بروتوكول التحكم في الارتباط في الشبكات LCP

تم إنشاء بروتوكول “LCP” للتغلب على الخطوط المادية الصاخبة وغير الموثوقة في ذلك الوقت مثل خطوط الهاتف على أجهزة مودم الطلب الهاتفي، بطريقة لا تقفل بروتوكول “PPP” في بروتوكولات البائع الخاصة ووسائط الإرسال المادية.

ما هو بروتوكول التحكم في الارتباط LCP

بروتوكول التحكم في الارتباط “LCP”: هو جزءاً من بروتوكول نقطة إلى نقطة “PPP” الذي يعمل في طبقة ارتباط البيانات، وهي مسؤولة عن إنشاء روابط الإرسال وتكوينها واختبارها وصيانتها وإنهائها، كما أنّه يضفي تفاوضاً على إعداد الخيارات واستخدام الميزات من خلال نقطتي النهاية للروابط.

• “LCP” هي اختصار لـ “Link Control Protocol”.

• “PPP” هي اختصار لـ “Point-to-Point Protocol”.

أساسيات بروتوكول التحكم في الارتباط LCP

يُعتبر بروتوكول التحكم في الارتباط “LCP” مسؤولاً عن الروابط المنشأة وصيانتها وتكوينها وإنهائها، كما يوفر آليات تفاوض لتحديد الخيارات بين نقطتي النهاية، حيث يجب أن تتوصل كلتا نقطتي نهاية الارتباط إلى اتفاق حول الخيارات قبل إمكانية إنشاء الارتباط.

يتم حمل جميع حزم “LCP” داخل حقل الحمولة لبروتوكول نقطة إلى نقطة في إطار شبكة الحاسوب حيث عندما يعرف الرتل على أنه واحد يحمل حزمة “LCP”، تكون قيمة مجال البروتوكول والتي ينبغي ضبطها على “C02116”.

أنواع الحقول في بروتوكول التحكم في الارتباط LCP

أولاً: الكود

يحدد هذا الحقل نوع حزمة “LCP”.

ثانياً: المعرف

• يحتوي هذا الحقل على قيمة مستخدمة لمطابقة طلب مع الرد.

• تقوم نقطة نهاية واحدة بإدراج قيمة خلال هذا الحقل، والتي يمكن نسخها داخل حزمة الرد.

ثالثاً: الطول

يحدد هذا الحقل طول حزمة “LCP” بالكامل.

رابعاً: المعلومات

يحتوي هذا الحقل على معلومات إضافية مطلوبة لبعض حزم “LCP”.

مبدأ عمل بروتوكول التحكم في الارتباط LCP

عندما يحاول “PPP” الاتصال فإنّه يرسل حزم “LCP” قبل إنشاء التوصيلات عبر الارتباط من نقطة إلى نقطة، حيث تتحقق حزم “LCP” من خط الاتصال للتأكد مما إذا كان يمكنها الحفاظ على حجم البيانات بالسرعة المطلوبة.

وفقاً لذلك يوافق على حجم إطار البيانات، كما أنّه يحدد النظير المرتبط ويكتشف أخطاء التكوين، حيث إذا كان “LCP” قبل الارتباط، فإنّه ينشئ الارتباط ويشكله بحيث يمكن متابعة الاتصال وإذا استنتج “LCP” أنّ الرابط لا يعمل بشكل صحيح فإنّه ينهي الارتباط، وبالتالي يمكن تلخيص الوظائف التي يؤديها “LCP” على النحو التالي:

• يتحقق من هوية النظير المرتبط. ثم إما أن يقبل أو يرفض الاتصال بالنظير.

• يحدد حجم إطار البيانات للإرسال.

• يحدد أخطاء التكوين.

• يختبر الرابط ويحافظ عليه.

• يقوم بإنهاء الارتباط إذا حدد أن الارتباط لا يعمل بشكل صحيح.

أنواع إطارات بروتوكول التحكم في الارتباط LCP

• إطارات تكوين “LCP”.

• إطارات إنهاء “LCP”.

• إطارات صيانة “LCP”.

كيفية عمل إطار بروتوكول التحكم في الارتباط LCP

تستخدم الأجهزة “LCP” للتحكم في ارتباط “PPP” عن طريق إرسال رسائل “LCP” خاصة عبر الرابط المادي بينهما، كما تسمى هذه الرسائل حزم “LCP” وإطارات “LCP” بينما يستخدم المعيار حزمة، حيث يفضل استخدام مصطلح “إطار” لأنّ رسائل الطبقة الثانية تسمى إطارات، كما يوجد أحد عشر نوعاً مختلفاً من إطارات LCP المحددة في وثيقة PPP الرئيسية، والتي تم تقسيمها إلى ثلاث مجموعات تتوافق مع “مراحل التطور” الوصلة الثلاث السابقة.

تُستخدم أربعة أنواع من إطارات “LCP” لتكوين الوصلة وخمسة للصيانة واثنان للإنهاء، حيث يتم وصف تنسيقات الإطارات نفسها في بإطارات “LCP”، كما يتم تغليف إطار “LCP” في حقل الحمولة لإطار “PPP” وحقول إطارات “PPP” هي:

• العلم: وهو “1 بايت” يشير إلى بداية الإطار ونهايته، ونمط البت للعلم هو “01111110”.

