HDLC

HIGH LEVEL DATA LINK CONTROL (HDLC)

Protokol-protokol bit-oriented didisain untuk memenuhi variasi yang luas dari kebutuhan data link, termasuk :

·         Point to point dan multipoint links.

·         Operasi Half -duplex dan full-duplex.

·         Interaksi primary-secondary (misal : host-terminal) dan peer (misal : komputer-komputer).

·         Link-link dengan nilai a yang besar (misal : satelit) dan kecil (misal : koneksi langsung jarak pendek).

Sejumlah protokol-protokol data link control telah dipakai secara luas dimana-mana :

·         High-level Data Link Control (HDLC).

·         Advanced Data Communication Control Procedures.

·         Link Access Procedure, Balanced (LAP-B).

·         Synchronous Data Link Control (SDLC).

Karakteristik-karakteristik Dasar

HDLC didefinisikan dalam tiga tipe stasiun, dua konfigurasi link, dan tiga model operasi transfer data.

Tiga tipe stasiun yaitu :

1.      Stasiun utama (primary station) : mempunyai tanggung jawab untuk mengontrol operasi link. Frame yang dikeluarkan oleh primary disebut commands.

2.      Stasiun sekunder (secondary station) : beroperasi dibawah kontrol stasiun utama. Frame yang dikeluarkan oleh stasiun-stasiun sekunder disebut responses. Primary mengandung link logika terpisah dengan masing-masing stasiun secondary pada line.

3.      Stasiun gabungan (combined station) : menggabungkan kelebihan dari stasiun-stasiun primary dan secondary. Stasiun kombinasi boleh mengeluarkan kedua - duanya baik commands dan responses.

Dua konfigurasi link, yaitu :

1.      Konfigurasi tanpa keseimbangan (unbalanced configuration) : dipakai dalam operasi point to point dan multipoint. Konfigurasi ini terdiri dari satu primary dan satu atau lebih stasiun secondary dan mendukung tansmisi full-duplex maupun half -duplex.

2.      Konfigurasi dengan keseimbangan (balanced configuration ) : dipakai hanya dalam operasi point to point. Konfigurasi ini terdiri dari dua kombinasi stasiun dan mendukung transmisi full-duplex maupun half-duplex.

Tiga mode operasi transfer data, yaitu :

1.      Normal Response Mode (NRM) : merupakan unbalanced configuration. Primary boleh memulai data transfer ke suatu secondary, tetapi suatu secondary hanya boleh mentransmisi data sebagai response untuk suatu poll dari primary tersebut.

2.      Asynchronous Balanced Mode (ABM) : merupakan balanced configuration. Kombinasi stasiun boleh memulai transmisi tanpa menerima izin dari kombinasi stasiun yang lain.

3.      Asynchronous Response Mode (ARM) : merupakan unbalanced configuration. Dalam mode ini, secondary boleh memulai transmisi ta npa izin dari primary (misal : mengirim suatu respon tanpa menunggu suatu command). Primary masih memegang tanggung jawab pada line, termasuk inisialisasi, perbaikan error dan logika pemutusan.

Ø  Struktur frame

HDLC memakai transmisi synchronous.Gambar 6  menunjukkan struktur dari  frame HDLC. Frame ini mempunyai daerah-daerah :

·         Flag : 8 bit

·         Address : satu atau lebih oktaf.

·         Control : 8 atau 16 bit.

·         Informasi : variabel.

·         Frame Check Sequence (FCS) : 16 atau 32 bit.

·         Flag : 8 bit.

Flag address dan control dikenal sebagai header, FCS dan flag dinyatakan sebagai  trailer.

Ø  Daerah-daerah Flag

Membatasi frame dengan pola khusus 01111110. Flag tunggal mungkin dipakai sebagai flag penutup untuk satu frame dan flag pembuka untuk berikutnya. Stasiun yang terhubung ke link secara kontinu mencari rangkaian flag yang digunakan untuk synchronisasi pada start dari suatu frame. Sementara menerima suatu frame, suatu stasiun melanjutkan untuk mencari rangkaian flag tersebut untuk menentukan akhir dari frame.

