Синхронные протоколы. Бит ориентированные протоколы

В синхронных протоколах между пересылаемыми символами нет стартовых и стоповых сигналов, поэтому отдельные символы в этих протоколах пересылать нельзя. Все обмены данными осуществляются кадрами, которые имеют в общем случае заголовок, поле данных и концевик. Все биты кадра передаются непрерывным синхронным потоком, что значительно ускоряет передачу данных.

В этих протоколах основной задачей приемника является распознавание границы байтов. Затем приемник должен найти начало и конец кадра, а также определить границы каждого поля кадра — адреса назначения, адреса источника, других служебных полей заголовка, поля данных и контрольной суммы, если она имеется.

Большинство протоколов допускает использование в кадре поля данных переменной длины. Обычно протоколы определяют максимальное значение, которое может иметь длина поля данных. Эта величина называется максимальной единицей передачи данных (Maximum Transfer Unit, MTV). В некоторых протоколах задается также минимальное значение, которое может иметь длина поля данных. Существуют также протоколы с кадрами фиксированной длины.

Бит-ориентированные протоколы. Потребность в паре символов в начале и конце каждого кадра означает, что символьно-ориентированная передача не эффективна для передачи двоичных данных, так как приходится в поле данных кадра добавлять достаточно много избыточных данных. Кроме того, формат управляющих символов для разных кодировок различен. Так что этот метод допустим только с определенным типом кодировки. Чтобы преодолеть эти проблемы, был разработан универсальный метод, называемый бит-ориентированной передачей. Этот метод сейчас применяется при передаче как двоичных, так и символьных данных. Широко используются 3 схемы бит-ориентированной передачи:

1) Похожа на схему с символами STX и ЕТХ. Начало и конец каждого кадра отмечается одной и той же 8-битовой последовательностью, называемой флагом. Термин «бит-ориентированный» используется потому, что принимаемый поток битов сканируется приемником на побитовой основе для обнаружения стартового флага, а затем во время приема — для обнаружения стопового флага. Поэтому длина кадра в этом случае не обязательно должна быть кратна 8 бит. Чтобы обеспечить синхронизацию приемника, передатчик посылает последовательность байтов простоя, предшествующую стартовому флагу. Для достижения прозрачности данных в этой схеме необходимо, чтобы флаг не присутствовал в поле данных кадра. Это достигается с помощью приема, известного как вставка 0 бита, — бит-стаффинга. Схема вставки бита работает только во время передачи поля данных кадра. Если эта схема обнаруживает, что подряд передано пять единиц, то она автоматически вставляет дополнительный ноль. Бит-стаффинг гораздо более экономичен, чем байт-стаффинг.

2) Во второй схеме для обозначения начала кадра имеется только стартовый флаг, а для определения конца кадра используется поле длины кадра, которое при фиксированных размерах заголовка и концевика чаще всего имеет смысл длины поля данных кадра. Эта схема наиболее применима в локальных сетях.

3) Третья схема использует для обозначения начала и конца кадра флаги, которые включают запрещенные для данного кода сигналы. Этот способ очень экономичен, так как не требует ни бит-стаффинга, ни поля длины, но его недостаток заключается в зависимости от принятого метода физического кодирования.