通信軟件及通信協(xié)議3.ppt

1、,三、協(xié)議分析與設(shè)計（續(xù)1）,協(xié)議分析舉例,Slide 2,Q.921協(xié)議,Q.921協(xié)議是ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口的 數(shù)據(jù)鏈路層上工作的協(xié)議，又稱為D通 路的鏈路接入?yún)f(xié)議（LAPD），主要目 的是經(jīng)過ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口采用D通 路為第三層實體之間傳遞信息。,Q.921協(xié)議,3層 2層 1層,3層 2層 1層,Q.931 Q.921 S/T,B信道 B信道 D信道 Slide 3,Slide 4,參考資料,1、現(xiàn)代交換原理與通信網(wǎng)技術(shù)，卞佳麗編著， 北京郵電大學出版社，2005（第六章相關(guān)內(nèi)容）； 2、ITU-T Q.921協(xié)議；,3、中華人民共和國郵電部ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口規(guī) 范第2部分：數(shù)

2、據(jù)鏈路層技術(shù)規(guī)范，人民郵電出版 社，1997。,1、協(xié)議環(huán)境分析,3層,2層,2層SAP,1層,1層SAP,3層,2層,2層SAP,1層,1層SAP,數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議,Q.921協(xié)議環(huán)境 網(wǎng)絡(luò)層用戶,要求,物理層通道性質(zhì),數(shù)據(jù)鏈路層 工作模式,Q.931,Q.921,Slide 7,數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議服務的用戶是第三層的協(xié)議實體。,連接管理：,Q.921協(xié)議為其用戶提供一種交換型的面向連接 的服務。,在協(xié)議實體之間傳送第三層用戶信息之前，要先 建立好數(shù)據(jù)鏈路連接；在第三層用戶信息傳送結(jié) 束之后，要拆除數(shù)據(jù)鏈路連接。,Q.921協(xié)議的用戶要求（1）,DISC（s,x） UA（s,x）,I（s,x）DI

3、SCONNECT,I（s,x）RELEASE,I（s,x）RELEASE COMPLETE,LAPD拆 鏈,Q.931呼,叫釋放,數(shù)據(jù)傳送階段,用戶終端,交換機,SABME（s,x）,UA（s,x）,I（s,x）SETUP,I（s,x）CALL PROCEEDING,I（s,x）CONNECT,I（s,x）CONNECT ACK,LAPD建 鏈,Q.931建 立B信道,數(shù)據(jù)傳送階段 Slide 8,Slide 9,廣播和組播,Q.921協(xié)議提供廣播能力。,Q.921協(xié)議為第三層用戶提供廣播數(shù)據(jù)鏈路連 接，在廣播式的信息傳送中，幀數(shù)據(jù)被傳送 到一個或多個端點。,Q.921協(xié)議的用戶要求（2）,S

4、lide 10,服務確認方式,Q.921協(xié)議提供完全確認和無確認兩種服務確認方式 ，這兩種方式可共存于一個D通路中。,完全確認方式：第三層用戶信息封裝在數(shù)據(jù)鏈路層的 確認幀（I幀）中傳送。每個I幀發(fā)送后，需要對端的 協(xié)議實體進行確認，才能發(fā)送下一幀。,無確認方式：第三層用戶信息的傳送是經(jīng)過廣播方式 或點到點的數(shù)據(jù)連接，信息封裝在無編號信息幀（UI 幀）中傳送。UI幀的傳送并不需要對端的協(xié)議實體進 行確認服務。,Q.921協(xié)議的用戶要求（3）,Slide 11,通信方式,Q.921協(xié)議提供全雙工的同步通信方式。,Q.921協(xié)議的用戶要求（4）,Slide 12,數(shù)據(jù)形式,Q.921協(xié)議的數(shù)據(jù)形式

5、為塊數(shù)據(jù)。,數(shù)據(jù)鏈路層上交互的數(shù)據(jù)塊以幀的形式存在。 數(shù)據(jù)鏈路層的幀有四種類型：它們是用于傳遞 信息的信息幀、用于監(jiān)視狀態(tài)的監(jiān)視幀、無順 序編號的無編號格式幀和用于連接管理的控制 幀。,Q.921協(xié)議的用戶要求（5）,F,F,FCS,I,C,A,F：標志 A：地址 C：控制 I：信息 FCS：幀檢驗序列 Slide 13,8,16,8,16,可變長度,8/16,比特數(shù),Slide 14,數(shù)據(jù)長度,數(shù)據(jù)鏈路層幀的長度是不定長的，各個類型的幀的長度不相同 ，最大幀長度為260個字節(jié)。,數(shù)據(jù)鏈路層下層是物理層，提供16Kbps（BRI接口）和 64Kbps（PRI接口）的通道帶寬。,Q.921協(xié)議提

6、供流量控制的功能。對于有確認的服務方式，通 過對信息幀的確認，提供滑動窗口機制的流量控制：收端在證 實幀中用N(R) 表示等待接收的幀的序號，發(fā)端則和本地的 N(S) 比較以決定下一幀的序號，沒有得到有效確認的話，不 能進行下一幀的傳送。,數(shù)據(jù)鏈路層提供保存未得到確認的I幀的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。其大小 根據(jù)具體的接口類型和用戶實體不同而不同。,Q.921協(xié)議的用戶要求（6）,Slide 15,數(shù)據(jù)可靠性,Q.921協(xié)議通過在幀中加入幀校驗序列（FCS） 字段來進行差錯檢測，保證幀數(shù)據(jù)的正確性。 Q.921協(xié)議的信息幀中提供了幀的編號，保證幀 的順序傳送。,Q.921協(xié)議提供了超時重發(fā)控制。提供定時器，