Apabila pola 01111110 terdapat didalam frame, maka akan merusak level frame synchronisasi. Problem ini dicegah dengan memakai bit stuffing. Transmitter akan selalu menyisipkan suatu 0 bit ekstra setelah 5 buah rangkaian ‘1’ dalam frame. Setelah mendeteksi suatu permulaan flag, receiver memonitor aliran bit. Ketika suatu pola 5 rangkaian ‘1’ timbul, bit ke enam diperiksa. Jika bit ini ‘0’, maka akan dihapus. Jika bit ke 6 dan ke 7 keduanya adalah ‘1’, stasiun pengirim memberi sinyal suatu kondisi tidak sempurna.

Dengan penggunaan bit stuffing maka terjadi data transparency (=transparansi data).

Ø  Daerah Address

Dipakai untuk identitas stasiun secondary yang ditransmisi atau untuk menerima frame. Biasanya formatnya dengan panjang 8 bit, tetapi dengan persetujuan lain boleh dipakai dengan panjang 7 bit dan LSB dalam tiap oktet adalah ‘1’ atau ‘0’ bergantung sebagai akhir oktet dari daerah address atau tidak.

Ø  Daerah Control

HDLC mendefinisikan tiga tipe frame :

1.      Information frames (I-frames) : membawa data untuk ditransmisi pada stasiun, dikenal sebagai user data, untuk control dasar memakai 3 bit penomoran, sedangkan untuk control yang lebih luas memakai 7 bit.

2.      Supervisory frames (S-frames) : untuk kontrol dasar memakai 3 bit penomoran, sedangkan untuk control yang lebih luas memakai 7 bit.

3.      Unnumbered frames (U-frames) : melengkapi tambahan fungsi kontrol link.

Ø  Daerah Informasi

Ditampilkan dalam I-frames dan beberapa U-frames. Panjangnya harus merupakan perkalian dari 8 bit.

Ø  Daerah Frame Check Sequence (FCS)

Dipakai untuk mengingat bit-bit dari frame, tidak termasuk flag-flag. Biasanya panjang FCS adalah 16 bit memakai definisi CRC-CCITT. 32 bit FCS memakai CRC-32.

Ø  Operasi

Operasi dari HDLC terdiri dari pertukaran I-frames, S-frames, dan U-frames antara sebuah primary dan sebuah secondary atau antara dua primary.

Ø  Information Frames

Tiap I-frame mengandung serangkaian nomor dari frame yang ditransmisi dan suatu poll/final (P/F) bit. Poll bit untuk command (dari primary) dan final bit (dari secondary) untuk response.

Dalam Normal response mode (NRM), primary menyebarkan suatu pull yang memberi izin untuk mengirim, dengan mengeset poll bit ke ‘1’, dan secondary mengeset final bit ke ‘1’ pada akhir respon I-frame -nya.

Dalam asynchronous response mode (ARM) dan Asynchronous balanced mode (ABM), P/F bit kadang dipakai untuk mengkoordinasi pertukaran dari S- dan U-frames.

Ø  Supervisory Frame

S-frame dipakai untuk flow dan error control.

Ø  Unnumbered Frames

U-frame dipakai untuk fungsi kontrol. Frame ini tidak membawa rangkaian nomor-nomor dan tidak mengubah flow dari penomoran I-frame.

Frame-frame ini dikelompokkan menjadi kategori-kategori :

·         Mode-setting commands and responses ; mode-setting command ditransmisi oleh stasiun primary/kombinasi untuk inisialisasi atau mengubah mode dari stasiun secondary/kombinasi.

·         Information transfer commands and responses; dipakai untuk pertukaran informasi antara stasiun-stasiun.

·         Recovery commands and responses ; dipakai ketika mekanisme ARQ yang normal tidak berkenan atau tidak akan bekerja.

·         Miscellaneous commands and responses .

