Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs

Сети Х.25Сети Х.25

Литература по данной лекции:Internetworking Technology Handbook (Cisco Systems)Г.Хелд. Технологии передачи данных.http://lectures.by.ru/lectures/default.htm (А.Филимонов. Сети

ЭВМ и телекоммуникации)http://donwolf88.narod.ru/CSK/CSK_menu.htm ("Цифровые

сети связи")National Semiconductor Application Note 492. "Intuitive

ISDN" - An ISDN tutorialhttp://www.aaanet.ru/cts/439253 (Оборудование ISDN в

помещении заказчика)

Rev. 2.00 / 26.03.2013


Характеристики Х.25Характеристики Х.25

Глобальная сеть с пакетной коммутацией (глобальная система адресации).

Стандарт Х.25 описывает взаимодействие на канальном и сетевой уровнях, но можно программно выделить и более высокие уровни модели OSI/RM.

Физический уровень в Х.25 не регламентирован, соединение может быть осуществлено по любому из имеющихся интерфейсов, например, RS-232.

Передача данных по телефонным проводам.Медленный способ продвижения информации от источника к адресату

(есть подтверждение приема и повторная передача испорченных кадров).Сети Х.25 начали развиваться в 1970е годы.Х.25 - интернациональный стандарт, контролируемый ITU (CCITT).


Схема подключения по Х.25Схема подключения по Х.25

В Х.25 существует три типа устройств: DTE - data terminal equipment (оконечное оборудование), DCE - data communication equipment (коммуникационное оборудование), PSE - packet switching exchange (устройство пакетной коммутации).

Х.25

DTE

DTE

DTE DCE

DCE

DCE

PSEPSE

коммутаторы


Сборщик/разборщик пакетовСборщик/разборщик пакетов

В случая, когда к сети Х.25 подключается не полнофункциональный компьютер, а лишь символьный терминал с ограниченным набором функций, функции сборки/разборки пакетов (упаковка данных в кадр, добавление заголовков и обратные действия) выполняют устройства PAD (Packet Assembler/Disassembler).

DTE

DCEPAD

буфер

Сборка/разборка

PSE


Стек Х.25Стек Х.25

OSI/RM

ПРИКЛАДНОЙ

ПРЕДСТАВИТ.

СЕАНСОВЫЙ

ТРАНСПОРТНЫЙ

СЕТЕВОЙ

КАНАЛЬНЫЙ

ФИЗИЧЕСКИЙ

Packet Layer ProtocolLink Access Procedure,

BalancedEIA/TIA-232, EIA/TIA-449,

EIA-530 или G.703

Х.25

Протоколы болеевысоких уровней


Передача информации в Х.25Передача информации в Х.25

Информационный обмен в сети X.25 состоит из трех обязательных фаз: Установление вызова (виртуального канала) Информационный обмен по виртуальному каналу Разрывание вызова (виртуального канала)

DTE1 посылает запрос на установление соединения другому DTE2, которое может принять или отклонить вызов. В положительном случае обе станции начинают общаться в полнодуплексном режиме по постоянному выделенному или коммутируемому виртуальному каналу.В заголовках пакета DTE1 указывает идентификатор виртуального канала, первое по пути DCE разбирает заголовки и отправляет пакет следующему коммутатору PSE. Передача пакета идет до тех пор, пока его не получит оконечные DCE и DTE.


LAP-BLAP-B

LAP-B (процедура доступа к линии, канальный уровень по модели OSI/RM) обеспечивает надежную доставку данных. Balanced означает равноправие между сторонами взаимодействия. Взаимодействие между любыми узлами в Х.25 строится по принципам выдачи команды и получения на нее ответа.

Flag Address Control Data PLP FCS Flag

Flag - байт 01111110, приемная сторона воспринимает любые данные между флагами, как информационные, если их не менее 32 бита, иначе кадр уничтожается.Address - (1 байт) указатель того, команда это или ответ на нее.Control - (1 байт) уточняет команду или ответ и тип кадра (информационный, управляющий или ненумерованный).Data - данные верхнего уровня PLP.FCS - (2 байта).


PLPPLP

PLP (протокол пакетного уровня, сетевой уровень по модели OSI/RM) обеспечивает маршрутизацию и передачу от узла к узлу в сетях Х.25 по предустановленным виртуальным каналам. Один физический канал может быть использован для организации нескольких логических. Полная полоса пропускания делится между несколькими виртуальными каналами, соответствующим разным приложениям (аналог сокетов).PLP функционирует в 5 различных режимах:вызов, передача данных, простой, завершение соединения и рестарт.

