Lähdekoodi sivulle AX.25

<div class="floatright">__TOC__</div>
'''AX.25''' on X.25 protokollan bastardisoitu variantti muutettuna radioamatöörikäyttöön.
(Nimenomaisesti osoittaminen X.25:ssä oli ymmärretty väärin ja seuraukset ovat kanssamme...)

'''AX.25''':ssä käytetään bittisynkronisia [[HDLC]]-kehyksiä (otettu X.25:stä), jolloin saadaan synkronisen kehys-orientoidun bittisiirron edut - selkeä bittiläpinäkyvä pakettirakenne ja perään vielä siirtokerrokseen kiinteästi kuuluva CRC -tarkistussumma.

[[HDLC|HDLC:n]] mukaisesti kehys lähetetään tavujärjestyksessä siten, että kunkin tavun alin ("nolla") bitti lähetetään ensiksi.

== OSI-mallin kerrokset ==
ISO määritteli Open Systems Interconnection (OSI) mallin yhteydessä refrenssimallin, jonka mukaan kuvataan tietojärjestelmien yhteensovittamista.
Mallin tärkeimpiä ominaisuuksia on kerrostaminen, jolla jaetaan tämä protokollamalli loogisiin kokonaisuuksiin.
Kerrosten välillä kommunikaatio tapahtuu "''Service Access Point (SAP)''" palveluiden kautta.
Käytännön implementaatioissa mitkä tahansa kerrokset voivat olla täysin tyhjiä, jos niille
ei ole tarjolla mitään toteutusta.  Esim. TNC-laitteissa on yleensä vain kerrokset 1, 2 ja 7.

<div align="center">
{| border="0" cellpadding="3"
|-
! Kerros
!
! Tehtävä
!
|- bgcolor=grey
|colspan=4|
|-
|align="center"|7
|bgcolor=grey|
|align="center"|Sovellus<br>Application
|bgcolor=grey|
|- bgcolor=grey
|colspan=4|
|-
|align="center"|6
|bgcolor=grey|
|align="center"|Esitystapa<br>Presentation
|bgcolor=grey|
|- bgcolor=grey
|colspan=4|
|-
|align="center"|5
|bgcolor=grey|
|align="center"|Sessio<br>Session
|bgcolor=grey|
|- bgcolor=grey
|colspan=4|
|-
|align="center"|4
|bgcolor=grey|
|align="center"|Kuljetus<br>Transport
|bgcolor=grey|
|- bgcolor=grey
|colspan=4|
|-
|align="center"|3
|bgcolor=grey|
|align="center"|Verkko<br>Network
|bgcolor=grey|
|- bgcolor=grey
|colspan=4|
|-
|align="center"|2
|bgcolor=grey|
|align="center"|Data Link
|bgcolor=grey|
|- bgcolor=grey
|colspan=4|
|-
|align="center"|1
|bgcolor=grey|
|align="center"|Fyysinen<br>Physical
|bgcolor=grey|
|- bgcolor=grey
|colspan=4|
|-
|}
</div>

== AX.25 malli ==
OSI-mallin kaksi alinta kerrosta voidaan jakaa AX.25:llä seuraavasti useiksi erillisiksi tilakoneiksi.
Oheinen kaavio esittää myös yhteyden yhteen ainoaan radioon.
<div align="center">
{| border="0" cellpadding="3"
|-
! Kerros
!
!colspan=3|Tehtävä(t)
!
|- bgcolor=grey
|colspan=6|
|-
|align=center rowspan=5|Data Link (2)
|bgcolor=grey|
|align=center|Segmentointi
|bgcolor=grey|
|align=center rowspan=3|Management<br>Data Link
|bgcolor=grey rowspan=3|
|-
|bgcolor=grey colspan=3|
|-
|bgcolor=grey|
|align=center|Data Link
|bgcolor=grey|
|-
|bgcolor=grey colspan=5|
|-
|bgcolor=grey|
|align=center colspan=3|Link Multiplexer
|bgcolor=grey|
|- bgcolor=grey
|colspan=6|
|-
|align=center rowspan=3|Physical (1)
|bgcolor=grey|
|align=center colspan=3|Physical
|bgcolor=grey|
|- bgcolor=grey
|bgcolor=grey colspan=5|
|-
|bgcolor=grey|
|align=center colspan=3|Silicon/Radio
|bgcolor=grey|
|-
|bgcolor=grey colspan=6|
|-
|}
</div>

Haluttaessa '''AX.25'''-yhteyden yli useita datavirtoja (''streams''), monistetaan ''link-multiplexerin'' yläpuolella olevia tilakoneita yksi jokaiselle datavirralle.

== Kehysrakenteet ==
Linkkitasolla pakettiradio lähettää pieniä datalohkoja, joita kutsutaan kehyksiksi (''frame(s)'').

