Библиографическая справка

Название сети Integrated Services Digital Network (ISDN) (Цифровая

сеть с интегрированными услугами) относится к набору цифровых услуг,

которые становятся доступными для конечных пользователей. ISDN

предполагает оцифровывание телефонной сети для того, чтобы

голос, информация, текст, графические изображения, музыка,

видеосигналы и другие материальные источники могли быть переданы

коанечныму пользователю по имеющимся телефонным проводам и получены

им из одного терминала конечного пользователя. Сторонники ISDN

рисуют картину сети мирового масштаба, во многом похожую на

сегодняшнюю телефонную сеть, за тем исключеним, что в ней

используется передача цирфрового сигнала и появляются новые

разнообразные услуги.

ISDN является попыткой стандартизировать абонентские услуги,

интерфейсы пользователь/сеть и сетевые и межсетевые возможности.

Стандартизация абонентских услуг является попыткой гарантировать

уровень совместимости в международном масштабе. Стандартизация

интерфейса пользователь/сеть стимулирует разработку и сбыт на рынке

этих интерфейсов изготовителями, являющимися третьей участвующей

стороной. Стандартизация сетевых и межсетевых возможностей

помогает в достижении цели возможного об'единения в мировом

масштабе путем обеспечения легкости связи сетей ISDN друг с

другом.

Применения ISDN включают быстродействующие системы обработки

изображений (такие, как факсимиле Group 1V), дополнительные

телефонные линии в домах для обслуживания индустрии дистанционного

доступа, высокоскоростную передачу файлов и проведение видео

конференций. Передача голоса несомненно станет популярной прикладной

программой для ISDN.

Многие коммерческие сети связи начинают предлагать ISDN по ценам

ниже тарифных. В Северной Америке коммерческие сети связи с

коммутатором локальных сетей (Local-exchange carrier) (LEC)

начинают обеспечивать услуги ISDN в качестве альтернативы

соединениям Т1, которые в настоящее время выполняюут большую

часть услуг "глобальной телефонной службы" (WATS) (wide-area

telephone service).

Компоненты ISDN

В число компонентов ISDN входят терминалы, терминальные адаптеры

(ТА), устройства завершения работы сети, оборудование завершения

работы линии и оборудование завершения коммутации. Имеется два

типа терминалов ISDN. Специализированные терминалы ISDN называются

"терминальным оборудованием типа 1" (terminal equipment type 1)

(TE1). Терминалы, разрабатывавшиеся не для ISDN, такие, как

DTE, которые появились раньше стандартов ISDN, называются

"терминальным оборудованием типа 2" (terminal equipment type 2)

(TE2). Терминалы ТЕ1 подключают к сети ISDN через цифровую линию

связи из четырех скрученных пар проводов. Терминалы ТЕ2 подключают к

сети ISDN через терминальный адаптер. Teрминальный адаптер (ТА) ISDN

может быть либо автономным устройством, либо платой внутри ТЕ2.

Если ТЕ2 реализован как автономное устройств, то он подключает к ТА

через стандартный интерфейс физического уровня (например, EIA232,

V.24 или V.35).

Следующей точкой соединения в сети ISDN, расположенной за пределами

устройств ТЕ1 и ТЕ2, является NT1 или NT2. Это устройства

завершения работы сети, которые подключают четырехпроводной

абонентский монтаж к традиционному контуру двухпроводной локальной

сети. В Северной Америке NT1 является устройством "оборудования посылок

заказчика" (customer premises equipment) (CPE). В большинстве других

частей света NT1 является частью сети, обеспечиваемой коммерческими

сетями связи. NT2 является более сложным устройством, которое

обычно применяется в "частных цифровых телефонных станциях с

выходом в общую сеть" (PBX), и выполняет функции протоколов

Уровней 2 и 3 и услуги по концентрации данных. Существует также

устройство NT1/2; это отдельное устройство, которое сочетает

функции NT1 и NT2.

В ISDN задано определенное число контрольных точек. Эти контрольные

точки определяют логические интерфейсы между функциональными

группировками, такими, как ТА и NТ1. Контрольными точками ISDN

являются точки "R" (контрольная точка между неспециализированным

оборудованием ISDN и ТА), "S" (контрольная точка между терминалами

пользователя и NT2), "Т" (контрольная точка между устройствами

NT1 и NT2) и "U" ( контрольная точка между устройствами NT1 и

оборудованием завершения работы линии в коммерческих сетях связи).

Контрольная точка "U" имеет отношение только к Северной Америке,

где функция NT1 не обеспечивается коммерческими сетями связи.

На Рис. 11-1 показан "Образец конфигурации ISDN". Нa рисунке

изображены три устройства, подключенные к коммутатору ISDN ,

находящемуся на центральной станции. Два из этих устройства

совместимы с ISDN, поэтому их можно подключить к устройствам NT2

через контрольную точку "S". Третье устройство (стандартный,

не специализированный для ISDN тeлефон) подключается к ТА через

контрольную точку "R". Любое из этих устройств может быть также

подключено к устройству NT1/2, которое заменяет оба устройства-

NТ1 и NT2. Аналогичные станции пользователей (не показанные на

рисунке) подключены к самому правому переключателю ISDN.

Форматы блока данных физическoго уровня

Форматы блока данных физическoго уровня (Уровень 1) ISDN различаются

в зависимости от того, является блок данных отправляемым за пределы

терминала (из терминала в сеть) или входящим в пределы терминала

(из сети в терминал). Оба вида блока данных физического уровня

показаны на Рис. 11-2 "Форматы блоков данных физического уровня ISDN".

Длина блоков данных равна 48 битам, из которых 36 бит

представляют информацию. Биты "F" обеспечивают синхронизацию. Биты

"L" регулируют среднее значение бита. Биты "Е" используются для

решения конфликтной ситуации, когда несколько терминалов на какой-

нибудь пассивной шине претендуют на один канал. Бит "А"" активирует

усройства. Биты "S" ещe не получили назначения. Биты "В1", "В2" и

"D" предназначены для данных пользователя.



Физически к одной цепи может быть подключено множество устройств

пользователей ISDN. Для такой конфигурации столкновения могут быть

результатом одновременной передачи двух терминалов. Поэтому ISDN

предусматривает средства для определения конфликтов в канале

связи. При получении устройством NT бита D из ТЕ оно отражает этот

бит эхо-сигналом обратно в соседнюю позицию Е-бита. ТЕ ожидает, что

соседний Е бит должен быть тем же самым, что и бит D, который он

передал в последней передаче.

Терминалы не могут передавать в D-канал до тех пор, пока они не

распознают специфичное число единиц (указывающих на "отсутствие

сигнала"), соответствующее заранее установленному приоритету. Если

устройство ТЕ обнаруживает какой-либо бит в канале с эхо-сигналом

(Е), отличающимся от его битов D, oнo должно немедленно прекратить

передачу. Этот простой прием является гарантией того, что одновременно

только один терминал может передавать свои D-сообщения. После

успешной передачи D-сообщения приоритет этого терминала становится

более низким, что обеспечивается путем пред'явления ему требования

до передачи детектировать большее число последовательных единиц.

Приоретет у терминалов может не повыситься до тех пор, пока все

другие устройства на этой линии не получат возможность отправить

D-сообщение. Телефонные связи имеют более высокий приоритет, чем

все другие службы, а информация обмена сигналами имеет более высокий

приоритет, чем несигнализирующая информация.