GFI LCI PTI User data

GFI - General Format Identifier (4 бита), тип процедуры управления потоком кадров, способ подтверждения, .LCI - Logical Channel Identifier (12 бит) идентификатор виртуального канала между DTE и DCE.PTI - Packet Type identifier (1 байт) уточняет тип кадра (всего 17 типов, например, "call request" или "receiver ready").User data - данные верхнего уровня (только для информационных кадров)


Организация вирт. каналаОрганизация вирт. канала

Организация взаимодействия на сетевом уровне модели OSI/RM в сетях Х.25 возможна либо по заранее выделенному виртуальному каналу, либо по коммутируемому. Операция организации коммутируемого выделенного канала происходит также, как это делается в телефонии, только с использованием специальных пакетов.Маршрутизация (коммутация) в сетях Х.25 идет на основании значений поля LCI - Logical Channel Identifier (всего 4096 виртуальных каналов в каждом узле).

Телефонная сеть Пакетная сеть X.25

набор номера отправка пакета "Call request"

звонок телефона на удаленной стороне получение пакета "Call request"

снятие трубки на удаленной стороне отправка пакета "Call accepted"

слышим "Алло" получение пакета "Call accepted"

нет возможности ответить на звонок отправка "Clear request"

"занято" получение "Clear indication"

кладем трубку отправка "Clear confirmation"


Адресация в Х.25Адресация в Х.25

На этапе установления виртуального соединения DTE формирует пакет вызова, в котором используется система глобальных адресов (интернациональных номеров).

DNIC (4 разряда) NTN (до 10 десятичных разрядов)

DNIC (Data Network Identification Code) - код сети (страны), состоит из 3х разрядов идентификатора страны и 1 разряда номера сети.NTN (National Terminal Number) - номер терминала в сети (присваивается устройству PAD)


Характеристики Характеристики ISDNISDN

Integrated Services Digital Network (сеть с интегрированными цифровыми услугами) предназначена для одновременной передачи голоса, данных, видео и др. вида трафиков.

Региональная сеть с коммутацией каналов (физических соединений).

Сети ISDN начали развиваться в 1987 году (1995 - год выпуска стандарта).

Стандарт ISDN описывает взаимодействие на физическом, канальном и сетевом уровнях.

Данные передаются по телефонным проводам.Возможность содержать на одной ISDN-линии до восьми

аппаратов с индивидуальным номером.


Схема подключения по Схема подключения по ISDNISDN

TE1 - terminal equipment (оконечное оборудование), ТЕ-2 - не ISDN, нужен адаптер ТА.NT1 - устройство разделения общедоступных коммутируемых сетей.NT2 - абонентское коммутационное оборудование, например, внутренняя АТС.Иногда все устройства TE1, NT2, NT1 совмещены в одном модеме.Точка U - телефонный кабель.Точка S - две витых пары, разъем RJ-45 (раздельные пары прием-передача).

S U

ISDN


Услуги Услуги ISDNISDN

Услуги ISDNBasic Rate Interface (BRI) - 2 В-канала (по 64 Kb/сек) и один D-канал (16 Kb/сек) (2B+D).Primary Rate Interface (PRI) (база - сети PDH)Европа: 30 В-каналов и один 64 Kb/сек D-канал и общая скорость интерфейса 2.048 Mb/сек (канал Е1).Америка: 23 В-каналов и один 64 Kb/сек D-канал и общая скорость интерфейса 1.544 Mb/сек (канал Т1).

ISDN позволяет устанавливать ширину канала с кратностью в 64кбит/с. Например, для оцифрованного видео возможно использовать канал Н0 = 384кбит/с (6 В-каналов).D-канал отвечает за установку, сопровождение и завершение соединений. На канальном уровне существует стек протоколов для управления потоком кадров.


Физ. уровень Физ. уровень ISDNISDN ( (BRI)BRI)

Физический уровень. Точка S.Кадр состоит из 48 бит и передается с частотой 4 кГц (период повторения 250 мсек). В состав кадров входят 32 бит(4х8) данных, которые передаются в В-каналах интерфейса BRI эти байты обозначаются В1 и В2 и 4 бита канальной сигнализации, которые обозначаются D. Остальные биты (12) используются в целях контроля, синхронизации, подтверждения и т.д.

