46394 (751203), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Применение флагов вносит определенные трудности в решение задачи обеспечения прозрачности цифровой передачи, т.е. ее независимости от характера передаваемых последовательностей. Действительно, если в передаваемом потоке полезной информации встретится последовательность из шести единиц, то она будет принята за границу между кадрами. Это вызовет нарушение работы канала. Во избежание подобных сбоев во всех случаях, когда в передаваемой последовательности встречаются пять "1", то после них автоматически вставляются "0". На приемном же конце после принятых пяти "1" следующий за ними "0" всегда сбрасывается. Такое техническое решение позволяет гарантировать прозрачность цифровой передачи. Рассматривая рис. 4, нетрудно обнаружить назначение всех 48 служебных разрядов заголовка кадра.
Особый интерес представляют 8 управляющих разрядов, которые развернуты на рис. 5. Как видно, структура управляющих разрядов определяет тип кадра. Дело в том, что, кроме обычных информационных кадров, служащих для передачи сообщений по установленному каналу, протокол ВУК предусматривает еще ряд служебных. Они не содержат информационного поля, а служат для целей управления процессами установления канала, его закрытия, а также выполнения многочисленных других вспомогательных функций. Информационный кадр И отличается от служебных наличием "0" в первом разряде управляющего поля. "1" на этой позиции говорит о том, что кадр является служебным. По второму разряду служебные делятся на кадры типов К (контроль и управление) и Н (ненумерованный кадр). Всего существуют четыре разных кадра типа К (готовность приема, неготовность приема, отказ и выборочный отказ). Для их распознавания служат третий и четвертый разряды, обозначенные буквой S. Ненумерованные кадры, которых всего 32, служат для выполнения разнообразных служебных функций. Для распознавания типа ненумерованного кадра служат 5 разрядов, обозначенных буквой М. Кроме этого, на рис. 5 приняты обозначения: N(S) - порядковый номер передаваемого кадра; N(R) - порядковый номер ожидаемого кадра; P/F (опрос/конец) - служебный сигнал управления режимом передачи. Порядковый номер N(R) подтверждает прием кадра номер N(R) - 1 и всех ему предшествующих. Таким образом, при дуплексной передаче (см. рис. 2, в) нет необходимости в передаче специальных подтверждающих кадров. Это объясняется тем, что подтверждения о приеме кадров могут вставляться в информационные кадры встречной передачи.
Как видно из изложенного, описанное поле нумерации кадров позволяет вести счет только до восьми (три двоичных разряда). Следовательно, при наличии семи неподтвержденных кадров передача должна быть приостановлена. Именно поэтому, например, в системах спутниковой связи, когда в пути могут находиться более семи кадров, поле их нумерации может быть расширено до 7 разрядов и, следовательно, счет увеличен до 128. Аналогичным образом стандарт допускает увеличение поля адресов и проверочной последовательности.
Протокол предусматривает различные процедуры передачи на уровне канала. Наибольшее распространение получила так называемая процедура передачи с возвращением на N кадров (N<8 - для наземной и N<128 - для спутниковой связи). Она предусматривает повторную передачу всех кадров, начиная с того, на который не получено подтверждения. Другая процедура - выборочное повторение. Она не требует повторения правильно принятых кадров после неподтвержденного кадра. Отмечу, что ее реализация связана с некоторыми трудностями обработки принятой информации в накопителях.
Уровень сети
Главными задачами уровня сети являются выбор маршрутов передачи пакетов и управление потоками передаваемых пакетов по каждому выбранному маршруту. По терминологии Х.25 уровень сети называется уровнем пакетов. Рекомендация Х.25 не дает полного решения указанных задач, поскольку протокол Х.25 является лишь спецификацией сетевого сопряжения. Подробности, касающиеся соединений устройств ЛУПД по связывающей сети, оставлены на усмотрение администрации сети. Тем не менее организация сетевого уровня во многом зависит от требований, заложенных в рекомендациях Х.25. Протокол Х.25 ориентирован на соединения в виде виртуальных каналов. Связисты иногда воспринимают этот термин, зародившийся в среде специалистов по вычислительной технике, с некоторым недоверием. Они не всегда до конца понимают его смысл, даже если им предлагают синонимы - логический или мнимый канал. Таким связистам можно лишь напомнить, что они (или их коллеги) фактически уже более четверти века эксплуатируют пучки виртуальных телефонных каналов в трансокеанских кабелях по известной системе TASI (Time Assignement Speech Interpolation, т.е. интерполяции речи по предоставляемым ее отрезкам).
Использование четырехпроводных междугородных телефонных каналов, как правило, не превышает 40-50 %, так как большую часть времени говорит лишь один из собеседников. Если же установить обнаружители речи и предоставлять каналы в каждом направлении только для передачи реально фиксируемой речи, сопровождая такую передачу адресом, то можно, например, по пучку из 100 каналов передать 200 разговоров. При этом каждая из 200 разговаривающих пар фактически получает канал связи, хотя физических каналов в кабеле только 100.
