковый номер которого совпадает со значением V(S).

Во многих системах для V(S) и V(R) у порядковых номеров в кадре используются числа 0-7. если переменные состояния в результате последовательного увеличения достигли 7, то, начиная с 0, эти числа снова используются. Вследствие повторного использования чисел устройствам станциям не разрешено посылать кадр с порядковым номером, который не был подтвержден. Например, протокол должен дождаться подтверждения кадра с номером 6, прежде чем он опять использует V(S)=6. Этот процесс показан на рис. 1. Здесь кадры с 6 по 4 еще не подтверждены. Если бы был послан еще один кадр с порядковым номером 6, соответствующее подтверждение АСК с номером 6 не позволило бы определить, приход какого кадра с порядковым номером 6 подтверждается.

Использование номеров 0-7 позволяет семи кадрам быть в активном состоянии, прежде, чем «закроется» окно. Несмотря на то что диапазон 0-7 дает восемь порядковых номеров, V(R) содержит значение следующего ожидаемого кадра, что ограничивает число активных кадров до 7.

3.4 Системные параметры Т1, N2, N1, K и рекомендации по их установке

Таймер Т1 запускается с момента передачи каждого кадра и используется для инициирования повторной передачи, в случае его переполнения. При выборе периода таймера Т1 необходимо учитывать, запускается ли таймер по началу или по концу кадра. Для правильной работы процедуры необходимо, чтобы период таймера Т1 был больше, чем максимальное время между передачей некоторого кадра (SARM, SABM, DM, DISC, FRMR, I или супервизорной команды) и приемом соответствующего кадра, возвращаемого в качестве отклика на этот кадр (UA, DM или подтверждающий кадр).

Счетчик N2 используется для определения максимального числа повторных передач, выполняемых по переполнении таймера Т1. Переменные Т1 и N2 используются также командами / ответами установления звена, такими, как SABM и UA.

Счетчик N1 - максимальное число битов в I-кадре. Определяет максимальную длину информационных полей.

Размер окна К - максимальное число переданных, но не подтвержденных I-кадров. Это максимальное число последовательно занумерованных I-кадров, которые в любой момент времени станции могут передать без получения подтверждения. Оно не должно быть более 7. Параметры Т1, N2, N1 и K являются системными, подлежащими согласованию с администрацией на некоторый период времени.

3.5 Листинг программы

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, StdCtrls, ScktComp, ComCtrls, Buttons, ExtCtrls;

type

TForm1 = class(TForm)

GroupBox1: TGroupBox;

Edit1: TEdit;

Label1: TLabel;

Edit2: TEdit;

Label2: TLabel;

Edit3: TEdit;

Label3: TLabel;

Memo1: TMemo;

Label4: TLabel;

Edit5: TEdit;

Label5: TLabel;

Edit6: TEdit;

Label7: TLabel;

GroupBox2: TGroupBox;

RichEdit1: TRichEdit;

OpenDialog1: TOpenDialog;

Button1: TSpeedButton;

Button3: TSpeedButton;

SpeedButton1: TSpeedButton;

LabeledEdit1: TLabeledEdit;

RadioButton1: TRadioButton;

RadioButton2: TRadioButton;

RadioGroup1: TRadioGroup;

RadioGroup2: TRadioGroup;

Memo2: TMemo;

SpeedButton2: TSpeedButton;

GroupBox3: TGroupBox;

Memo3: TMemo;

procedure Button1Click (Sender: TObject);

procedure Button3Click (Sender: TObject);

procedure SpeedButton1Click (Sender: TObject);

procedure FormCreate (Sender: TObject);

procedure SpeedButton2Click (Sender: TObject);

private

{Private declarations}

public

{Public declarations}

end;

var

Form1: TForm1;

kl:boolean;

implementation

uses Unit2;

