بروتوكول التحكم في ارتباط البيانات عالي المستوى HDLC

يتبع مجال التحكم في “HDLC” حقل العنوان وهو الجزء الثاني من جميع إطارات “HDLC”، كما يتم توفير أفضل خدمة من خلال استخدام إطارات “U” غير مرقمة تتكون من بايت واحد بقيمة “0x03”.

ما هو بروتوكول التحكم في ارتباط البيانات عالي المستوى HDLC

بروتوكول التحكم في ارتباط البيانات عالي المستوى (HDLC): هو عبارة عن مجموعة من بروتوكولات الاتصال لطبقة ارتباط البيانات لنقل البيانات بين نقاط الشبكة أو العقد، ونظراً لأنّه بروتوكول ارتباط بيانات يتم تنظيم البيانات في إطارات، كما يتم إرسال إطار عبر الشبكة إلى الوجهة التي تتحقق من وصولها بنجاح، حيث إنّه بروتوكول موجه بتات وينطبق على كل من الاتصالات من نقطة إلى نقطة ومتعددة النقاط.

• “HDLC” هي اختصار لـ “High-level Data Link Control”.

أساسيات بروتوكول التحكم HDLC

يُعد التحكم في ارتباط البيانات عالي المستوى “HDLC” بأنّه بروتوكول موجه بتات يُستعمل للاتصال عبر الارتباطات من نقطة إلى نقطة ومتعددة النقاط، كما يطبق هذا البروتوكول آلية طلب التكرار التلقائي “ARQ” وبمساعدة بروتوكول “HDLC” أصبح الاتصال ثنائي الاتجاه ممكناً، و”HDLC” هو البروتوكول الأكثر استخداماً ويوفر الموثوقية والكفاءة ومستوى عالٍ من المرونة.

من أجل جعل بروتوكول “HDLC” قابلاً للتطبيق على تكوينات الشبكات المختلفة هناك ثلاثة أنواع من المحطات وهي كالتالي:

1- المحطة الأساسية

تهتم هذه المحطة بشكل أساسي بالبيانات مثل الإدارة، وفي حالة الاتصال بين المحطة الابتدائية والثانوية تقع على عاتق المحطة الأساسية مسؤولية توصيل ارتباط البيانات وفصله، كما تُعرف الإطارات الصادرة عن المحطة الأساسية عموماً بالأوامر.

• “ARQ” هي اختصار لـ “Automatic Repeat Request”.

2- المحطة الثانوية

تعمل المحطة الثانوية تحت سيطرة المحطة الأولية، كما تُعرف الإطارات الصادرة عن المحطات الثانوية عادةً باسم الردود.

3- المحطة المدمجة

تعمل المحطة المدمجة كمحطات أساسية وكذلك محطات ثانوية، كما تصدر المحطة المدمجة كلا الأمرين بالإضافة إلى الاستجابات.

مبدأ عمل بروتوكول التحكم HDLC

يُعد بروتوكولات موازنة إجراء الوصول إلى الارتباط “LAP-B” وبروتوكولات “D-channel LAP” الخاصة بإجراء الوصول للرابط مجموعات فرعية من “HDLC”.

بروتوكول “LAPB”: هو بروتوكول متزامن موجه للبت يوفر شفافية كاملة للبيانات في عملية ثنائية الاتجاه من نقطة إلى نقطة وهو يدعم ارتباط نظير إلى نظير، حيث لا يلعب أي من طرفي الارتباط دور المحطة الرئيسية الدائمة، كما تمتلك “HDLC NRM” محطة أولية دائمة بها محطة ثانوية واحدة أو أكثر.

“HDLC LAPB”: هو بروتوكول فعال للغاية يتطلب حداً أدنى من النفقات العامة لضمان التحكم في التدفق واكتشاف الأخطاء والاسترداد، حيث إذا كانت البيانات تتدفق في كلا الاتجاهين أي ازدواج كامل فإنّ إطارات البيانات نفسها تحمل جميع المعلومات المطلوبة لضمان تكامل البيانات.

يتم استخدام مفهوم إطار الإطار لإرسال إطارات متعددة قبل تلقي تأكيد باستلام الإطار الأول بشكل صحيح، وهذا يعني أنّ البيانات يمكن أن تستمر في التدفق في المواقف التي قد يكون فيها تأخير زمني طويل “للانعطاف” دون التوقف لانتظار الإقرار، ويحدث هذا النوع من المواقف على سبيل المثال في الاتصالات الساتلية.

• “LAPB” هي اختصار لـ “Link Access Procedure, Balanced”.

