データリンクプロトコルHDLCおよびPPPを分析する方法

1. よく使われるデータリンクプロトコル(HDLC、PPP)

(1) プロトコル解析の考え方

ステップ1: プロトコルの概要を理解するこのプロトコル設計の目的と基本的な特徴を知っている

ステップ 2: プロトコルの具体的な実装手順を検討するための主な手がかりとして、プロトコル データ ユニット (データ リンク層のフレーム) の形式を使用します

3: この協定は実際的な問題をどのように解決しますか?

(2) HDLC プロトコル (Advanced Data Link Control Procedure) (ビット指向プロトコル)

HDLC プロトコルは、主にデータリンク層のリンクの問題を解決するビット指向プロトコルです。管理、アドレッシング、フレーム同期、エラー制御、フロー制御があり、平衡型システムと不平衡型システムの特徴があります。

1. HDLC の構成:

フレーム構造 (構文)

# 手続き要素 (構文)

# ルールの種類 (セマンティクス)

HDLC 構文を使用して、異なる動作特性を持つ複数のリンク層プロトコルを定義します。

2. HDLC の説明

HDLC は、説明する際に 3 つのレベルの概念を提示します。

(1) 通信に参加するすべてのノード (データ ステーション) の分類: メイン ステーション、二次局、複合局。

これまでの単一プロセッサを中心とした多端末オンラインシステムの集中制御では、一次局と二次局がペアで登場していましたが、現在の分散構造(パケット交換網など)では、全部と言いますと、サイトは複合サイトです。

(2) リンクタイプ: バランス、アンバランス。

集中制御はアンバランス型、分散制御はバランス型です。

(3) 動作モード：通常応答モード、非同期応答モード、非同期バランスモード

バランス型の場合、非同期平衡モードのみを備えています。つまり、各サイトが独立して通信を送信する、つまり自律システムです。一次局と二次局からなるアンバランス型では、二次局は一次局の制御下にあり、一次局の許可がなければデータ送信を開始できない形式応答モードが存在します。非同期応答モードでは、二次局は能動的にデータ送信を開始できます。

3. HDLC プロトコルデータユニットのフォーマット (フレームフォーマット)

(1) Flag フィールド: フレームの最初と最後のフィールドが表示されます。これらはすべて、フレームの開始位置と終了位置を分けるために使用される「01111110」で構成されています

(2) アドレスフィールド: 2 つの欠陥があります: 1 つ目は、中央に配置されているためです。当時は単一のプロセッサ上にありました。多端末オンライン システム用に設計されているため、アドレス (端末アドレス) は 1 つしかなく、現在の分散コンピュータ システムには適していません。次に、アドレスは 8 ビットしかないため、最大 256 個のノードしか表現できません。

(3) 情報フィールド: プロトコル データ ユニットのユーザー データ部分。長さは可変ですが、通常は 1500 バイトです。

(4) フレームチェックシーケンス: CRC チェック方式を使用します。

(5) 情報フレーム: 送信側はデータ送信時に固定サイズのスライディング ウィンドウ プロトコルを使用します (ウィンドウ サイズは 7 に固定です)

4. HDLC フレームの種類

フレームタイプ: (1) 情報フレーム: 上位層エンティティへのデータ送信に使用されるフレーム

(2) 監視フレーム: エラー制御およびフロー制御用

(3) 順序なしフレーム: リンク管理制御。両者の通信方法とチャネルの使用方法を交渉する責任を負います。

(3) プロトコルエンジニアリング設計

1. プロトコルの説明 (要件分析、機能設計):一般に、自然言語による記述は必要ありません (冗長性、曖昧さ、貧弱な構造)。また、有限状態マシン (FSM)、ペトリ ネット、その他の形式を使用して記述します。

2. プロトコルの検証 (プロトコルの動作モードがネットワーク環境で発生するすべての問題を考慮しているかどうか、および正常に動作できるかどうか)

3. プロトコル テスト: 適合性テスト、相互運用性テスト、パフォーマンス テスト

4. 有限状態マシン: どのプロトコルもネットワーク内のさまざまな状態を記述するものと考えられ、その状態は制限されています。

(1) 有限状態マシンは 4 つのタプル (S、M、I、T) です。

S は状態のセット、M はラベルのセット、I は状態のセット、T は遷移のセットです。

基本的な考え方は、遷移が発生すると、ある状態から別の状態に移行し、遷移の原因はユーザーからのコマンドであるということです。情報の到着と内部タイムアウト 待機中のイベント