 Contoh-contoh Operasi

Gambar 8.a menunjukkan frame-frame yang terlihat dalam link setup dan disconnect. Entity HDLC untuk satu sisi mengeluarkan command SABM untuk sisi yang lain dan memulai timer. Sisi yang lain, setelah menerima command SABM, mengembalikan respon UA dan mengeset variabel lokal dan counter ke nilai inisialisasinya. Entity awal menerima respon UA, mengeset variabelnya dan counter-counter, dan menghentikan timer. Koneksi logika sekarang aktif, dan kedua sisi boleh mulai mentransmisi frame-frame. Sewaktu timer selesai tanpa suatu respon, A akan mengulang SABM. Hal ini akan diulang sampai UA atau DM diterima.

Penggambaran yang sama untuk procedur pemutusan (disconnect). Satu sisi mengeluarkan command DISC dan yang lain merespon dengan respon UA.

Gambar 8.b menggambarkan pertukaran full-duplex dari I-frames. Ketika suatu entity mengirim suatu nomor I-frame dalam suatu anak panah dengan tanpa penambahan data, kemudian serangkaian nomor yang diterima diulang (misal I,1.1;I,2.1 dalam arah A ke B). Ketika suatu entity menerima suatu nomor I –frame dalam suatu anak panah dengan tanpa frame yang keluar, kemudian serangkaian nomor yang diterima dalam frame yang keluar berikutnya harus mencerminkan aktivitas komulatif (misal I,1.3 dalam arah B ke A). Catatan, sebagai tambahan untuk I-frames, pertukaran data boleh melibatkan S-frames.

Gambar 8.c menunjukkan suatu operasi untuk kondisi yang sibuk. Beberapa kondisi dapat meningkat karena entity HDLC tidak mampu memproses I –frames secepat I-frame tersebut tiba, atau maksud user tidak mampu menerima data secepat mereka tiba dalam I-frames. Buffer dari entity penerima akan terisi dan harus menghentikan flow I-frame yang masuk dengan memakai command RNR. Dalam contoh ini, stasiun mengeluarkan RNR, yang memerlukan sisi yang lain untuk menahan transmisi I-frames. Stasiun yang menerima RNR akan mem-poll stasiun yang sibuk pada beberapa interval period dengan mengirim RR dengan set P bit. Hal ini memerlukan sisi lainnya untuk merespon dengan RR ataupun RNR. Ketika kondisi sibuk telah jelas, B mengembalikan RR, dan transmisi I-frame dari NT dapat mulai lagi.

            Gambar 8.d suatu contoh error recovery memakai command REJ. Dalam contoh ini, A mentransmisi I-frame nomor 3,4 dan 5. Nomor 4 terjadi error. B mendeteksi error tersebut dan membuang frame tersebut. Ketika B menerima I-frame nomor 5, maka frame ini dibuang karena diluar permintaan dan mengirim REJ dengan N( R) dari 4. Hal ini menyebabkan A untuk melakukan transmisi ulang dari semua I –frame yang sudah dikirim, dimulai dengan frame 4. Dan kemudian dapat melanjutkan untuk mengirim frame tambahan setelah frame yang ditransmisi ulang.

            Gambar 8.e menunjukkan error recovery memakai time out. Dalam contoh ini, A mentransmisi I-frame nomor 3 sebagai akhir dalam rangkaian I -frames. Frame tersebut mengalami error. B mendeteksi error tersebut dan membuangnya. Bagaimanapun, B tidak dapat mengirim REJ. Hal ini karena tidak ada cara untuk mengetahui bila ini adalah suatu I-frame. Jika suatu error dideteksi dalam suatu frame, semua bit-bit ini dari frame tersebut disangsikan, dan receiver tidak mempunyai cara untuk bertindak atas hal tersebut. A, bagaimanapun, memulai suatu timer begitu frame ditransmisi. Timer ini mempunyai panjang durasi yang cukup untuk merentang respon waktu yang diharapkan. Ketika timer berakhir, A melaksanakan tindakan pemulihan.

Hal ini biasanya dilakukan dengan mem-poll sisi lain dengan command RR dengan set P bit, untuk menentukan status dari sisi lain tersebut. Karena poll membutuhkan suatu respon, entity akan menerima suatu frame yang mengandung N( R) dan mampu memproses. Dalam kasus ini, respon mengindikasikan bahwa frame 3 hilang, dimana A mentransmisi ulang.