Уровнем 2 протокола обмена сигналами ISDN является Link Access

Procedure, D channel (Процедура доступа к каналу связи, D-канал),

известная также как LAРD. LAPD аналогична "Управлению каналом передачи

данных высокого уровня" (HDLC) и "Процедуре доступа к каналу связи,

сбалансированной" (LAPB) (смотри Главу 12

"" и

Главу 13 "",

где дается более подробная информация об этих

протоколах). Как видно из раскрытия его акронима, LAPD используется

в D-канале для того, чтобы обеспечить поток и соответствующий прием

управляющей и сигнализирующей информации. Формат блока

данных LAPD (смотри Рис. 11-3) очень похож на формат HDLC; также,

как НDLC, LAPD использует блок данных супервизора, информационный и

и непронумерованный блоки данных. Протокол LAPD формально определен

в CCITT Q.920 и SSITT Q.921.



Поля "флаг" (flag) и "управление" (control)

LAPD идентичны этим

полям у HDLC. Длина поля "адрес" LAPD может составлять один или

два байта. Если в первом байте задан бит расширенного адреса (ЕА),

то адрес состоит из одного байта; если он не задан, то адрес состоит

из двух байтов. Первый байт адресного поля содержит servise access

point identifier (SAPI) (идентификатор точки доступа к услугам),

который идентифицирует главный вход, в котором услуги LAPD

обеспечиваются Уровню 3. Бит C/R указывает, содержит ли блок

данных команду или ответный сигнал. Поле "идентификатора конечной

точки терминала" (terminal end-point identifier) (TEI)

указывает,

является ли терминал единственным или их много. Этот идентификатор

является единственным из перечисленных выше, который указывает на

широковещание.



Для передачи сигналов ISDN используются две спецификации Уровня 3:

CCITT 1.450 (известная также как CCITT Q.930) и CCITT 1.451

(известная также как SSITT Q.931). Вместе оба этих протокола

обеспечивают соединения пользователь-пользователь, соединения с

коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. В них определены

разнообразные сообщения по организации и завершению обращения,

информационные и смешанные сообщения, в том числе SETUP

(УСТАНОВКА), CONNECT (ПОДКЛЮЧАТЬ), RELEASE (ОТКЛЮЧЕНИЕ),

USER INFORMATION (ИНФОРМАЦИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ), CANCEL (ОТМЕНА),

STATUS (СОСТОЯНИЕ) и DISCONNECT (РАЗ'ЕДИНЯТЬ). Эти сообщения

функционально схожи с сообщениями, которые обеспечивает протокол

Х.25 (более подробно смотри в Главе 13 ).

На рис.11-4, взятом из спецификации CCITT 1.451, показаны типичные стадии

обращения с коммутацией каналов ISDN.



[]

[]

[]

Услуги ISDN

Услуги "Интерфейса базовой скорости" (Basic Rate Interface) (BRI),

обеспечиваемые ISDN, предлагают два В-канала и один D-канал (2B+D).

Обслуживание В-каналом BRI осуществляется со скоростью 64 Kb/сек; оно

предназначено для переноса управляющей информации и информации

сигнализации, хотя при определенных обстоятельствах может поддерживать

передачу информации пользователя. Протокол обмена сигналами D-канала

включает Уровни 1-3 эталонной модели OSI. BRI обеспечивает также

управление разметкой и другие непроизводительные операции, при этом

общая скорость передачи битов доходит до 192 Kb/сек. Спецификацией

физического уровня BRI является ССIТТ 1.430.

Услуги "Интерфейса первичной скорости" ISDN (Primary Rate Interface)

(PRI) предлагают 23 В-канала и один D-канал в Северной Америке и

Японии, обеспечивающие общую скорость передачи битов 1.544 Mb/сек

(канал-D PRI работает на скорости 64 Kb/сек). PRI ISDN в Европе,

Австралии и других частях света обеспечивает 30 В-каналов и

один 64 Kb/сек D-канал и общую скорость интерфейса 2.048 Mb/сек.

Спецификацией физического уровня PRI является CCITT 1.431.

Библиографическая справка

IBM разработала протокол Synchronous Data-Link Control (SDLC)

(Управление синхронным каналом передачи данных) в середине 1970 гг.

для применения в окружениях Systems Network Architecture (SNA)

(Архитектура системных сетей). SDLC был первым из протоколов

канального уровня нового важного направления, базирующегося на

синхронном бит-ориентированном режиме работы. По сравнению с

синхронным, ориентированным по символам (например, Bisynk

фирмы IBM) и синхронным, с организацией счета байтов (например,

Digital Data Communications Message Protocol - Протокол Сообщений

Цифровой Связи) протоколами, бит-ориентированные синхронные протоколы

являются более эффективными и гибкими, и очень часто более

быстродействующими.

После разработки SDLC компания IBM представила его на рассмотрение

в различные комитеты по стандартам. Международная Организация по

Стандартизации (ISO) модифицировала SDLC с целью разработки

протокола HDLC (Управление каналом связи высокого уровня).

Впоследствии Международный консультативный комитет по телеграфии и

телефонии (CCITT) модифицировал HDLC с целью создания "Процедуры

доступа к каналу" (LAP), а затем "Процедуры доступа к каналу,

сбалансированной" (LAPB). Институт инженеров по электротехнике и

радиоэлектронике (IEEE) модифицировал HDLC , чтобы разработать

IEEE 802.2. Kaждый из этих протоколов играет важную роль в своей

области. SDLC остается основным протоколом канального уровня SNA

для каналов глобальных сетей.

Форматы блока данных

Формат блока данных SDLC представлен на Рис. 12-1.

Как видно из рисунка, блоки данных SDLC ограничены уникальной

структурой "флага" (flag). Поле "адрес" (address)

всегда содержит адрес

вторичного узла, задействованного в текущей связи. Т.к. первичный

узел является либо источником связи, либо пунктом назначения, нет

необходимости включать его адрес - он заранее известен всем

вторичным узлам.

"Управляющее" (control) поле использует три разных формата в

зависимости от использованного типа блока данных SDLC. Описание

трех типов блока данных SDLC дается ниже в следующем перечне:

Информационные блоки данных (Information (I) frames).

Эти блоки

данных содержат информацию высших уровней и определенную

управляющую информацию (необходимую для работы с полным

дублированием). Номера последовательностей отправки и приема

и бит "опроса последнего" (P/F) выполняют функции управления

потоком информации и неисправностями. Номер последовательности

отправки (send sequence number) относится к номеру блока

данных,

который должен быть отправлен следующим. Номер последовательности

приема (receive sequence number) обеспечивает номер блока

данных,

который должен быть принят следующим. При полностью дублированном

диалоге как отправитель, так и получатель хранят номера

последовательностей отправки и приема. Первичный узел использует

бит P/F, чтобы сообщить вторичному узлу, требует он от него

немедленно ответного сигнала или нет. Вторичный узел использует

этот бит для того, чтобы сообщить первичному, является текущий блок

данных последним или нет в текущей ответной реакции данного

вторичного узла.

Блоки данных супервизора (Supervisory (S) frames).

Эти блоки

данных обеспечивают управляющую информацию. У них нет

информационного поля. Блоки данных супервизора запрашивают и

приостанавливают передачу, сообщают о состоянии и подтверждают

прием блоков данных "I".

Непронумерованные блоки банных (Unnumbered (U) frames).

Как

видно из названия, эти блоки данных неупорядочены. Они могут

иметь информационное поле. Блоки данных "U" используются для

управляющих целей. Например, они могут определять одно- или

двубайтовое поле управления, инициализировать вторичные узлы и

выполнять другие аналогичные функции.

Последовательность проверки блока данных (frame check sequence)

(FCS) предшествует ограничителю завершающего флага. FCS обычно

является остатком расчета "проверки при помощи циклического

избыточного кода" (cyclic redundency check) (CRC). Расчет CRC

выполняется повторно получателем. Если результат отличается от

значения, содержащегося в блоке данных отправителя, считается,

что имеет место ошибка.

