Протоколы SLIP, PPP

Протокол HDLC

HDLC - протокол высокоуровнего управления каналом передачи данных, является опубликованным ISO стандартом и базовым для построения других протоколов канального уровня (SDLC, LAP, LAPB, LAPD, LAPX и LLC). Он реализует механизм управления потоком посредством непрерывного ARQ (скользящее окно) и имеет необязательные возможности (опции), поддерживающие полудуплексную и полнодуплексную передачу, одноточечную и многоточечную конфигурации, а так же коммутируемые и некоммутируемые каналы.

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.

Протокол SLIP (Serial Line IP, RFC -1055) - это простейший способ инкапсуляции IP-дейтограмм для последовательных каналов связи.

Этот протокол стал популярным благодаря возможностям подключения домашних персональных машин к сети Интернет через порт RS -232, который соединен с модемом. IP -дейтограмма в случае SLIP должна завершаться специальным символом 0xC0 называемым конец. Во многих реализациях дейтограмма и начинается с этого символа. Если какой-то байт дейтограммы равен символу конец, то вместо него передается двухбайтовая последовательность 0xDB, 0xDC. Октет 0xDB выполняет в SLIP функцию ESC -символа. Если же байт дейтограммы равен 0xDB, то вместо него передается последовательность 0xDB, 0xDD.

Использование протокола SLIP предполагает выполнение ряда условий:

1. Каждый партнер обмена должен знать IP -адрес своего адресата, так как не существует метода обмена такого рода информацией.

2. SLIP в отличии от Ethernet не использует контрольных сумм, поэтому обнаружение и коррекция ошибок целиком ложится на программное обеспечение верхних уровней.

3. Так как кадр SLIP не имеет поля тип, его нельзя использовать, в отличии от кадров Ethernet, для реализации других протоколов методом инкапсуляции.

Впервые протокол SLIP был применен в 1984 году в 4.2 BSD. Скорость передачи информации при использовании протокола SLIP не превышает 19.2кб/с, что обычно достаточно для интерактивного обмена в рамках протоколов telnet или RLOGIN. Максимальный размер передаваемого блока (MTU) для SLIP лежит вблизи 256-512 байт, что обеспечивает разумный компромисс между значением задержки отклика (~256мс.) и эффективностью использования канала (~98% для CSLIP). При этом для передачи одного символа (нажатая клавиша) используется 20 байт заголовка в IP -дейтограмме и 20 байт TCP -заголовка. Если учесть издержки формирования SLIP -кадра, накладные расходы превосходят 40 байт.

Частично этот недостаток устранен в новой версии CSLIP (Compressed SLIP, RFC -1144, предложенной Джекобсоном в 1990 году). В CSLIP заголовок сокращается до 3-5байт (против 40 в SLIP). Эта версия протокола способна поддерживать до 16 TCP -соединений на каждом из концов последовательного канала. Многие современные SLIP -драйверы поддерживают и CSLIP.

Протокол PPP (Point-to-Point Protocol)

Одной из причин малого числа каналов связи IP с непосредственным соединением было отсутствие стандартного протокола формирования пакета данных Internet. Протокол Point-to-Point Protocol (PPP) (Протокол канала связи с непосредственным соединением) предназначался для решения этой проблемы.

Помимо решения проблемы формирования стандартных пакетов данных Internet IP в каналах с непосредственным соединением, РРР также должен был решить другие проблемы, в том числе присвоение и управление адресами IP, асинхронное (старт/стоп) и синхронное бит-ориентированное формирование пакета данных, мультиплексирование протокола сети, конфигурация канала связи, проверка качества канала связи, обнаружение ошибок и согласование варианта для таких способностей, как согласование адреса сетевого уровня и согласование компрессии информации.

РРР решает эти вопросы путем обеспечения расширяемого Протокола Управления Каналом (Link Control Protocol) (LCP) и семейства Протоколов Управления Сетью (Network Control Protocols) (NCP ), которые позволяют согласовывать факультативные параметры конфигурации и различные возможности.

Сегодня PPP, помимо IP, обеспечивает также и другие протоколы, в том числе IPX и DECne.

В отличие от SLIP - протокола РРР может работать через любой интерфейс DTE/DCE (например, EIA RS -232- C, EIA RS- 422, EIA RS -423 и CCITT V.35).

Протокол PPP достаточно неприхотлив и может работать без управляющих сигналов модемов (таких, как Request to Send, Clear to Send, Data Carrier Detect и Data Terminal Ready). Единственным абсолютным требованием, которое предъявляет РРР, является требование обеспечения дублированных схем (либо специально назначенных, либо переключаемых), которые могут работать как в синхронном, так и в асинхронном последовательном по битам режиме, прозрачном для блоков данных канального уровня РРР.

РРР не предъявляет каких-либо ограничений, касающихся скорости передачи информации, кроме тех, которые определяются конкретным примененным интерфейсом DTE/DCE.