7-2Глобальные сети с коммутацией пакетов (1086228), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рис. 2. Структура сети Х.25

*

Асинхронные старт-стопные терминалы подключаются к сети через устройст­ва PAD. Они могут быть встроенными или удаленными. Встроенное устройство PAD обычно расположено в стойке коммутатора. Терминалы получают доступ к встроенному устройству PAD по телефонной сети с помощью модемов с асинхронным интерфейсом. Встроенное устройство PAD также подключается к те­лефонной сети с помощью нескольких модемов с асинхронным интерфейсом. Удаленное устройство PAD представляет собой небольшое автономное устрой­ство, подключенное к коммутатору через выделенный канал связи Х.25. К уда­ленному устройству PAD терминалы подключаются по асинхронному интерфей­су, обычно для этой цели используется интерфейс RS-232C. Одно устройство PAD обычно обеспечивает доступ для 8, 16 или 24 асинхронных терминалов.

Терминалы не имеют конечных адресов сети Х.25. Адрес присваивается порту PAD, который подключен к коммутатору пакетов Х.25 с помощью выделенного канала.

Несмотря на то что задача подключения «неинтеллектуальных» терминалов к удаленным компьютерам возникает сейчас достаточно редко, функции PAD все еще остаются востребованными. Устройства PAD часто используются для под­ключения к сетям Х.25 кассовых терминалов и банкоматов, имеющих асинхрон­ный интерфейс RS-232.

Адресация в сетях Х.25

Если сеть Х.25 не связана с внешним миром, то она может использовать адрес любой длины (в пределах формата поля адреса) и давать адресам произвольные значения. Максимальная длина поля адреса в пакете Х.25 составляет 16 байт.

Рекомендация Х.121 CCITT определяет международную систему нумерации ад­ресов для сетей передачи данных общего пользования. Если сеть Х.25 хочет об­мениваться данными с другими сетями Х.25, то в ней нужно придерживаться ад­ресации стандарта Х.121.

Адреса Х.121 (называемые также International Data Numbers, IDN) имеют разную длину, которая может доходить до 14 десятичных знаков.

• Первые четыре циф­ры IDN называют кодом идентификации сети (Data Network Identification Code, DNIC).

• Код DNIC поделен на две части;

  • первая часть (3 цифры) определяет стра­ну, в которой находится сеть,

  • а вторая — номер сети Х.25 в данной стране.

Таким образом, внутри каждой страны можно организовать только 10 сетей Х.25. Если же требуется перенумеровать больше, чем 10 сетей для одной страны, проблема решается тем, что одной стране дается несколько кодов. Например, Россия име­ла до 1995 года один код — 250, а в 1995 году ей был выделен еще один код — 251.

• Остальные цифры называются номером национального терминала (National Terminal Number, NTN). Эти цифры позволяют идентифицировать определенное устройство DTE в сети Х.25.

Международные сети Х.25 могут также использовать международный стандарт нумерации абонентов ISO 7498, описанный в предыдущей главе.

Стек протоколов сети Х.25

• На физическом уровне определены синхронные интерфейсы Х.21 и Х.21 bis к оборудованию передачи данных — либо DSU/CSU, если выделенный канал является цифровым, либо к синхронному модему, если канал аналоговый.

• На канальном уровне используется подмножество протокола HDLC, обеспе­чивающее возможность автоматической передачи в случае возникновения оши­бок в линии. Предусмотрен выбор из двух процедур доступа к каналу: LAP или LAP-B.

• На сетевом уровне определен протокол Х.25/3 обмена пакетами между око­нечным оборудованием и сетью передачи данных.

Рис.3. Стек протоколов X25

Транспортный уровень может быть реализован в конечных узлах, но он стандар­том не определяется.

Протокол физического уровня канала связи не оговорен, и это дает возможность использовать каналы разных стандартов.