Типичная конфигурация сети, базирующейся на SDLC, представлена на

Рис. 12-2. Как показано на рисунке, контроллер организации связи

IBM (раньше называвшийся групповым контроллером) на отдаленном

пункте подключен к "немым" терминалам и к сети Token Ring. На

местном вычислительном центре главная вычислительная машина IBM

подключена (через оборудование подключения каналов) к фронтальному

процессору (FEP), который может также иметь связи с местными

локальными сетями Token Ring и стержнем SNA. Оба пункта соединены

с помощью арендуемой, базирующейся на SDLC, 56-Kb/сек линии.

HDLC

Формат блока данных HDLC такой же, как у SDLC; поля HDLC обеспечивают

те же функциональные возможности, что и соответствующие поля SDLC.

Кроме того, также, как и SDLC, HDLC обеспечивает синхронный режим

работы с полным дублированием.

HDLC имеет несколько незначительных отличий от SDLC. Во-первых, HDLC

имеет вариант для 32-х битовых контрольных сумм. Во-вторых, в отличие

от SDLC, HDLC не обеспечивает конфигурации "loop" и "hub go-ahead".

Главным различием между HDLC и SDLC является то, что SDLC обеспечивает

только один режим передачи, в то время как HDLC обеспечивает три.

HDLC обеспечивает следующие три режима передачи:

Режим нормальной ответной реакции (NRM)

SDLC также использует этот

режим. В этом режиме вторичные узлы не могут иметь связи с первичным

узлом до тех пор, пока первичный узел не даст разрешения.

Режим асинхронной ответной реакции (ARM)

Этот режим передачи

позволяет вторичным узлам инициировать связь с первичным узлом без

получения разрешения.

Асинхронный сбалансированный режим (ABM)

В режиме АВМ появляется

"комбинированный" узел, который, в зависимости от ситуации, может

действовать как первичный или как вторичный узел. Все связи режима

АВМ имеют место между множеством комбинированных узлов. В

окружениях АВМ любая комбинированная станция может инициировать

передачу данных без получения разрешения от каких-либо других

станций.

часто называют Logical Link

IEEE 802. 2 часто называют Logical Link Control (LLC) (Управление

логическим каналом связи). Он чрезвычайно популярен в окружениях

LAN, где он взаимодействует с такими протоколами, как IEEE 802.3,

IEEE 802.4 и IEEE 802.5.

IEEE 802.2 предлагает три типа услуг. Тип 1 обеспечивает услуги

без установления соединения и подтверждения о приеме. Тип 2

обеспечивает услуги с установлением соединения. Тип 3 обеспечивает

услуги без установления соединения с подтверждением о приеме.

Являясь обслуживанием без установления соединения и подтверждения о

приеме, Тип 1 LLC не подтверждает передачу данных. Т.к. большое

число протоколов верхнего уровня, таких как Transmissin Control

Protocol/ Internet Protocol (ТCP/IP), обеспечивают надежную

передачу информации, которая может компенсировать недостаточную

надежность протоколов низших уровней, Тип 1 является широко

используемой услугой.

Обслуживание Типа 2 LLC (часто называемое LLC2) организует виртуальные

цепи между отправителем и получателем и, следовательно, является

обслуживанием с установлением соединения. LLC2 подтверждает получение

информации; оно используется в системах связи IBM.

Обеспечивая передачу данных с подтверждением, обслуживание Типа 3 LLC

не организует виртуальных цепей. Являясь компромиссом между двумя

другими услугами LLC, Тип 3 LLC бывает полезным в окружениях фабричных

автоматизированных систем, где обнаружение ошибок очень важно, однако

область памяти контекста (для виртуальных цепей) чрезвычайно ограничена.

Конечные станции могут обеспечить множество типов услуг LLC.

Устройство Класса 1 обеспечивает только услуги Типа 1. Устройство

Класса II обеспечивает как услуги Типа 1, так и услуги Типа 2.

Устройства Класса III обеспечивает услуги Типа 1 и Типа 3, в то

время как устройства Класса IV обеспечивают все три типа услуг.

Процессы высших уровней используют услуги IEEE 802.2 через "точки

доступа к услугам" (SAP). Заголовок IEEE 802.2 начинается с поля

"точки доступа к услугам пункта назначения" (DSAP), которое

идентифицирует принимающий процесс высшего уровня. Другими словами,

после того, как реализация IEEE 802.2 принимающего узла завершит

свою обработку, процесс высшего уровня, идентифицированный в

поле DSAP, принимает оставшиеся данные. За адресом DSAP следует

адрес "точки доступа к услугам источника" (SSAP), который

идентифицирует передающий процесс высшего уровня.

[]

[]

[]

LAPB

LAPB является наиболее популярным протоколом благодаря тому, что он

входит в комплект протоколов Х.25. Формат и типы блока данных, а

также функции поля у LAPB те же самые, что у SDLC и HDLC. Однако

в отличие от любого из этих двух протоколов, LAPB обеспечивает только

один режим передачи ABM, поэтому он подходит только для

комбинированных станций. Кроме того, цепи LAPB могут быть организованы

либо терминальным оборудованием (DTE), либо оборудованием

завершения действия информационной цепи (DCE). Станция, инициирующая

обращение, определяется как первичная, в то время как реагирующая

станция считается вторичной. И наконец, использование протоколом LAPB

бита P/F несколько отличается от его использования другими

протоколами. Подробности смотри в Главе 13

.

Основы технологии

SDLC поддерживает разнообразные типы соединений и топологий. Он может

применяться в сетях с двухточечными (непосредственными) и

многоточечными связями, со связанным и несвязанным носителем, с

полностью и наполовину дублированными средствами передачи, с

коммутацией цепей и коммутацией пакетов.

SDLC идентифицирует два типа сетевых узлов:

Первичный

Управляет работой других станций (называемых вторичными).

Первичный узел опрашивает вторичные в заранее заданном порядке. После

этого вторичные узлы могут передавать, если у них имеются исходящие

данные. Первичный узел также устанавливает каналы и завершает их

работу, и управляет каналом во время его функционирования.

Вторичные

Управляются первичным узлом. Вторичные узлы могут только

отсылать информацию в первичный узел, но не могут делать этого без

получения разрешения от первичного узла.

Первичные и вторичные узды SDLC могут быть соединены в соответствии со

следующими четырьмя основными конфигурациями:

Point-to-point (двухточечная).

Предполагает только два узла:

один первичный и один вторичный.

Multipoint (многоточечная).

Включает в себя один первичный и

множество вторичных узлов.

Loop (контур).

Подразумевает топологию контура, когда первичный

узел соединяется с первым и последним вторичными узлами.

Промежуточные вторичные узлы, отвечая на запросы первичного узла,

передают сообщения друг через друга.

Hub go-ahead (готовый вперед).

Предполагает наличие входного и

выходного каналов. Первичный узел использует выходной канал для

связи со вторичными узлами. Вторичные узлы используют входной

канал для связи в первичным. Входной канал соединяется с

первичным узлом через каждый вторичный по схеме гирляндной цепи.

Производные протоколы

Несмотря на то, что в HDLC не вoшли несколько характеристик,

используемых в SDLC, он повсеместно считается некой

суперразновидностью SDLC, совместимой с ним. LAP считается

подразновидностью HDLC. LAPB был разработан, чтобы обеспечить

продолжение совместимости с HDLC, который был изменен в начале 1980 гг.

IEEE 802.2 является модификацией HDLC для окружений LAN.

Библиографическая справка

В середине-конце 1970 гг. потребовался определенный набор протоколов,

чтобы обеспечить пользователям связность глобальной сети с

общедоступными сетями передачи данных (PDN). Сети PDN, такие как

TELENET и TYMNET, добились замечательного успеха, однако было ясно,

что стандартизация протоколов еще больше увеличит число абонентов PDN

за счет возросшей совместимости оборудования и более низких цен.

Результатом последующих усилий по разработке в этом направлении была

группа протоколов, самым популярным из которых является Х.25.