'''AX.25''':ssä on kolmea päätyyppiä olevia kehyksiä:
# I-kehyksiä (Information frames)
# S-kehyksiä (Supervisory frames)
# U-kehyksiä (Unnumbered frames)

Jokainen kehys koostuu useammista pienemmistä ryhmistä, joita kutsutaan kentiksi (''fields'').


<div align="center">
{| border="3" cellpadding="1"
|+ U- ja S-kehysten rakenne
|-
! Flag
! Address
! Control
! Info
! FCS
! Flag
|-
|align=center|01111110
|align=center|112/224 bittiä
|align=center|8/16 bittiä
|align=center|N*8 bittiä
|align=center|16 bittiä
|align=center|01111110
|-
|}
</div>

<div align="center">
{| border="3" cellpadding="1"
|+ I-kehysten rakenne
|-
! Flag
! Address
! Control
! PID
! Info
! FCS
! Flag
|-
|align=center|01111110
|align=center|112/224 bittiä
|align=center|8/16 bittiä
|align=center|8 bittiä
|align=center|N*8 bittiä
|align=center|16 bittiä
|align=center|01111110
|-
|}
</div>

Alempana kerrotaan muutamista kentistä tarkemmin, mutta:
* '''Flag''' = HDLC:n Flag, joka aloittaa ja lopettaa kehyksen.  Jos linkki on ns. idle, HDLC-linkillä lähetetään vain perättäisiä Flag:eja (tai radio on hiljaa.)
* '''FCS''' = HDLC:n Frame Check Sequence - CCITT-CRC-16 tarkistussumma.
* '''Address''': Ks. ''Osoitekenttä'' alempana.
* '''Control''': Ks. ''Kontrollikenttä'' alempana
* '''PID''': Ks. ''Protokollatunnistekenttä'' alempana
* '''Info''': Ks. ''Datakenttä'' alempana

=== Osoitekenttä ===
'''Osoitekenttä''' (''Address Field'') identifioi sekä kehyksen lähettäjän asematunnuksen, että sen tarkoitetun vastaanottajan asematunnuksen.
Lisäksi kehyksissä on komento/vaste informaatiota ja tukea 2. kerroksen ripiitterien tekoon.

Asematunnukset ovat ASCII-koodattuja isoja kirjaimia ja numeroita, niiden lisäksi on 4 bittinen ''Secondary Station Identifier'' (SSID) joka erottelee saman asematunnuksen omistajan eri laitteet toisistaan.

'''Osoitekenttää''' varten HDLC:n osoitekenttää on pidennetty käyttäen osoitekentän vähiten merkitsevää bittiä kentän pituuden jatkobittinä.
Nolla tarkoittaa, että osoitekenttä jatkuu ja ykkönen, että kyseessä on osoitekentän viimeinen oktetti.
Jotta amatööriaseman tunnus sopii yhteen tämän jatkobitin olemassaolon kanssa, ASCII-koodattu merkki pitää siirtää vasemmalle yhden bitin verran.

<div align="center">
{| border="3" cellpadding="1"
|+ Osoitekentän perusrakenne
|-
!colspan=2|Kehyksen osoitekenttä
|-
| Vastaanottajan osoitteen alikenttä
| Lähettäjän osoitteen alikenttä
|-
| A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
| A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14
|-
|}
</div>

Osoitealikentässä kukin asematunnus sisältää enimmillään 6 merkkiä ja jos merkkejä on vähemmän, alikenttä täytetään välilyöntimerkeillä kunnes kuusi merkkiä tulee täyteen.

Osoitealikentän seitsemäs merkki on ns. SSID-tavu, joka sisältää aseman SSID:n lisäksi "C"-bitin (''Command and reponse frames''), tai ripiitterikehyksissä (''digipeater'') se on "H"-bitti ('''''H'''as been repeated'').
Lisäksi kukin SSID-tavu sisältää kaksi varattua bittiä ("r"), jotka on varattu tulevaisuuden käyttöön, ne lähetetään aina ykkösinä.

<div align="center">
{| BORDER="3" cellpadding="3"
|+ SSID-tavun bitit
|-
! 7
! 6
! 5
! 4
! 3
! 2
! 1
! 0
|-
| C
| r
| r
|colspan=4 align=center| SSID
| 0
|-
|}
</div>
Huomaa: ''AX.25 kehyksen viimeisen osoitekentän SSID-tavun alin bitti on arvoltaan ykkönen.''