{$R *.dfm}

procedure perev1016 (sr:string; var se:string);

var chis:real;

begin

chis:=strtofloat(sr);

se:=inttohex (trunc(chis), 24);

end;

procedure perev210 (sr:string; var se:string);

var j, chis, i, pol:integer;

begin

chis:=0;

pol:=length(sr);

j:=0;

for i:=pol downto 1 do

begin

if sr[i]='1' then

chis:=chis+trunc (exp(j*ln(2)));

j:=j+1;

end;

se:=inttostr(chis);

end;

procedure perev162 (sr:string; var se:string);

var chis:real; i, p:integer; so:string;

begin

p:=length(sr);

se:='';

for i:=1 to p do

begin

case sr[i] of

'0':se:=se+'0000';

'1':se:=se+'0001';

'2':se:=se+'0010';

'3':se:=se+'0011';

'4':se:=se+'0100';

'5':se:=se+'0101';

'6':se:=se+'0110';

'7':se:=se+'0111';

'8':se:=se+'1000';

'9':se:=se+'1001';

'A':se:=se+'1010';

'B':se:=se+'1011';

'C':se:=se+'1100';

'D':se:=se+'1101';

'E':se:=se+'1110';

'F':se:=se+'1111';

end;

end;

end;

procedure TForm1. Button1Click (Sender: TObject);

var st:string;

begin

if InputQuery ('Введите IP адрес первичной станции', 'Адрес вторичной станции', st) then

begin

edit2. Text:='1010010101';

end;

end;

procedure Delay (msecs: Longint);

var

FirstTick: Longint;

begin

FirstTick:= GetTickCount;

repeat

Application. ProcessMessages;

until GetTickCount - FirstTick >= msecs;

end;

procedure TForm1. SpeedButton1Click (Sender: TObject);

begin

if opendialog1. Execute then

begin

kl:=true;

LabeledEdit1. Text:=OpenDialog1. FileName;

memo3. Lines. LoadFromFile (OpenDialog1. FileName);

end;

end;

procedure TForm1. Button3Click (Sender: TObject);

var st6, st5, st3, st2, st1, st, st4:string; kol, k, i, j, im:integer; f:file of char; ch:char;

begin

if kl=true then

begin

kl:=false;

assignfile (f, OpenDialog1.filename);

reset(f);

form2. Memo3. Lines. Clear;

while not eof(f) do

begin

im:=0;

form2. Memo2. Lines. Clear;

edit3. Text:='10100000';

memo2. Lines. Add ('Команда RR - готов к приему');

memo2. Lines. Add ('-');

Radiogroup1.itemindex:=0;

RichEdit1. Lines. Clear;

RichEdit1. Lines. Add('011111101010010101100000000000000001111110');

RadioGroup2. ItemIndex:=1;

delay(2000);

form2. RadioGroup1. ItemIndex:=0;

form2. RadioGroup2. ItemIndex:=1;

form2.memo1. Lines. Clear;

form2.memo1. Lines. Add('011111101010010101100000000000000001111110');

form2. Show;

delay(2000);

form2. Memo1. Lines. Clear;

form2. Memo1. Lines. Add('011111101010010101110000000000000001111110');

form2. RadioGroup1.itemindex:=1;

form2. RadioGroup2. ItemIndex:=1;

delay(2000);

form2. Hide;

edit3. Text:='10101000';

memo2. Lines. Add ('Ответ RR - готов к приему');

memo2. Lines. Add ('-');

RichEdit1. Lines. Clear;

RichEdit1. Lines. Add('011111101010010101110000000000000001111110');

RadioGroup1.itemindex:=1;

RadioGroup2. ItemIndex:=1;

st:='';

st:='011111101010010101';

i:=0;

st3:='';

RichEdit1. Lines. Clear;

memo2. Lines. Add('Передача');

memo2. Lines. Add ('-');

st4:='';

st4:=st4;

st5:='';

st6:='';

while (not eof(f)) and (i<=512) do

begin

read (f, ch);

st6:=st6+ch;

perev1016 (inttostr(ord(ch)), st3);

perev162 (st3, st3);

st4:=st4+st3;

kol:=0;

for k:=1 to length(st3) do

begin

if st3 [k]='1' then kol:=kol+1;

if kol=6 then begin insert ('0', st3, k); kol:=0; end

end;

i:=i+1;

st5:=st5+st3;

end;

memo1. Lines. Clear;

memo1. Lines. Add(st4);