Протокол Х.25 (официально называемый CCITT Recommendation X.25 -

"Рекомендация "Х.25 CCITT) был разработан компаниями общественных

линий связи (в основном телефонными компаниями), а не каким-то

отдельным коммерческим предприятием. Поэтому спецификация разработана

так, чтобы обеспечить хорошую работоспособность независимо от типа

системы пользователя или изготовителя. Пользователи заключают контракты

с общедоступными сетями передачи данных, чтобы пользоваться их

сетями с коммутацией пакетов (PSN), и им пред'является счет в

зависимости от времени пользования PDN. Предлагаемые услуги (и

взимаемая плата) регулируются Федеральной Комиссией по Связи (FCC).

Oдним из уникальных свойств Х.25 является его международный

характер. Х.25 и связанными с ним протоколами управляет

одно из агентств Организации Об'единненых Наций, называемое

"Международный Союз по Телекоммуникациям (ITU). Комитет ITU,

ответственный за передачу голоса и данных, называется Международным

консультативным комитетом по телеграфии и телефонии (CCITT).

Членами CCITT являются FCC, Европейские PTT, общедоступные сети

передачи данных и множество компаний, занимающихся компьютерами и

передачей данных. То, что Х.25 стал стандартом подлинно глобального

значения, является прямым следствием присущих ему свойств.

Формат блока данных

Блок данных Х.25 состоит из последовательности полей, показанной на

Рис. 13-3. Поля Х.25 Уровня 3 образуют пакет Х.25; они состоят из

заголовка и данных пользователя. Поля Х.25 Уровня 2 (LAPB) включают

в себя поле управления уровнем блока данных и поле адресации,

встроенный пакет Уровня 2 и проверочную последовательность блока

данных (FCS).

Основы технологии

Х.25 определяет характеристики телефонной сети для передачи данных.

Чтобы начать связь, один компьютер обращается к другому с запросом

о сеансе связи. Вызванный компьютер может принять или отклонить связь.

Если вызов принят, то обе системы могут начать передачу информации с

полным дублированием. Любая сторoнa может в любой момент прекратить

связь.

Спецификация Х.25 определяет двухточечное взаимодействие между

терминальным оборудованием (DTE) и оборудованием завершения действия

информационной цепи (DCE). Устройства DTE (терминалы и главные

вычислительные машины в аппаратуре пользователя) подключаются к

устройствам DCE (модемы, коммутаторы пакетов и другие порты в сеть PDN,

обычно расположенные в аппаратуре этой сети), которые соединяются с

"коммутаторами переключения пакетов" (packet switching exchange)

(PSE или просто switches) и другими DCE внутри PSN и, наконец, к

другому устройству DTE. Взаимоотношения между об'ектами сети Х.25

показаны на Рис. 13-1.

DTE может быть терминалом, который не полностью реализует все

функциональные возможности Х.25. Такие DTE подключаются к DCE через

трансляционное устройство, называемое пакетный ассемблер/дизассемблер

- packet assembler/disassembler -

(РAD). Действие интерфейса терминал/PAD, услуги, предлагаемые

PAD и взаимодействие между PAD и главной вычислительной машиной

определены соответственно CCITT Recommendations X.28, X3 и Х.29.

Спецификация Х.25 составляет схемы Уровней 1-3 эталонной модели OSI.

Уровень 3 Х.25 описывает форматы пакетов и процедуры обмена пакетами

между равноправными об'ектами Уровня 3. Уровень 2 Х.25 реализован

Протоколом Link Access Procedure, Balanced (LAPB). LAPB определяет

кадрирование пакетов для звена DTE/DCE. Уровень 1 Х.25 определяет

электрические и механические процедуры активации и дезактивации

физической среды, соединяющей данные DTE и DCE. Это взаимоотношение

представлено на Рис. 13-2. Необходимо отметить, что на Уровни 2 и 3

также ссылаются как на стандарты ISO - ISO 7776 (LAPB) и ISO 8208

(пакетный уровень Х.25).



Сквозная передача между устройствами DTE выполняется через

двунаправленную связь, называемую виртуальной цепью. Виртуальные цепи

позволяют осуществлять связь между различными элементами сети через

любое число промежуточных узлов без назначения частей физической среды,

что является характерным для физических цепей. Виртуальные цепи могут

быть либо перманентными, либо коммутируемыми (временно). Перманентные

виртуальные цепи обычно называют PVC; переключаемые виртуальные цепи-

SVC. PVC обычно применяются для наиболее часто используемых передач

данных, в то время как SVC применяются для спорадических передач

данных. Уровень 3 Х.25 отвечает за сквозную передачу, включающую как

PVC, так и SVC.

После того, как виртуальная цепь организована, DTE отсылает пакет

на другой конец связи путем отправки его в DCE, используя

соответствующую виртуальную цепь. DCE просматривает номер виртуальной

цепи для определения маршрута этого пакета через сеть Х.25. Протокол

Уровня 3 Х.25 осуществляет мультиплексную передачу между всеми DTE,

которые обслуживает устройство DCE, расположенное в сети со стороны

пункта назначения, в результате чего пакет доставлен к DTE пункта

назначения.

использует протокол физического уровня

Уровень 1 Х. 25 использует протокол физического уровня Х.21 bis,

который примерно эквивалентен RS-232-С. Протокол X.21 bis является

производным от CCITT Recommendations V24 и V25, которые соответственно

идентифицируют цепи межобмена и характеристики электрических сигналов

интерфейса DTE/DCE. X.21 bis обеспечивает двухточечные связи, скорости

до 19.2 Кб/сек и синхронную передачу с полным дублированием через

четырех-проводной носитель. Максимальное расстояние между DTE и DCE

-15 метров.


Уровень 2 реализован протоколом LAPB. LAPB позволяет обеим сторонам

(DTE и DCE) инициировать связь друг с другом. В процессе передачи

информации LAPB контролирует, чтобы блоки данных поступали к

приемному устройству в правильной последовательности и без ошибок.

Также, как и аналогичные протоколы канального уровня, LAPB использует

три типа форматов блоков данных:

Информационный блок данных ( Information (I) frame ) .

Эти блоки данных содержат

информацию высших уровней и определенную управляющую информацию

(необходимую для работы с полным дублированием). Номера

последовательности отправки и приема и бит опроса конечного (P/F)

осуществляют управление информационным потоком и устранением

неисправностей. Номер последовательности отправки относится к номеру

текущего блока данных. Номер последовательности приема

фиксирует номер

блока данных, который должен быть принят следующим.

В диалоге с полным

дублированием как отправитель, так и получатель хранят номера

последовательности отправки и приема; она используется

для обнаружения

и устранения ошибок.

Блоки данных супервизора ( Supervisory (S) frames ) .

Эти блоки данных обеспечивают

управляющую информацию. У них нет информационного поля.

Блоки данных S

запрашивают и приостанавливают передачу, сообщают о

состоянии канала и

подтверждают прием блоков данных типа I.

Непронумерованные блоки данных ( Unnumbered (U) frames ).

Как видно из названия, эти блоки

данных непоследовательны. Они используются для управляющих целей.

Например, они могут инициировать связи , используя стандартную или

расширяемую организацию окон (modulo 8 versus 128), раз'единять канал,

сообщать об ошибках в протоколе, и выполнять другие аналогичные функции.

Блок данных LAPB представлен на Рис. 13-5.



Поле flag ограничивает блок данных LAPB.

Чтобы предотвратить появление

структуры флага в пределах внутренней части блока данных, используется

вставка битов.

Поле address указывает, что содержит блок данных-команду или ответный

сигнал.

Поле control обеспечивает дальнейшую квалификацию блоков данных и

блоков команд, а также указывает формат блока данных (U, I или S)),

функции блока данных (например, receiver ready - "получатель готов",

или disconnect - "отключение") и номер последовательности отправки/

приема.