На канальном уровне обычно используется протокол LAP-B. Этот протокол обес­печивает сбалансированный режим работы, то есть оба узла, участвующих в со­единении, равноправны. По протоколу LAP-B устанавливается соединение меж­ду пользовательским оборудованием DTE (компьютером, IP- или IPX-маршрути­затором) и коммутатором сети. Хотя стандарт это и не оговаривает, но по прото­колу LAP-B возможно также установление соединения на канальном уровне внутри сети между непосредственно связанными коммутаторами. Протокол LAP-B почти во всех отношениях идентичен протоколу LLC2, кроме адресации. Поддерживается как нормальный режим (с мак­симальным окном в 8 кадров и однобайтовым полем управления), так и рас­ширенный режим (с максимальным окном в 128 кадров и двухбайтовым полем управления).

Сетевой уровень Х.25/3 (в стандарте он назван не сетевым, а пакетным уровнем) реализуется с использованием 14 различных типов пакетов, по назначению ана­логичных типам кадров протокола LAP-B. Так как надежную передачу данных обеспечивает протокол LAP-B, протокол Х.25/3 выполняет функции

• маршрути­зации пакетов,

• установления и разрыва виртуального канала между конечными абонентами сети и

• управления потоком пакетов.

Коммутаторы (ЦКП) сетей Х.25 представляют собой гораздо более простые и дешевые устройства по сравнению с маршрутизаторами сетей TCP/IP. Это объ­ясняется тем, что они не поддерживают процедур обмена маршрутной информа­цией» и нахождения оптимальных маршрутов, а также не выполняют преобразо­ваний форматов кадров канальных протоколов. По принципу работы они ближе к коммутаторам локальных сетей, чем к маршрутизаторам. Однако работа, кото­рую выполняют коммутаторы Х.25 над пришедшими кадрами, включает больше этапов, чем при продвижении кадров коммутаторами локальных сетей. Комму­татор Х.25 должен принять кадр LAP-B и ответить на него другим кадром LAP-B, в котором подтвердить получение кадра с конкретным номером. При утере или искажении кадра коммутатор должен организовать повторную передачу кадра. Если же с кадром LAP-B все в порядке, то коммутатор должен извлечь пакет Х.25, на основании номера виртуального канала определить выходной порт, а затем сформировать новый кадр LAP-B для дальнейшего продвижения пакета. Комму­таторы локальных сетей такой работой не занимаются и просто передают кадр в том виде, в котором он пришел, на выходной порт.

В результате производительность коммутаторов Х.25 оказывается обычно невы­сокой — несколько тысяч пакетов в секунду. Для низкоскоростных каналов дос­тупа, которыми много лет пользовались абоненты этой сети, такой производи­тельности коммутаторов (1200-9600 бит/с) хватало для работы сети. Гарантий пропускной способности сеть Х.25 не дает. Максимум, что может сде­лать сеть, — это приоритезировать трафик отдельных виртуальных каналов. При­оритет канала указывается в запросе на установление соединения в поле услуг.

Протоколы сетей Х.25 были специально разработаны для низкоскоростных линий с высоким уровнем помех. Именно такие линии составляют пока большую часть те­лекоммуникационной структуры нашей страны, поэтому сети Х.25 будут по-преж­нему еще долго являться наиболее рациональным выбором для многих регионов.

Представляет технологию сетевого уровня.

Выводы

• Сети Х.25 относятся к одной из наиболее старых и отработанных технологий глобальных сетей. Трехуровневый стек протоколов сетей Х.25 хорошо рабо­тает на ненадежных зашумленных каналах связи, исправляя ошибки и управ­ляя потоком данных на канальном и пакетном уровнях.

• Сети Х.25 поддерживают групповое подключение к сети простых алфавитно-цифровых терминалов за счет включения в сеть специальных устройств PAD, каждое из которых представляет собой особый вид терминального сервера.

• На надежных волоконно-оптических каналах технология Х.25 становится из­быточной и неэффективной, так как значительная часть работы ее протоко­лов ведется «вхолостую».