Физический уровень. Точка U.Для обеспечения требуемой дальности передачи используется линейное кодирование данных по алгоритму 2B1Q (2 бита - один квартет). Данные через точку сопряжения U передаются в виде кадров длиной 240 бит. Восемь кадров образуют суперкадр. 216 бит кадра используются для передачи собственно каналов полезной нагрузки (12 комплектов по 20 байт (2B+D)). Первые 18 бит кадра используются для передачи синхронизирующего слова. Завершающие 6 бит кадра называются М-биты и используются для формирования технологического канала и передачи сигналов обрамления суперкадра.


Канальный уровень Канальный уровень ISDNISDN

Канальный уровень в ISDN представлен протоколом LAPD (Link Access Procedure, D-channel), аналогичным по функциональному назначению LAPB (контроль ошибок, подтверждение приема по D-каналу).

Flag (1) Address (2) Control (1) Data FCS (2) Flag (1)

Flag - байт 01111110.Address - (1 или 2 байта) указатель того, команда это или ответ на нее, а также указывает номер приложения верхнего уровня (Service Access Point Identifier). Использование различных SAPI дает возможность передавать звук и данные ЛВС одновременно.Control - (1 байт) уточняет тип кадра (информационный, управляющий (для управления потоком) или ненумерованный (для разрыва и установления соединения, согласования параметров линии…)).Data - данные верхнего уровня.FCS - (2 байта).


Сетевой уровень Сетевой уровень ISDNISDN

На сетевом уровне в соответствие с разными способами организации логического канала связи (выделенный канал, пакетная коммутация, коммутация каналов) специфицирован набор служебных сообщений, например, "установить связь", "прервать", "соединение установлено", "состояние линии" и т.д.При установлении соединения также может запрашиваться скорость передачи данных запрашиваемого вызова


Применение Применение ISDNISDN

Интернет

Маршрутизатор

Ethernet хаб

ISDN NTISDN

коммутатор

Маршру-тизаторпровай-

дера

ГородскаяАТС офис

Чаще всего для ISDN связи используются выделенные каналы. Вместо них могут применяться любые цифровые DSL модемы, например, ADSL (Asymmetric Digital Subsriber Line).Скорость доступа в Интернет будет определяться каналом с минимальной пропускной способностью (чаще всего "последней милей", т.е. оконечным оборудованием ISDN).


Сети Сети Frame RelayFrame Relay

Массовое внедрение оптоволокна в качестве среды передачи привело к резкому снижению аппаратных ошибок связи (с 10-5 до 10-9). Необходимость в гарантированной доставке данных на канальном уровне отпала.Сети Frame Relay (передача кадров с задержкой) являются логическим продолжением сетей Х.25 и ISDN. Для увеличения скорости были убраны часть процедур канального уровня, связанные с контролем ошибок, подтверждением переданных данных.В сетях Frame Relay (отсутствует сетевой уровень) кадры просто передаются от узла к узлу на основании чтения заголовочной части кадров, с ними не производится никаких действий.К тому же коммутатор Frame Relay имеет право игнорировать отдельные кадры в период перегрузок (специальный бит пометки в заголовке кадра).В качестве транспортной подсистемы в сетях Frame Relay могут использоваться каналы цифровой передачи PDH.


Связь в Связь в Frame RelayFrame Relay

DTE

Всем виртуальным каналам в сетях Frame Relay приписаны идентификаторы DLCI (10 битовый Data-Link Connection Identifier, соответствующее поле в заголовке каждого пакета), которые выдаются на этапе установления соединения. В сети WAN может существовать несколько каналов с одним и тем же DLCI.

DLCI

22

18

64

DLCI

31

64

81

DTE

DTEсеть Frame Relay


Применение Применение Frame RelayFrame Relay

Применение FR: передача оцифрованных речевых сигналов, данных, факсов благодаря возможности установлению заранее согласованной с провайдером гарантированной пропускной способности логического канала, а также поддержки кадра переменной длины и статистического мультиплексирования (защита от перегрузок).

Расширение LMI позволяет ввести в FR систему глобальной адресации, широковещание и сообщения о состоянии виртуальных каналов.


Сравнение Х.25, Сравнение Х.25, ISDN, FRISDN, FR

Технология Frame Relay была разработана в начале 1980-х для использования в сетях ISDN и для динамического разделения ресурсов физического канала между пользовательскими процессами передачи данных.

Параметр ISDN X.25 Frame relay

выделение фиксированной полосы под вызов

+

виртуальные каналы + +

высокая степень готовности + +

малая величина задержки + +

высокая эффективность использования канала

+

использование в сетях WAN + + +

низкая стоимость передачи трафика +

Documents

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004