• العنوان: وهو “1 بايت” وهو “11111111” في حالة البث.

• التحكم: وهو “1 بايت” مضبوط على قيمة ثابتة قدرها “11000000”.

• البروتوكول: وهو “1 بايت” أو “2 بايت” التي تحدد نوع البيانات الواردة في حقل الحمولة.

• الحمولة الصافية: وهو تغلف إطار “LCP” الذي يحمل البيانات من طبقة الشبكة.

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

ملاحظة:“CRC” هي اختصار لـ “Cyclic redundancy check”.

ملاحظة:“FCS” هي اختصار لـ “Frame check sequence”.

حقول إطار بروتوكول التحكم في الارتباط LCP المغلف

• الكود، وهو 1 بايت يحدد نوع إطار “LCP”.

• المعرف، وهو “1 بايت” وهو معرف يستخدم لمطابقة الطلبات والردود.

• الطول، وهو “2 بايت” التي تحمل الطول الإجمالي لإطار “LCP”.

• المعلومات، وهي تنقل البيانات من طبقة الشبكة.

خصائص بروتوكول التحكم في الارتباط LCP

• يتحقق من هوية الجهاز المرتبط ويقبل أو يرفض الجهاز النظير.

• يحدد حجم الحزمة المقبول للإرسال.

• يبحث عن أخطاء في التكوين.

• يمكن إنهاء الارتباط إذا تعدت المتطلبات المعلمات لا يمكن للأجهزة استعمال “PPP” لنقل البيانات عبر الشبكة حتى تحدد حزمة “LCP” مقبولية الارتباط، ولكن حزم “LCP” مضمنة في حزم “PPP” وبالتالي يجب إنشاء اتصال “PPP” أساسي قبل LCP يمكن إعادة تكوينه.

• تتضمن “LCP” على حزم “PPP” على رمز التحكم “0xC021” ويتضمن حقل المعلومات الخاص به على حزمة “LCP”، والتي تحتوي على أربعة حقول من االكود والمعرف والطول والبيانات.

• الكود يتضم العملية المطلوبة من تكوين الارتباط وإنهاء الارتباط وكذلك رموز الإقرار والرفض.

• البيانات تتضمن على معلمات العملية.

وظائف بروتوكول التحكم في الارتباط LCP

• وظائف “LCP” داخل طبقة ارتباط البيانات ولها دور في إنشاء وتكوين واختبار اتصال ارتباط البيانات.

• ينشئ “LCP” الارتباط من نقطة إلى نقطة.

• يقوم “LCP” أيضاً بالتفاوض وإعداد خيارات التحكم على ارتباط بيانات “WAN“، والتي تتم معالجتها بواسطة “NCPs”.

• يوفر “LCP” التكوين التلقائي للواجهات في كل نهاية بما في ذلك التعامل مع حدود متفاوتة على حجم الحزمة، والكشف عن أخطاء التكوين الخاطئة الشائعة وإنهاء الارتباط، وكذلك تحديد متى يعمل الارتباط بشكل صحيح أو عندما يفشل.

• بعد تكوين الارتباط يستعمل “PPP” أيضاً “LCP” للقبول بشكل تلقائي على تنسيقات التغليف مثل المصادقة والضغط واكتشاف الأخطاء.

ملاحظة:“NCP” هي اختصار لـ “Network Control Program”.

ملاحظة:“WAN” هي اختصار لـ “Wide Area Network”.

عملية بروتوكول التحكم في الارتباط LCP

تتضمن عملية “LCP” أحكامًا لإنشاء الوصلة وصيانة الوصلة وإنهاء الارتباط، حيث تستخدم عملية “LCP” ثلاث فئات من إطارات “LCP” لإنجاز عمل كل مرحلة من مراحل “LCP”:

• تقوم إطارات إنشاء الارتباط بإنشاء ارتباط وتكوينه من تكوين-طلب وتكوين-Ack وتكوين-ناك وتكوين-رفض.

• تدير إطارات صيانة الارتباط ارتباطاً وتصحيحه من رفض الرمز ورفض البروتوكول وطلب الصدى ورد الصدى وطلب الإلغاء.

• تنهي إطارات إنهاء الارتباط ارتباطاً من إنهاء وطلب وإنهاء و”Ack”.

إنشاء الارتباط في بروتوكول التحكم في الارتباط LCP

إنشاء الرابط: هو المرحلة الأولى من تشغيل “LCP”، كما أنّه يجب أن تكتمل هذه المرحلة بنجاح قبل أن يتم تبادل أي حزم طبقة شبكة، حيث أثناء إنشاء الارتباط يفتح “LCP” الاتصال ويتفاوض حول معلمات التكوين، كما تبدأ عملية إنشاء الارتباط بجهاز البدء الذي يرسل إطار طلب التكوين إلى المستجيب، حيث يتضمن إطار طلب التكوين عدداً متغيراً من خيارات التكوين اللازمة للإعداد على الارتباط.