//closefile(f);

st5:=st5+'000000000000000001111110';

RichEdit1. Lines. Add(st5);

RadioGroup2. ItemIndex:=0;

edit3. Text:='00000000';

delay(2000);

//////

form2. RadioGroup1. ItemIndex:=0;

form2. RadioGroup2. ItemIndex:=0;

form2.memo1. Lines. Clear;

form2.memo1. Lines. Add(st5);

form2. Show;

delay(2000);

form2. Memo2. Lines. Clear;

form2. Memo2. Lines. Add(st4);

form2. RadioGroup1.itemindex:=0;

form2. RadioGroup2. ItemIndex:=0;

delay(2000);

form2. Memo3. Lines. Add(st6);

form2. RadioGroup1.itemindex:=0;

form2. RadioGroup2. ItemIndex:=0;

delay(2000);

form2. Hide;

end;

closefile(f);

//ClientSocket1. Socket. SendText ('#End');

MessageDlg ('Передача данных закончилась', mtInformation, [mbOk], 0);

end

else

MessageDlg ('Введите информацию', mtError, [mbOk], 0);

end;

procedure TForm1. FormCreate (Sender: TObject);

begin

kl:=false;

end;

procedure TForm1. SpeedButton2Click (Sender: TObject);

begin

halt;

end;

end.

Выводы

В данной главе рассмотрено имитационное моделирование протокола HDLC. Потребность в разработке и применении эффективных и адекватных реальной действительности компьютерных программ и технологий сегодня возрастает. Компьютерная технология незаменима, поскольку она даёт возможность оптимизировать и рационализировать управленческую функцию за счет применения новых средств сбора, передачи и преобразования информации. Delphi обладает широким набором возможностей, начиная от проектировщика форм и кончая поддержкой всех форматов популярных баз данных. Имитационное моделирование разработана - написана в программной среде Delphi.

4. Безопасность жизнедеятельности

4.1 Гиподинамия и их влияние на организм человека

Снижение физических нагрузок в условиях современной жизни, с одной стороны, и недостаточное развитие массовых форм физической культуры среди населения, с другой стороны, приводят к ухудшению различных функций и появлению негативных состояний организма человека. Понятия гипокинезия и гиподинамия. Для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма человека необходима достаточная активность скелетных мышц. Работа мышечного аппарата способствует развитию мозга и установлению меж центральных и межсенсорных взаимосвязей. Двигательная деятельность повышает энергопродукцию и образование тепла, улучшает функционирование дыхательной, сердечнососудистой и других систем организма. Недостаточность движений нарушает нормальную работу всех систем и вызывает появление особых состояний - гипокинезии и гиподинамии. Гипокинезия - это пониженная двигательная активность. Она может быть связана с физиологической незрелостью организма, с особыми условиями работы в ограниченном пространстве, с некоторыми заболеваниями и др. причинами. В некоторых случаях (гипсовая повязка, постельный режим) может быть полное отсутствие движений или акинезия, которая переносится организмом еще тяжелее.

Существует и близкое понятие -- гиподинамия. Это понижение мышечных усилий, когда движения осуществляются, но при крайне малых нагрузках на мышечный аппарат. В обоих случаях скелетные мышцы нагружены совершенно недостаточно. Возникает огромный дефицит биологической потребности в движениях, что резко снижает функциональное состояние и работоспособность организма.

Некоторые животные очень тяжело переносят отсутствие движений.

Например, при содержании крыс в течение 1 месяца в условиях акинезии выживает 60% животных, а в условиях гипокинезии - 80%. Цыплята, выращенные в условиях обездвижения в тесных клетках и выпущенные затем на волю, погибали при малейшей пробежке по двору. Тяжело переносится снижение двигательной активности человеком.