7、 如果已發(fā)送幀的證實在定時器超時之前沒有被 正確接收，則要進行重傳操作。,Q.921協(xié)議的用戶要求（7）,Slide 16,數(shù)據(jù)實時性,用戶對數(shù)據(jù)鏈路層提供的面向連接服務有實時 性的要求。對數(shù)據(jù)幀和命令幀要求的響應時間 最大為1秒；鏈路連接上允許無幀可交換的最 長時間是10秒。,Q.921協(xié)議的用戶要求（8）,Slide 17,通道形成方式：,物理層為數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議實體提供共享方式的物理,連接通道。 隊列性質(zhì)：,無,RTT：,數(shù)據(jù)鏈路層的有確認方式的信息幀和響應幀的確認時,間均為1秒。,物理層通道性質(zhì)（1）,數(shù)據(jù)鏈路層的下層是物理層。它提供D信道上多個,數(shù)據(jù)鏈路層復用的能力。,Slide 1

8、8,數(shù)據(jù)可靠性：, 數(shù)據(jù)鏈路層利用物理層提供的有連接的服務，所以可,以保證幀的順序傳送。, 由于物理線路可能會出現(xiàn)故障，所以幀數(shù)據(jù)可能會丟失、,出錯、重傳等。,通道可靠性：,物理通道可能會出現(xiàn)失步、去激活等通道故障。,信息傳送單元的最大長度：,對于BRI接口，每個物理層幀的大小為48bit，承載2個B通路,和1個D通路的信息，D通路的數(shù)據(jù)占有2個bit。 通道工作方式：,物理層提供全雙工的同步工作方式。,物理層通道性質(zhì)（2）,Slide 19,數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實體提供點點和點多點兩 種連接方式。,數(shù)據(jù)鏈路層多幀操作采用平衡模式； 中轉(zhuǎn)和路由：無。,Q.921協(xié)議實體的工作模式,2、協(xié)議功能分析,

9、Slide 21,連接的建立、維護和釋放的管理,對于面向連接的服務，數(shù)據(jù)鏈路層對等實體之間通過交互一系,列的控制幀來建立和拆除數(shù)據(jù)鏈路：, 建鏈：發(fā)起方發(fā)送SABME命令來請求建鏈，對端響應UA,或DM命令來指示鏈路建立情況。, 拆鏈：發(fā)起方發(fā)送DISC命令來請求拆鏈，對端響應UA或,DM命令來指示鏈路拆除。, 維護：通過在對等實體之間交互RR幀來保持鏈路，如果出,現(xiàn)異常，則需要重新建鏈。,連接控制（1）,Slide 22,連接的合法性檢查,用戶身份的合法性檢查：TEI身份核實程序允許用 戶側(cè)層管理實體請求網(wǎng)絡(luò)調(diào)用TEI身份檢測程序， 以核實是否發(fā)生了雙重分配TEI值。TEI身份核實程 序在網(wǎng)

10、絡(luò)側(cè)和用戶側(cè)都是任選的。,連接控制（2）,Slide 23,連接安全性控制,合法的SAPI和TEI（DLCI）。,QoS協(xié)商,無,資源管理,數(shù)據(jù)鏈路層要進行管理的資源主要包括：TEI,分配、檢測和取消的管理；定時器啟動與中止的管 理；系統(tǒng)參數(shù)的管理。,連接控制（3）,Slide 24,數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議提供全雙工的通信方式。,通信方式管理,Slide 25,只對于I幀有意義。,PDU的封裝和解封裝：, 在發(fā)送端，接收到的第三層用戶信息作為信息字段，加,上數(shù)據(jù)鏈路層幀頭，組成I幀。, 在接收端，數(shù)據(jù)鏈路層將收到的I幀解封裝，將信息字,段取出，送往第三層用戶。,SDU的分段和重組：無 SDU的拼接和分

11、離：無 PDU的分割和組合：無,數(shù)據(jù)發(fā)送/接收管理,Slide 26,校驗和：,提供CRC校驗。,順序控制：,I幀的編號機制提供了一種順序控制。,重發(fā)控制：,發(fā)送的需要確認的幀（I幀、命令幀）如果在規(guī) 定時間內(nèi)沒有收到確認，則重新發(fā)送該幀。,數(shù)據(jù)安全與可靠性（1）,Slide 27,流量控制：,提供滑動窗口機制的流量控制，窗口的大小根 據(jù)不同的接口和用戶實體而不同。如對于BRI接口 的信令實體，窗口大小為1。 擁塞控制：,當數(shù)據(jù)鏈路層自身接收機處于忙狀態(tài)時，則向 發(fā)送方發(fā)送RNR監(jiān)視幀，通知對端暫停發(fā)幀。,數(shù)據(jù)安全與可靠性（2）,Slide 28,SAPI用于標識用戶網(wǎng)絡(luò)接口處網(wǎng)絡(luò)側(cè)或 用戶側(cè)的服務接入點；TEI用于標識服務接入 點內(nèi)一個指定的連接端點。DLCI由SAPI和TEI 組成，用來唯一的識別一個數(shù)據(jù)鏈路連接。,尋址,Slide 29,通道接口管理：,通道的形成：,通道的建立通過在數(shù)據(jù)鏈路層對等實體之間交互 命令幀和響應幀來完成。協(xié)議實體通過發(fā)送 SABME命令來請求建立一個數(shù)據(jù)通道。 通道狀態(tài)監(jiān)視：,數(shù)據(jù)鏈路層對等實體之間通過交互探詢幀以及使 用定時器來監(jiān)視鏈路的狀況。,通道管理（1）,Slide 30,通道故障處理：, Q.921協(xié)議提供了多種機制來處理數(shù)據(jù)鏈路層