Канал же, по которому говорят абоненты, является логическим или виртуальным. Он поддерживается логическими устройствами аппаратуры связи и поэтому необязательно должен быть постоянно привязан к конкретному физическому каналу. Рассмотренный пример виртуального канала не объясняет всех принципов его организации в сетях передачи данных. Он лишь показывает, что ничего необычного в обсуждаемом подходе и приведенном названии нет. Виртуальные каналы нумеруются. Нумерация допускает одновременную организацию между ОУПД и ЛУПД до 4096 таких каналов. Каждое сопряжение ОУПД-ЛУПД устанавливает собственный набор номеров логических каналов. Полный виртуальный канал между двумя связывающимися ОУПД может использовать разные номера в двух своих оконечных сопряжениях.
Сеанс связи включает фазы установления соединения, передачи данных и разъединения. Все необходимые функции на этих фазах выполняются путем передачи соответствующих пакетов. Точно так же как на уровне канала предусматриваются специальные служебные и информационные кадры, так и на сетевом уровне предусмотрены служебные пакеты (для передачи управляющих сигналов) и информационные, непосредственно несущие передаваемые данные. В качестве примера на рис. 6 показаны форматы двух версий информационных пакетов - с нумерацией по модулю 8 (рис. 6, а) и по модулю 128 (рис. 6, б). Применение того или иного формата оговаривается на этапе установления соединения в ходе обмена необходимыми служебными пакетами. В отличие от одномерного представления формата кадров (см. рис. 4 и 5) форматы пакетов для большей наглядности показаны в виде двумерной таблицы. Каждая ее строка содержит один октет (или байт, т.е. 8 двоичных разрядов).
Первые октеты являются заголовком пакета. В нем четыре разряда первого октета служат для передачи номера группы логических каналов, а восемь разрядов второго октета - номера логического канала. Эти 12 разрядов и обеспечивают возможность различения 4096 виртуальных каналов. "0" в первом разряде третьего октета свидетельствует о том, что пакет является информационным, а не служебным. Числа P(S) и P(R) - это номера передаваемого и ожидаемого пакетов. Разряды 5 и 6 первого октета указывают на тип информационного пакета по способу его нумерации (01 указывает на счет по модулю 8, а 10 - на счет по модулю 128). D является разрядом подтверждения доставки и используется для управления потоком от передающего конца к приемному. Восьмой разряд первого октета Q классифицирует передаваемые данные. Обычно он устанавливается на "0". При установке же его на "1" пакету присваивается более высокий приоритет. Разряд, обозначенный буквой М, несет метку большого числа данных. Он применяется тогда, когда связывающиеся ОУПД имеют разные размеры пакетов.
Описанный пакет подается на уровень канала. Здесь на его основе формируется кадр (см. рис. 4). После этого кадр передается на физический уровень. На нем и происходит его передача по каналу связи. Сравнивая форматы кадра и пакета, можно заметить в них сходство некоторых элементов. Нужно, однако, иметь в виду, что нумерация пакетов ведется в пределах каждого виртуального канала от отправителя к получателю. Нумерация же кадров фиксирует просто последовательные номера фактически передаваемых кадров по участку канала. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что в заголовке информационного пакета (в отличие от заголовка информационного кадра) нет адреса. Это объясняется тем, что адреса вызывающего и вызываемого ОУПД передаются на этапе установления соединения, в частности, в специальном пакете запроса соединения. В этом же пакете указывается номер установленного виртуального канала. После его установления в информационных пакетах передается лишь этот номер, а в повторении адресов нет необходимости.
Порядковые номера пакетов P(S) и P(R) используются в сочетании с так называемым механизмом окна. Его сущность состоит в том, что на этапе установления соединения между передающей и приемной сторонами достигается договоренность об установлении максимального размера окна. Оно равно числу информационных пакетов, которые могут оставаться неподтвержденными (по умолчанию он принимает значение 2). Таким образом, с помощью номеров P(S) и P(R) поддерживается контроль текущего размера окна. Такой контроль может вестись из конца в конец через всю сеть или только на уровне ОУПД-ЛУПД. Для выбора этой возможности и служит разряд D, который в первом случае устанавливается на "1". При передаче данных по сети на физическом уровне идет непрерывный поток двоичных символов. Он может воспроизводиться в регенераторах. На каждом узле этот поток поступает на уровень канала. Здесь происходит выделение кадров, их проверка на наличие ошибок и при их обнаружении - повторная передача. Правильно принятые кадры освобождаются от заголовка. Выделенный таким образом пакет поступает на сетевой уровень. Здесь анализируется его заголовок и принимается решение о дальнейшей передаче. После этого пакет возвращается на уровень канала нужного направления, где к нему добавляется новый заголовок кадра. После этого он передается на физический уровень для передачи по следующему участку. Такой процесс повторяется в каждом промежуточном узле до тех пор, пока пакет не достигнет пункта назначения. Приведенное описание может дать лишь самое общее представление о системе Х.25, так как в нем опущены очень многие подробности. Однако уже из этого описания становится очевидным основной недостаток стандарта Х.25. Он состоит в необходимости записи и воспроизведения кадров в каждом узле сети. При небольших скоростях передачи объем записываемой информации оказывается не столь велик и современная техника ЗУ позволяет построить необходимые накопители без особенно больших затрат. Если же каналы связи недостаточно хорошего качества, проверка кадров по участкам каналов позволяет организовать достаточно надежную передачу. В такой организации системы проявляется преимущество стандарта Х.25. С повышением же качества каналов и их быстродействия передача неоправданно задерживается за счет обработки в узлах. Именно поэтому на смену Х.25 приходит система ретрансляции кадров (Frame Relay). Она лишена указанного недостатка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