Обследование моряков подводников показало, что после 1,5 месяцев пребывания в море сила мышц туловища и конечностей уменьшалась на 20-40% от исходной, а после 4 месяцев плавания - на 40-50%.

Еще в древности было замечено, что физическая активность способствует формированию сильного и выносливого человека, а неподвижность ведет к снижению работоспособности, заболеваниям и тучности. Все это происходит вследствие нарушения обмена веществ. Уменьшение энергетического обмена, связанное с изменением интенсивности распада и окисления органических веществ, приводит к нарушению биосинтеза, а также к изменению кальциевого обмена в организме. Вследствие этого в костях происходят глубокие изменения. Прежде всего, они начинают терять кальций. Это приводит к тому, что кость делается рыхлой, менее прочной. Кальций попадает в кровь, оседает на стенках кровеносных сосудов, они склерозируются, т. е. пропитываются кальцием, теряют эластичность и делаются ломкими. Способность крови к свертыванию резко возрастает. Возникает угроза образования кровяных сгустков (тромбов) в сосудах. Содержание большого количества кальция в крови способствует образованию камней в почках. Отсутствие мышечной нагрузки снижает интенсивность энергетического обмена, что отрицательно сказывается на скелетных и сердечной мышцах. Кроме того, малое количество нервных импульсов, идущих от работающих мышц, снижает тонус нервной системы, утрачиваются приобретенные ранее навыки, не образуются новые.

Все это самым отрицательным образом отражается на здоровье. Следует учесть также следующее. Сидячий образ жизни приводит к тому, что хрящ постепенно становится менее эластичным, теряет гибкость. Это может повлечь снижение амплитуды дыхательных движений и потерю гибкости тела. Но особенно сильно от неподвижности или малой подвижности страдают суставы. Характер движения в суставе определен его строением. В коленном суставе ногу можно только сгибать и разгибать, а в тазобедренном суставе движения могут совершаться во всех направлениях. Однако амплитуда движений зависит от тренировки. При недостаточной подвижности связки теряют эластичность. В полость сустава при движении выделяется недостаточное количество суставной жидкости, играющей роль смазки. Все это затрудняет работу сустава. Недостаточная нагрузка влияет и на кровообращение в суставе. В результате питание костной ткани нарушается, формирование суставного хряща, покрывающего головку и суставную впадину сочленяющихся костей, да и самой кости идет неправильно, что приводит к различным заболеваниям. Но дело не ограничивается только этим. Нарушение кровообращения может привести к неравномерному росту костной ткани, вследствие чего возникает разрыхление одних участков и уплотнение других. Форма костей в результате этого может стать неправильной, а сустав потерять подвижность.

4.2 Пожарная безопасность

Пожары наносят громадный материальный ущерб и в ряде случаев сопровождаются гибелью людей. Поэтому защита от пожаров является важнейшей обязанностью каждого члена общества и проводится в общегосударственном масштабе. Противопожарная защита имеет своей целью изыскание наиболее эффективных, экономически целесообразных и технически обоснованных способов, средств предупреждения пожаров, и их ликвидации с минимальным ущербом при наиболее рациональном использовании сил и технических средств тушения.

Пожарная безопасность - это состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения используются необходимые меры по устранению негативного влияния опасных факторов пожара на людей, сооружения и материальных ценностей. Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Пожарная профилактика включает комплекс мероприятий, направленных на предупреждение пожара или уменьшение его последствий.

Почти во всех производствах применяются вещества, способные воспламеняться и гореть, а в некоторых случаях - образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Горение - быстропротекающая реакция окисления, сопровождающаяся выделением тепла и (обычно) света. Химическая реакция горения всегда является сложной и состоит из ряда элементарных химических превращений. Химическое превращение при горении протекает одновременно с физическими процессами: переносом тепла и массы.

Поэтому скорость горения всегда определяется как условиями тепло и массопередачи, так и скоростью протекания химических превращений.

Для возникновения горения необходимо наличие: горючего вещества, окислит...