Поле data содержит данные высших уровней. Его размер и формат

меняются в зависимости от типа пакета Уровня 3. Максимальная длина

этого поля устанавливается соглашением между администратором PSN и

абонентом во время оформления абонентства.

Поле FCS обеспечивает целостность передаваемых данных.



Заголовок Х.25 Уровня 3 образован из "идентификатора универсального

формата" - general format identifier - (GFI),

"идентификатора логического канала"- logical channel identifier -

(LCI) и

"идентификатора типа пакета"- packet type identifier - (PTI).

GFI представляет собой 4-х битовое

поле, которое указывает на универсальный формат заголовка пакета. LCI

представляет собой 12-битовое поле, которое идентифицирует виртуальную

цепь. Поле LCI является логически значимым в интерфейсе DTE/DCE.

Другими словами, для организации виртуальной цепи PDN соединяет два

логических канала, каждый из которых имеет независимый LCI, двумя

интерфейсами DTE/DCE. Поле PTI идентифицирует один из 17 типов пакетов

Х.25.

Поля адресации в пакетах установления обращения обеспечивают адреса

DTE источника и пункта назначения. Они используются для организации

виртуальных цепей, включающих передачу Х.25. Recommendation Х.121

CCITT определяет форматы адресов источника и пункта назначения.

Адреса Х.121 (называемые также International Data Numbers, или IDN)

имеют разную длину, которая может доходить до 14 десятичных знака.

Четвертый байт в пакете организации обращения определяет длину адресов

DTE источника и назначения. Первые четыре цифры IDN называются "код

идентификации сети" - data network identification code - (DNIC).

DNIC поделен на две части; первая часть

(3 цифры) определяет страну, где находится PSN, вторая часть определяет

саму PSN. Остальные цифры называются "номером национального терминала"

- national terminal number - (NTN);

они используются для идентификации определенного DTE в сети

PSN. Формат адреса Х.121 представлен на Рис. 13-4.



Поля адресации, образующие адрес Х.121, необходимы только при

использовании SVC, да и то только на время установления обращения.

После того, как вызов организован, PSN использует поле LCI заголовка

пакета данных для назначения конкретной виртуальную цепь отдаленному

DTE.

Х.25 Уровня 3 использует три рабочих процедуры организации виртуальной

цепи:

Установления обращения

Передача данных

Раз'единение вызова

Выполнение этих процедур зависит от использованного типа виртуальной

цепи. Для PVC Уровень 3 Х.25 всегда находится в режиме передачи данных,

т.к. цепь организована перманентно. Если применена SVC, то используются

все три процедуры.

Процедура передачи данных зависит от пакетов DATA. Х.25 Уровня 3

сегментирует и подвегает операции "обратный ассеблер" сообщения

пользователя, если длина их превышает максимальный размер пакета

для данной цепи. Каждому пакету DATA присваивается номер

последовательности, поэтому можнo управлять неисправностями и потоком

информации через интерфейс DTE/DCE.

Библиографическая справка

Frame Relay первоначально замышлялся как протокол для использования

в интерфейсах ISDN, и исходные предложения, представленные в CCITT

в 1984 г., преследовали эту цель. Была также предпринята работа над

Frame Relay в аккредитованном ANSI комитете по стандартам T1S1 в США.

Крупное событие в истории Frame Relay произошло в 1990 г., когда

Cisco Systems, StrataCom, Northern Telecom и Digital Equipment

Corporation образовали консорциум, чтобы сосредоточить усилия на

разработке технологии Frame Relay и ускорить появление изделий

Frame Relay, обеспечивающих взаимодействие сетей. Консорциум

разработал спецификацию, отвечающую требованиям базового протокола

Frame Relay, рассмотренного в T1S1 и CCITT; однако он расширил ее,

включив характеристики, обеспечивающие дополнительные возможности

для комплексных окружений межсетевого об'единения. Эти дополнения

к Frame Relay называют обобщенно local management interface (LMI)

(интерфейс управления локальной сетью).

Дополнения LMI

Помимо базовых функций передачи данных протокола Frame Relay,

спецификация консорциума Frame Relay включает дополнения LMI, которые

делают задачу поддержания крупных межсетей более легкой. Некоторые из

дополнений LMI называют "общими"; считается, что они могут быть

реализованы всеми, кто взял на вооружение эту спецификацию. Другие

функции LMI называют "факультативными". Ниже приводится следующая

краткая сводка о дополнениях LMI:

Сообщения о состоянии виртуальных цепей (общее дополнение).

Обеспечивает связь и синхронизацию между сетью и устройством

пользователя, периодически сообщая о существовании новых PVC и

ликвидации уже существующих PVC, и в большинстве случаев обеспечивая

информацию о целостности PVC. Сообщения о состоянии виртуальных цепей

предотвращают отправку информации в"черные дыры", т.е. через PVC,

которые больше не существуют.

Многопунктовая адресация (факультативное).

Позволяет отправителю

передавать один блок данных, но доставлять его через сеть нескольким

получателям. Таким образом, многопунктовая адресация обеспечивает

эффективную транспортировку сообщений протокола маршрутизации и

процедур резолюции адреса, которые обычно должны быть отосланы

одновременно во многие пункты назначения.

Глобальная адресация (факультативное).

Наделяет идентификаторы

связи глобальным, а не локальным значением, позволяя их использование

для идентификации определенного интерфейса с сетью Frame Relay.

Глобальная адресация делает сеть Frame Relay похожей на LAN в

терминах адресации; следовательно, протоколы резолюции адреса

действуют в Frame Relay точно также, как они работают в LAN.

Простое управление потоком данных (факультативное).

Обеспечивает

механизм управления потоком XON/XOFF, который применим ко всему

интерфейсу Frame Relay. Он предназначен для тех устройств, высшие

уровни которых не могут использовать биты уведомления о перегрузке

и которые нуждаются в определенном уровне управления потоком данных.

Формат сообщений LMI

В предыдущем разделе описан базовый формат протокола Frame Relay для

переноса блоков данных пользователя. Разработанная консорциумом

спецификация Frame Relay также включает процедуры LMI. Сообщения

LMI отправляются в блоках данных, которые характеризуются DLCI,

специфичным для LMI (определенным в спецификации консорциума как

DLCI=1023). Формат сообщений LMI представлен на Рис. 14-3.

В сообщениях LMI заголовок базового протокола такой же, как в

обычных блоках данных. Фактическое сообщение LMI начинается с четырех

мандатных байтов, за которыми следует переменное число информационных

элементов (IE). Формат и кодирование сообщений LMI базируются на

стандарте ANSI T1S1.

Первый из мандатных байтов (unnumbered information indicator-индикатор

непронумерованной информации) имеет тот же самый формат, что и

индикатор блока непронумерованной информации LAPB (UI) с битом P/F,

установленным на нуль. Подробная информация о LAPB дается в разделе

"Уровень 2" Главы 13 .

Следующий байт называют "дискриминатор

протокола" (protocol discriminator); он установлен на величину,

которая

указывает на "LMI". Третий мандатный байт (call reference-ссылка на

обращение) всегда заполнен нулями.

Последний мандатный байт является полем "типа сообщения" (message

type). Определены два типа сообщений. Сообщения "запрос о состоянии"

(status enquiry) позволяют устройствам пользователя делать запросы о

состоянии сети. Сообщения "состояние" (status) являются ответом на

сообщения-запросы о состоянии. Сообщения "продолжайте работать"

(keepalives) (посылаемые через линию связи для подтверждения того, что

обе стороны должны продолжать считать связь действующей) и сообщения

о состоянии PVC являются примерами таких сообщений; это общие свойства

LMI, которые должны быть частью любой реализации, соответствующей

спецификации консорциума.