Сети frame relay

Назначение и общая характеристика

Сети frame relay — сравнительно новые сети, которые гораздо лучше подходят для передачи пульсирующего трафика локальных сетей по сравнению с сетями Х.25, правда, это преимущество проявляется только тогда, когда каналы связи приближаются по качеству к каналам локальных сетей, а для глобальных кана­лов такое качество обычно достижимо только при использовании волоконно-оп­тических кабелей.

Преимущество сетей frame relay заключается в их низкой протокольной избы­точности и дейтаграммном режиме работы, что обеспечивает высокую пропускную способность и небольшие задержки кадров. Надежную передачу кадров техноло­гия frame relay не обеспечивает. Сети frame relay специально разрабатывались как общественные сети для соединения частных локальных сетей. Они обеспе­чивают скорость передачи данных до 2 Мбит/с.

Особенностью технологии frame relay является гарантированная поддержка ос­новных показателей качества транспортного обслуживания локальных сетей — средней скорости передачи данных по виртуальному каналу при допустимых пуль­сациях трафика.

Технология frame relay была стандартизована как служба в сетях ISDN. В 1992-93 годах она была названа службой frame relay и вошла в число служб режима передачи кадров наряду со службой frame switching. Служба frame switching работает в режиме гарантированной доставки кадров с регулировани­ем потока. На практике поставщики телекоммуникационных услуг предлагают только службу frame relay.

Технология frame relay сразу привлекла большое внимание ведущих телекомму­никационных компаний и организаций по стандартизации. В ее становлении и стандартизации помимо CCITT (ITU-T/ANSI) активное участие принимают Frame Relay Forum (ком­пания Cisco Systems).

Спецификации Frame Relay Forum носят название FRF и имеют порядковые номера. Спецификации FRF часто стандартизуют аспекты технологии frame relay. Например, спецификация FRF.11 определяет режим передачи голоса по сетям frame relay.

Стандарты frame relay, как ITU-T/ANSI, так и Frame Relay Forum, определяют два типа виртуальных каналов — постоянные (PVC) и коммутируемые (SVC). Это соответствует потребностям пользователей, так как для соединений, по ко­торым трафик передается почти всегда, больше подходят постоянные каналы, а для соединений, которые нужны только на несколько часов в месяц, больше подходят коммутируемые каналы.

Однако производители оборудования frame relay и поставщики услуг сетей frame relay начали с поддержки только постоянных виртуальных каналов. Это, естест­венно, является большим упрощением технологии. Тем не менее в последние годы оборудование, поддерживающее коммутируемые виртуальные каналы, по­явилось, и появились поставщики, предлагающие такую услугу.

Стек протоколов frame relay

Технология frame relay использует для передачи данных технику виртуальных соединений, аналогичную той, которая применяется в сетях Х.25, однако стек протоколов frame relay передает кадры (при установленном виртуальном соеди­нении) по протоколам только физического и канального уровня в то время как в сетях х.25 и после установления соединения пользовательские данные переда­ются протоколом 3-го уровня.

Кроме того, протокол канального уровня LAP(Q.922 по версии ITU-T) в сетях frame relay имеет два ре­жима работы — основной (core) и управляющий (control). В основном режиме, который фактически практикуется в сегодняшних сетях frame relay, кадры пере­даются без преобразования и контроля, как и в коммутаторах локальных сетей. За счет этого сети frame relay обладают весьма высокой производительностью, так как кадры в коммутаторах не подвергаются преобразованию, а сеть не пере­дает квитанции подтверждения между коммутаторами на каждый пользователь­ский кадр, как это происходит в сети Х.25. Пульсации трафика передаются се­тью frame relay достаточно быстро и без больших задержек.

При таком подходе уменьшаются накладные расходы при передаче пакетов ло­кальных сетей, так как они вкладываются сразу в кадры канального уровня, а не в пакеты сетевого уровня, как это происходит в сетях Х.25.

Структура стека (рис. 3) хорошо отражает происхождение технологии frame relay в недрах технологии ISDN, так как сети frame relay заимствуют многое из стека протоколов ISDN, особенно в процедурах установления коммутируемого виртуального канала.

Характеристики

Список файлов лекций