أوضاع بروتوكول HDLC

بروتوكول “HDLC” هو بروتوكول تحكم في ارتباط البيانات للأغراض العامة قادر على دعم مجموعة من أنماط التشغيل، الوضعان الأكثر انتشاراً هما:

1- أفضل جهد أو خدمة مخطط البيانات

في هذا الوضع تُحمل الحزم في إطار واجهة المستخدم ويتم تنفيذ أفضل جهد للتسليم أي ليس هناك ما يضمن تسليم الحزمة التي يحملها الإطار، كما لا توفر طبقة الوصلة استعادة الأخطاء للإطارات المفقودة ويستخدم هذا الوضع للارتباطات من نقطة إلى نقطة التي تحمل بروتوكول شبكة يستخدم في حد ذاته حزم مخططات البيانات مثل “IP“.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

2- الوضع المتوازن غير المتزامن ABM

يوفر هذا خدمة ارتباط بيانات موثوقة من نقطة إلى نقطة ويمكن استخدامها لتوفير خدمة تدعم إمّا مخطط بيانات أو بروتوكول شبكة موثوق، وفي هذا الوضع تُحمل الحزم في أرتال “I مرقمة” والتي يعترف بها المستقبل باستخدام أطر إشرافية مرقمة، كما يتم استخدام استعادة الأخطاء على سبيل المثال نقطة التفتيش أو استعادة أخطاء الرجوع للخلف لضمان تدفق جيد الترتيب وموثوق للإطارات.

ميزات بروتوكول HDLC

• يستخدم هذا البروتوكول وحدات البت لحشو العلامات التي تحدث في البيانات.

• يستخدم هذا البروتوكول للوصول من نقطة إلى نقطة وكذلك للنفاذ عبر الوصلة المتعددة.

• “HDLC” هو أحد البروتوكولات الأكثر شيوعاً لطبقة ارتباط البيانات.

• “HDLC” هو بروتوكول موجه بت.

• هذا البروتوكول يطبق التحكم في الأخطاء وكذلك التحكم في التدفق.

أوضاع النقل في HDLC

1- وضع الاستجابة العادية (NRM)

يوجد هنا نوعان من المحطات محطة أولية ترسل أوامر ومحطة ثانوية يمكنها الاستجابة للأوامر المستلمة كما يتم استخدامه لكل من الاتصالات من نقطة إلى نقطة وكثيرة النقاط.

• “NRM” هي اختصار لـ “normal response mode”.

2- الوضع المتوازن غير المتزامن (ABM)

يكون الإعداد متوازن أي يمكن لكل محطة إرسال تعليمات والاستجابة لها، كما يتم استعماله للاتصالات من نقطة إلى نقطة فقط.

• “ABM” هي اختصار لـ “Asynchronous Balanced Mode”.

مكونات إطار بروتوكول HDLC

• العلم “Flag”: هو تسلسل من 8 بتات يمثل بداية ونهاية الإطار، ونمط البت للعلم هو “01111110”.

• العنوان: هو عنوان يحتوي على عنوان المتلقي، حيث إذا تم إرسال الإطار بواسطة المحطة الأساسية فإنّه يحتوي على عنوان المحطة الثانوية، وإذا تم إرسالها من قبل المحطة الثانوية فإنّها تحتوي على عنوان المحطة الأساسية، وقد يكون حقل العنوان من “1 بايت” إلى عدة بايت.

• التحكم: هو 1 أو 2 بايت يحتوي على معلومات التحكم في التدفق والخطأ.

• الحمولة: هي جزء تحمل البيانات من طبقة الشبكة، وقد يختلف طوله من شبكة إلى أخرى.

• “FCS”: هو عبارة عن تسلسل فحص إطار “2 بايت” أو “4 بايت” لاكتشاف الخطأ، والكود القياسي المستخدم هو رمز التكرار الدوري “CRC”.

ملاحظة:“FCS” هي اختصار لـ “frame check sequence” و”CRC” هي اختصار لـ “cyclic redundancy check”.

أنواع إطارات HDLC

1- إطار “I-frame”

تحمل الإطارات “I” أو إطارات المعلومات بيانات المستخدم من طبقة الشبكة، وهي تشمل أيضاً معلومات التحكم في التدفق والخطأ التي يتم تثبيتها على بيانات المستخدم، وأول بت من مجال التحكم للإطار “I” هو 0.

2- الإطار “S”

الإطارات S أو الإطارات الإشرافية لا تحتوي على حقل معلومات، كما يتم استخدامها للتحكم في التدفق والخطأ عندما لا يكون التحميل على الظهر مطلوباً، وأول بتتين من مجال التحكم في الرتل “S” هي 10.

3- إطار “U”

تُستخدم إطارات U أو إطارات غير مرقمة لعدد لا يحصى من الوظائف المتنوعة مثل إدارة الارتباط، كما قد يحتوي على حقل معلومات إذا لزم الأمر، وأول بتتين من مجال التحكم في الرتل “U” هما 11.

ميزات محطات بروتوكول HDLC

1- المحطة الأساسية

• وهي مسؤولة عن التحكم في تشغيل الرابط.

• تصدر المحطة الأساسية الإطارات التي تقول أوامر.

2- المحطة الثانوية

• تعمل تحت سيطرة المحطة الأولية.

• تصدر محطة ثانوية الإطارات التي تقول الاستجابة.

• تحتفظ المحطة الأولية بوصلة منطقية منفصلة مع كل محطة ثانوية على الخط.

3- المحطة المدمجة

• تجمع بين ميزة المحطات الأولية والثانوية.

• قد تصدر محطة مشتركة كلًا من الأوامر والاستجابة.