Сообщения о состоянии и запросы о состоянии совместно обеспечивают

проверку целостности логического и физического каналов. Эта информация

является критичной для окружений маршрутизации, т.к. алгоритмы

маршрутизации принимают решения, которые базируются на целостности

канала.

За полем типа сообщений следуют несколько IЕ. Каждое IЕ состоит из

одно-байтового идентификатора IЕ, поля длины IЕ и одного или более

байтов, содержащих фактическую информацию.



Глобальная адресация



В дополнение к общим характеристикам LMI существуют несколько

факультативных дополнений LMI, которые чрезвычайно полезны в окружении

межсетевого об'единения. Первым важным факультативным дополнением LMI

является глобольная адресация. Как уже отмечалось раньше, базовая

(недополненная) спецификация Frame Relay обеспечивает только

значения поля DLCI, которые идентифицируют цепи PVC с локальным

значением. В этом случае отсутствуют адреса, которые идентифицируют

сетевые интерфейсы или узлы, подсоединенные к этим интерфейсам. Т.к.

эти адреса не существуют, они не могут быть обнаружены с помощью

традиционной техники обнаружения и резолюции адреса. Это означает,

что при нормальной адресации Frame Relay должны быть составлены

статистические карты, чтобы сообщать маршрутизаторам, какие DLCI

использовать для обнаружения отдаленного устройства и связанного с

ним межсетевого адреса.

Дополнение в виде глобальной адресации позволяет использовать

идентификаторы узлов. При использовании этого дополнения значения,

вставленные в поле DLCI блока данных, являются глобально значимыми

адресами индивидуальных устройств конечного пользователя (например,

маршрутизаторов). Реализация данного принципа представлена на Рис.14-4.



Необходимо отметить, что каждый интерфейс, изображенный на Рис.14-4,

имеет свой собственный идентификатор. Предположим, что Питтсбург

должен отправить блок данных в Сан Хосе. Идентификатором Сан Хосе

является число 12, поэтому Питттсбург помещает величину "12" в поле

DLCI и отправляет блок данных в сеть Frame Relay. В точке выхода

из сети содержимое поля DLSI изменяется сетью на 13, чтобы отразить

узел источника блока данных. Т.К. интерфейс каждого маршрутизатора имеет

индивидуальную величину, как у идентификатора его узла, отдельные

устройства могут быть различимы. Это обеспечивает адаптируемую

маршрутизацию в сложных окружениях.

Глобальная адресация обеспечивает значительные преимущества в

крупных комплексных об'единенных сетях, т.к. в этом случае

маршрутизаторы воспринимают сеть Frame Relay на ее периферии как

обычную LAN. Нет никакой необходимости изменять протоколы высших

уровней для того, чтобы использовать все преимущества, обеспечиваемые

их возможностями.

Форматы блока данных

Формат блока данных изображен на Рис. 14-1. Флаги ( flags )

ограничивают начало

и конец блока данных. За открывающими флагами следуют два байта

адресной ( address ) информации. 10 битов из этих двух

байтов составляют

идентификацию (ID) фактической цепи (называемую сокращенно DLCI от

"data link connection identifier").

Центром заголовка Frame Relay является 10-битовое значение DLCI.

Оно идентифицирует ту логическую связь, которая мультиплексируется

в физический канал. В базовом режиме адресации (т.е. не расширенном

дополнениями LMI), DLCI имеет логическое значение; это означает, что

конечные усторойства на двух противоположных концах связи могут

использовать различные DLCI для обращения к одной и той же связи. На

рис. 14-2 представлен пример использования DLCI при адресации в

соответствии с нерасширенным Frame Relay.

Рис. 14-2 предполагает наличие двух цепей PVC: одна между Aтлантой и

Лос-Анджелесом, и вторая между Сан Хосе и Питтсбургом. Лос Анджелес

может обращаться к своей PVC с Атлантой, используя DLCI=12, в то

время как Атланта обращается к этой же самой PVC, используя DLCI=82.

Аналогично, Сан Хосе может обращаться к своей PVC с Питтсбургом,

используя DLCI=62. Сеть использует внутренние патентованные

механизмы поддержания двух логически значимых идентификаторов PVC

различными.

В конце каждого байта DLCI находится бит расширенного адреса (ЕА).

Если этот бит единица, то текущий байт является последним байтом

DLCI. В настоящее время все реализации используют двубайтовый DLCI,

но присутствие битов ЕА означает, что может быть достигнуто соглашение

об использовании в будущем более длинных DLCI.

Бит C/R, следующий за самым значащим байтом DLCI, в настоящее время не

используется.

И наконец, три бита в двубайтовом DLCI являются полями, связанными

с управлением перегрузкой. Бит "Уведомления о явно выраженной

перегрузке в прямом направлении" (FECN) устанавливается сетью Frame

Relay в блоке данных для того, чтобы сообщить DTE, принимающему этот

блок данных, что на тракте от источника до места назначения имела место

перегрузка. Бит "Уведомления о явно выраженной прегрузке в обратном

направлении" (BECN) устанавливается сетью Frame Relay в блоках данных,

перемещающихся в направлении, противоположном тому, в котором

перемещаются блоки данных, встретившие перегруженный тракт. Суть этих

битов заключается в том, что показания FECN или BECN могут быть

продвинуты в какой-нибудь протокол высшего уровня, который может

предпринять соответствующие действия по управлению потоком. (Биты

FECN полезны для протоколов высших уровней, которые используют

управление потоком, контролируемым пользователем, в то время как

биты BECN являются значащими для тех протоколов, которые зависят от

управления потоком, контролируемым источником ("emitter-controlled").

Бит "приемлемости отбрасывания" (DE) устанавливается DTE, чтобы

сообщить сети Frame Relay о том, что какой-нибудь блок данных

имеет более низшее значение, чем другие блоки данных и должен быть

отвергнут раньше других блоков данных в том случае, если сеть начинает

испытывать недостаток в ресурсах. Т.е. он представляет собой очень

простой механизм приоритетов. Этот бит обычно устанавливается только

в том случае, когда сеть перегружена.

Групповая адресация (multicusting)

Другой ценной факультативной характеристикой LMI является

многопунктовая адресация. Группы многопунктовой адресации обозначаются

последовательностью из четырех зарезервированных значений DLCI (от

1019 до 1022). Блоки данных, отправляемые каким-либо устройством,

использующим один из этих зарезервированных DLCI, тиражирутся сетью

и отправляются во все выходные точки группы с данным обозначением.

Дополнение о многопунктовой адресации определяет также сообщения LMI,

которые уведомляют устройства пользователя о дополнении, ликвидации

и наличиии групп с многопунктовой адресацией.

В сетях, использующих преимущества динамической маршрутизации,

маршрутная информация должна обмениваться между большим числом

маршрутизаторов. Маршрутные сообщения могут быть эффективно отправлены

путем использования блоков данных с DLCI многопунктовой адресации. Это

обеспечивает отправку сообщений в конкретные группы маршрутизаторов.

Основы технологии

Frame Relay обеспечивает возможность передачи данных с коммутацией

пакетов через интерфейс между устройствами пользователя (например,

маршрутизаторами, мостами, главными вычислительными машинами) и

оборудованием сети (например, переключающими узлами). Устройства

пользователя часто называют терминальным оборудованием (DTE), в то

время как сетевое оборудование, которое обеспечивает согласование

с DTE, часто называют устройством завершения работы информационной

цепи (DCE). Сеть, обеспечивающая интерфейс Frame Relay, может быть

либо общедоступная сеть передачи данных и использованием несущей,

либо сеть с оборудованием, находящимся в частном владении, которая

обслуживает отдельное предприятие.

В роли сетевого интерфейса, Frame Relay является таким же типом

протокола, что и Х.25 (смотри Главу 13 ).