SSID-tavun C-bittien koodauksista riippuu myös tunnistus AX.25 protokollan version 2.2 vs. vanhemman:
<div align="center">
{| cellpadding="3"
|+ Command/Response bitit
|-
! Kehystyyppi
! Lähde-SSID C-bitti
! Kohde-SSID C-bitti
|-
| Vanha versio
|align="center"| 0
|align="center"| 0
|-
| Vanha versio
|align="center"| 1
|align="center"| 1
|-
| Komento (V.2.x)
|align="center"| 0
|align="center"| 1
|-
| Vastaus (V.2.x)
|align="center"| 1
|align="center"| 0
|-
|}
</div>
Tämä komento/vastaus koodaus on käytössä vain S-kehyksillä, kaikilla muilla kehyksillä koodataan aina komentoja.

=== Kontrollikenttä ===
'''Kontrollikenttä''' kertoo välitettävän kehyksen tyypin ja ohjaa 2. kerroksen toimintoja ja osin 3. kerrosta.

AX.25:ssä on kolme formaattia kontrollikentälle:
# I-kehykset (information frame)
# S-kehykset (supervisory frame)
# U-kehykset (unnumbered frame)

Kontrollikenttä voi olla yksi tai kaksi oktettia pitkä ja se voi sisältää sekvenssinumeroita joita käytetään linkin eheyden varmistamiseen (tämä on tason 3 asioita.)

Koodauksesta katso AX.25 määrätysdokumentti.

[[APRS]]:llä käytetyssä U-formaatissa kontrollikentän arvona on '''0x03'''

=== Protokollatunnistekenttä ===
'''Protokollatunnistekenttä''' (PID) esiintyy informaatiokehysten (I- ja UI -tyyppisten) yhteydessä kertomassa, mitä tyyppiä 3. tason protokolla on.

Protokollatunnistekenttää ei lasketa mukaan informaatiokentän pituuden laskentaan.

<div align="center">
{| border="3" cellpadding="1"
|+ Joitakin protokollatunnistekentän koodiarvoja
|-
! HEX
! bitteinä
! Merkitys
|-
|align=center|**
|align=center|yy01 yyyy
| AX.25 3. kerroksen protokollia
|-
|align=center|**
|align=center|yy10 yyyy
| AX.25 3. kerroksen protokollia
|-
|align=center|0x01
|align=center|0000 0001
| ISO 8208/CCITT X.25 PLP
|-
|align=center|0x08
|align=center|0000 1000
| Segmentation fragment
|-
|align=center|0xCC
|align=center|1100 1100
| ARPA Internet Protocol
|-
|align=center|0xCD
|align=center|1100 1101
| ARPA Address Resolution
|-
|align=center|0xCE
|align=center|1100 1110
| FlexNet
|-
|align=center|0xCF
|align=center|1100 1111
| NET/ROM
|-
|align=center|0xF0
|align=center|1111 0000
| Ei tason 3 protokollaa
|-
|}
</div>

[[APRS]]-protokollalla käytetään PID arvoa '''0xF0'''.

=== Datakenttä ===
'''Datakenttä''' sisältää käyttäjän dataa, tai ainakin palasen sitä.
Datakentän oletusarvoinen maksimikoko on N1=256 oktettia, joskin tämä parametri on neuvoteltavissa asemien välillä.

Periaatteessa mikään ei estä asemia määrittelemästä isompaa arvoa N1:lle oletusarvoksi, mutta sitä ei suositella.

Myöskin useimmat RF-tason modulaatiot eivät sisällä mitään virheenkorjausta, jolloin vähänkin isommat kehykset särkyvät herkästi. (Ks. [[Pakettiradio]].)

=== Fragmentteri/Reassembleri ===
AX.25 version 2.2:ssa määritellään segmentointiproseduuri, jolla saadaan tehokkaasti kuljetettua suurempiakin käyttäjän 3. tason datakehyksiä AX.25 linkin yli.

Metodi on sukua ATM:n AAL5:lle, jossa verkko voi hukata soluja, mutta samalla se pitää kirjaa kulussa olevista AAL5 kehyksistä siten, että ensimmäisen solun pudotettuaan myös kaikki perässä tulevat samaan kehykseen kuuluvat solut pudotetaan.

Jos fragmenttien reassembler toteaa virheen saapuneiden fragmenttien virrassa, se kertoo siitä dataa käyttävälle ylemmälle tasolle joka sitten tekee omat virhekäsittelyproseduurinsa.

----
== Puutteita ==
AX.25 protokollassa on muutamia pahoja puutteita:
* Tärkein käytetty modulaatio on ikään kuin huonoin mahdollinen mitä olisi voinut valita (ks. [[pakettiradio]])
* AX.25 CONS protokollassa ei ole SAPeja, joten täsmälleen ottaen kohdeosoitteessa ei voi olla kuin yhdenlaisia palveluita per protokolla.

== Katso myös ==
* [[http://www.tapr.org/pub_ax25.html]] "AX.25 Amateur Packet-Radio Link-Layer Protocol"

[[Category:Tekniikka]][[Category:Teoria]]