(2) ステータスの例: チャネル エラーのあるシンプレックス停止および待機プロトコル

ステータスを表すにはトリプル XYZ を使用します: XYZ

X: 送信者が送信しているフレーム シーケンス番号 (0 または 1

##) Y: 受信者が待機しているフレーム シーケンス番号 (0 または 1; フレーム)、

1 (フレーム番号 1 が送信されていることを示します)、

A (チャネルは応答フレームを送信中)

または - (空) (チャネルがデータを送信していないか、送信されたデータが正しくないことを示します)

その初期状態は次のとおりです。 000

(3) メリット：単純明快、比較的正確

デメリット：複雑なプロトコルの場合、イベントや状態の数が増加し、処理が難しくなる難しい。

5、perti net

(1) 要素:

位置: 円で表されるシステムの状態を記述します。

遷移: の変更を記述します。システム ステータス イベントは四角形または線分で表されます。

円弧: 有向円弧で表される入力円弧と出力円弧を含む、状態とイベントの間の関係を記述します。

黒点: マーク、これが現在のステータスです

写真は、エラーのない単一作業停止待機協定の詳細な説明を示しています。最大の特徴は、独立して使用できることです。 3 つの異なる状態を説明します。

# (4) インターネットのデータリンク層

# 1. ポイントツーポイント通信の 2 つの主な状況 (インターネットが機能する主な場面):

(1) ルーター間:

(2) モデム経由でインターネットにダイヤルするか、アクセス サーバー

に接続して、インターネットへのアクセス インターネットに接続したい場合は、ルータまたはホストが接続されています。アクセスする前に接続を申請する必要があります）、専用線アクセス（リアルタイムで回線が開かれ、データ通信が行われます）申請しなくても完了可能)

2. SLIP (Serial LINE) IP シリアルライン IP プロトコル)

このプロトコルは、マーク バイト ( で区切られたオリジナルの IP データ パケットを送信するために 1984 年に提案されました) 0Xc0)、文字パディング技術を使用します。その主な問題は、エラー チェックが提供されていないこと、IP プロトコルのみをサポートし、IP アドレスを動的に割り当てることができないこと、認証をサポートしていないこと、および複数のバージョンと互換性がないことです。

3. PPP (point-to-point Protocol) プロトコル (RFC 1661 16621663)

(1) 機能: エラー チェックの提供、複数のプロトコルのサポート、動的 IP アドレスの許可、ID 認証のサポート

(2) SLIPとは異なり、IPデータパケットをそのまま送信するのではなく、フレームビット単位で送信します。

(3) プロトコルの適応性と柔軟性を高めるために、PPP プロトコルは 2 つの部分に分割され、1 つはリンク制御プロトコル LCP (LinkControl Protocol) であり、さまざまなプロトコルを確立およびテストできます。物理層サービスの 1 つであり、このデータリンク層がより豊富なタイプをサポートできるようになります。

(4)PPPoE (Point to Point Protocol over Ethernet) は、Ethernet をベースとしたポイントツーポイント通信プロトコルです

(5) フレーム フォーマット : PPP プロトコルのフレーム フォーマットは基本的に HDLC プロトコルと同じですが、2 つの違いがあります。まず、HDLC プロトコルはビット指向であるのに対し、PPP プロトコルは文字指向です。すべての通信ノードが ASCII 文字セットをサポートする必要があります; 第 2 に、PPP プロトコルは HDLC の簡易バージョンです:

(1) フレームの先頭と末尾の区切り文字は HDLC プロトコルと同じです(00111111)、

(2) アドレス フィールドは 8 ビット (8 1 個) を保持し、アドレスは必要ありません (アプリケーション環境は 1 つのリンクに対応する 2 つのセグメントであり、アドレスは必要ありません)

(3) 制御フィールド (順序付けされていないフレーム)

(4) プロトコル フィールド: 処理完了後にどのアプリケーション プロセスが処理を指すか (IP/IPX...)

(5) ペイロード フィールド: デフォルトは 1500 バイト (6) チェックサム フィールド: 2 または 4 バイト

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