Однако Frame Relay

значительно отличается от Х.25 по своим функциональным возможностям

и по формату. В частности, Frame Relay является протоколом для линии

с большим потоком информации, обеспечивая более высокую

производительность и эффективность.

В роли интерфейса между оборудованием пользователя и сети, Frame Relay

обеспечивает средства для мультиплексирования большого числа логических

информационных диалогов (называемых виртуальными цепями) через один

физический канал передачи, которое выполняется с помощью статистики.

Это отличает его от систем, использующих только технику временного

мультиплексирования (TDM) для поддержания множества информационных

потоков. Статистическое мультиплексирование Frame Relay обеспечивает

более гибкое и эффективное использование доступной полосы пропускания.

Оно может использоваться без применения техники TDM или как

дополнительное средство для каналов, уже снабженных системами TDM.

Другой важной характеристикой Frame Relay является то, что она

использует новейшие достижения технологии передачи глобальных

сетей. Более ранние протоколы WAN, такие как Х.25, были разработаны

в то время, когда преобладали аналоговые системы передачи данных и

медные носители. Эти каналы передачи данных значительно менее надежны,

чем доступные сегодня каналы с волоконно-оптическим носителем и

цифровой передачей данных. В таких каналах передачи данных

протоколы канального уровня могут предшествовать требующим

значительных временных затрат алгоритмам исправления ошибок, оставляя

это для выполнения на более высоких уровнях протокола. Следовательно,

возможны большие производительность и эффективность без ущерба для

целостности информации. Именно эта цель преследовалась при разработке

Frame Relay. Он включает в себя алгоритм проверки при помощи

циклического избыточного кода (CRC) для обнаружения испорченных битов

(из-за чего данные могут быть отвергнуты), но в нем отсутствуют

какие-либо механизмы для корректирования испорченных данных

средствами протокола (например, путем повторной их передачи на данном

уровне протокола).

Другим различием между Frame Relay и Х.25 является отсутствие явно

выраженного управления потоком для каждой виртуальной цепи. В настоящее

время, когда большинство протоколов высших уровней эффективно выполняют

свои собственные алгоритмы управления потоком, необходимость в этой

функциональной возможности на канальном уровне уменьшилась. Таким

образом, Frame Relay не включает явно выраженных процедур управления

потоком, которые являются избыточными для этих процедур в высших

уровнях. Вместо этого предусмотрены очень простые механизмы

уведомления о перегрузках, позволяющие сети информировать какое-либо

устройство пользователя о том, что ресурсы сети находятся близко к

состоянию перегрузки. Такое уведомление может предупредить протоколы

высших уровней о том, что может понадобиться управление потоком.

Стандарты Current Frame Relay адресованы перманентным виртуальным

цепям (PVC), определение конфигурации которых и управление

осуществляется административным путем в сети Frame Relay. Был также

предложен и другой тип виртуальных цепей - коммутируемые виртуальные

цепи (SVC). Протокол ISDN предложен в качестве средства сообщения

между DTE и DCE для динамичной организации, завершения и управления

цепями SVC. Подробная информацию о ISDN дана в Главе 11

.

Как T1S1, так и CCITT ведут работу по включению SVС в стандарты

Frame Relay.

Реализация сети

Frame Relay может быть использована в качестве интерфейса к услугам

либо общедоступной сети со своей несущей, либо сети с оборудованием,

находящимся в частном владении. Обычным способом реализации частной

сети является дополнение традиционных мультиплексоров Т1 интерфейсами

Frame Relay для информационных устройств, а также интерфейсами (не

являющимися специализированными интерфейсами Frame Relay) для других

прикладных задач, таких как передача голоса и проведение

видео-телеконференций. На Рис. 14-5 "Гибридная сеть Frame Relay"

представлена такая конфигурация сети.

Обслуживание общедоступной сетью Frame Relay разворачивается путем

размещения коммутирующего оборудования Frame Relay в центральных

офисах (CO) телекоммуникационной линии. В этом случае пользователи

могут реализовать экономические выгоды от тарифов начислений за

пользование услугами, чувствительных к трафику, и освобождены от

работы по администрированию, поддержанию и обслуживанию оборудования

сети.

Для любого типа сети линии, подключающие устройства пользователя к

оборудованию сети, могут работать на скорости, выбранной из широкого

диапазона скоростей передачи информации. Типичными являются скорости

в диапазоне от 56 Kb/сек до 2 Mb/сек, хотя технология Frame Relay

может обеспечивать также и более низкие и более высокие скорости.

Ожидается, что в скором времени будут доступны реализации, способные

оперировать каналами связи с пропускной способностью свыше 45 Mb/сек

(DS3).

Как в общедоступной, так и в частной сети факт обеспечения устройств

пользователя интерфейсами Frame Relay не является обязательным

условием того, что между сетевыми устройствами используется протокол

Frame Relay. В настоящее время не существует стандартов на оборудование

межсоединений внутри сети Frame Relay. Таким образом, могут быть

использованы традиционные технологии коммутации цепей, коммутации

пакетов, или гибридные методы, комбинирующие эти технологии.

[]

[]

[]

Адресация

Как и у других дейтаграммных протоколов, единицы данных SMDS несут адрес

как источника, так и пункта назначения. Получатель единицы данных

может использовать адрес источника для возврата данных отправителю и

для выполнения таких функций, как разрешение адреса (отыскание

соответствия между адресами высших уровней и адресами SMDS). Адреса

SMDS являются 10-значными адресами, напоминающими обычные телефонные

номера.

Кроме того, SMDS обеспечивает групповые адреса, которые позволяют

отправлять одну информационную единицу, которая затем доставляется

сетью нескольким получателям. Групповая адресация аналогична

многопунктовой адресации в локальных сетях и является ценной

характеристикой для прикладных задач об'единенных сетей, где она широко

используется для маршрутизации, разрешения адреса и динамического

нахождения ресурсов сети (таких, как служебные файловые процессоры).

SMDS обеспечивает несколько других характеристик адресации. Адреса

источников подтверждаются сетью для проверки законности назначения

рассматриваемого адреса тому SNI, который является его источником.

Таким образом пользователи защищаются от обманного присвоения адреса

(address spoofing), когда какой-нибудь отправитель

выдает себя за другого отправителя. Возможна также отбраковка

(экранирование) адресов источника и пункта назначения. Отбраковка

адресов источника производится в тот момент, когда информационнные

единицы уходят из сети, в то время как отбраковка адресов пункта

назначения производится в момент входа информационных единиц в сеть.

Если адреса не являются разрешенными адресами, то доставка

информационной единицы не производится. При наличии адресного

экранирования абонент может организовать собственную виртуальную

цепь, которая исключает ненужный трафик. Это обеспечивает абоненту

экран для защиты исходных данных и способствует повышению

эффективности, т.к. устройствам, подключенным к SMDS, не обязательно

тратить ресурсы на обработку ненужного трафика.

Библиографическая справка

Switched Multimegabit Data Service (SMDS) (Служба коммутации данных

мультимегабитного диапазона) является службой дейтаграмм с коммутацией

пакетов, предназначенной для высокоскоростных информационных сообщений

глобальных сетей. Обеспечивая пропускную способность , которая

первоначально будет находиться в диапазоне от 1 до 34 Mg/сек, SMDS

в настоящее время начинает повсеместно использоваться в общедоступных

сетях передачи данных коммерческими сетями связи в результате реакции

на две тенденции. Первая из них-это пролиферация обработки

распределенных данных и других прикладных задач, для реализации

которых необходимы высокопроизводительные об'единенные сети. Второй

тенденцией является уменьшающаюся стоимость и высокий потенциал полосы

пропускания волоконно-оптического носителя, обеспечивающие

жизнеспосособность таких прикладных задач при их использовании в

глобальных сетях.

SMDS описана в серии спецификаций, выпущенных Bell Communications

Reseach (Bellcore) и принятых поставщиками оборудования для

телекоммуникаций и коммерческими сетями связи. Одна из этих

спецификаций описывает SMDS Interface Protocol (SIP) (Протокол

интерфейса SMDS), который является протоколом согласования между

устройством пользователя (называемым также customer premises equipment

- CPE - оборудованием в помещении заказчика) и оборудованием сети SMDS.

SIP базируется на стандартном протоколе IEEE для сетей крупных

городов (MAN), т.е. на стандарте IEEE 802.6 Distribuited Queue Dual

bus (DQDB) (Дублированная шина очередей к распределенной базе данных).

При применении этого протокола устройства CPE, такие как

роутеры, могут быть подключены к сети SMDS и пользоваться

обслуживанием SMDS для высокоскоростных об'единенных сетей.

Классы доступа

Чтобы приспособиться к широкому диапазону требований трафика и

возможностей оборудования, SMDS обеспечивает ряд классов доступа.

Различные классы доступа определяют различные максимальные

поддерживаемые скорости передачи информации, а также допустимую

степень разбивки при отправке пакетов в сеть SMDS.

В интерфейсах скоростей DS-3 классы доступа реализуются через алгоритмы

управления разрешением на передачу очередного пакета данных. Эти

алгоритмы отслеживают равновесие разрешений на передачу очередного

пакета данных для каждого интерфейса заказчика. Разрешения даются

на основе принципа периодичности, вплоть до определенного максимума.

Затем баланс разрешений декрементируется по мере отсылки пакетов в

сеть.

Работа схемы управления разрешением на передачу очередного пакета

в значительной степени ограничивает работу оборудования заказчика до

некоторой поддерживаемой, или средней скорости передачи информации.

Эта средняя скорость передачи меньше пропускной способности устройства

доступа DS-3 при полной информационной загрузке. Для интерфейса доступа

DS-3 обеспечиваются 5 классов доступа, соответствующих средним

скоростям передачи информации 4, 10, 16, 25 и 34 Mb/сек. Схема

управления разрешением на передачу непригодна для интерфейсов доступа

со скоростями DS-1.

Основы технологии

На рис.15-1 изображен сценарий межсетевого об'единения с

использованием SMDS. Как показано на рисунке, доступ к SMDS

обеспечивается либо через средства передачи с пропускной способностью

1.544-Mgps (DS-1 или Digital Signal 1), либо через средства передачи

с пропускной способностью 44.736-Mgps (DS-3 или Digital Signal 3).

Несмотря на то, что SMDS обычно описывается как обслуживание,

базирующееся на волоконно-оптических носителях, доступ DS-1 может быть

обеспечен либо через волоконно-оптический, либо через базирующийся на

меди носитель с достаточно хорошими показателями характеристики

погрешностей. Пункт разграничения между сетью SMDS частной компании-

владельца сети связи и оборудованием клиента называется интерфейсом

абонент/сеть (SNI).

Единицы данных SMDS могут содержать в себе до 9,188 восьмибитовых

байтов информации пользователя. Следовательно, SMDS способен

формировать все пакеты данных IEEE 802.3, IEEE 802.4, IEEE 802.5

и FDDI. Большой размер пакета согласуется с задачами высокоскоростного

обслуживания.

Протокол интерфейса SMDS (SIP)

Доступ к сети SMDS осуществляется через SIP. SIP базируется на

протоколе DQDB, определяемом стандартом IEEE 802.6 MAN. Протокол

DQDB определяет схему управления доступом к носителю, которая позволяет

об'единять между собой множество систем через две однонаправленные

логические шины.

В соответствии с IEEE 802.6, стандарт DQDB может быть использован для

построения частных, базирующихся на волоконно-оптических носителях

сетей MAN, поддерживающих различные прикладные задачи, в том числе

передачу данных, голоса и видеосигналов. Этот протокол был выбран в

качестве базиса для SIP по той причине, что это был открытый стандарт,

который мог обеспечить все характеристики обслуживания SMDS и

совместимость со стандартами передачи для коммерческих линий связи,

а также с новыми стандартами для Broadband ISDN (BISDN). По мере

совершенствования и распространения технологии BISDN, коммерческие

линии связи собираются обеспечить не только SMDN, но

также и широкополосное видео и речевое обслуживание.

Для сопряжения с сетями SMDS необходима только часть протокола

IEEE 802.6, касающаяся передачи данных без установления соединения.

Поэтому SIP не определяет поддержку применений, связанных с передачей

голоса или видеосигналов.

Если протокол DQDB используется для получения доступа к сети SMDS,

то результатом его работы является "доступ DQDB" (access DQDB). Термин

"доступ DQDB" отличает работу протокола DQDB в интерфейсе SNI от его

работы в других окружениях (таких, как внутри сети SMDS). Один

переключатель в сети SMDS воздействует на доступ DQDB как одна

станция, в то время как оборудование заказчика воздействует на доступ

DQDB как одна или более станций.

Т.к. протокол DQDB предназначался для поддержки информационных и

неинформационных систем, а также потому, что это протокол управления

коллективным доступом к среде, он является относительно сложным

протоколом. Он состоит из двух частей:

Синтаксиса протокола

Алгоритма распределенного доступа с организацией очереди, который

назначает управление коллективным доступом к носителю



Конфигурация CPE



Существуют две возможные конфигурации оборудования СРЕ для получения

доступа DQDB к сети SMDS (смотри рис.15-2). При конфигурации с одним

СРЕ доступ DQDB просто соединяет переключатель в коммерческой сети

и одну станцию, принадлежащую абоненту (СРЕ). Для конфигурации с

большим числом СРЕ, доступ DQDB состоит из переключателя в сети и

множества об'единенных СРЕ в местоположении абонента. Для второй

конфигурации, все СРЕ должны принадлежать одному и тому же абоненту.



Для случая с одним СРЕ, доступ DQDB фактически представляет собой

просто подсеть DQDB из двух узлов. Каждый из этих узлов (переключатель

и СРЕ) передают данные другому через однонаправленную логическую

шину. Конкуренция на получение этой шины отсутствует, т.к. других

станций нет. Поэтому нет необходимости использовать алгоритм

распределенного доступа с организацией очереди. При отсутствии той

сложности, которую создает применение алгоритма распределенного

доступа с организацией очереди, SIP для конфигурации с одним СРЕ

намного проще, чем SIP для конфигурации с большим числом СРЕ.

Реализация сети

Внутри коммерческой сети возможность коммутации пакетов на большой

скорости, которая необходима для SMDS, может быть обеспечена

применением нескольких различных технологий. В настоящее время в ряд

сетей вводятся переключатели, базирующиеся на технологии MAN, например,

на стандарте DQDB. Ряд Technical Advisories (Технических

консультативных заключений), выпущенных Bellcore, определяют требования

стандарта на сетевое оборудование для таких функций, как:

Сетевые операции

Измерение частоты использования сети для пред'явления счета

Интерфейс между локальной коммерческой сетью и отдаленной

коммерческой сетью

Интерфейс между двумя переключателями в пределах одной и той же

коммерческой сети.

Управление клиентами сети

Как уже отмечалось, протокол IEEE 802.6 и SIP были специально

разработаны так, чтобы соответствовать основному протоколу BISDN,

называемому "Режим асинхронной передачи" (АТМ). АТМ и IEEE 802.6

принадлежат к классу протоколов, часто называемых протоколами

"быстрой коммутации пакетов" или "реле сегментов" (cell relay).

Эти протоколы организуют информацию в небольшие, с фиксированными

размерами сегменты (в соответствии с терминологией SIP, это PDU

уровня 2). Сегменты с фиксированными размерами могут обрабатываться

и коммутироваться в аппаратуре на очень высоких скоростях. Это

накладывает жесткие ограничения на характеристики задержки, делая

протоколы реле сегментов пригодными для применений, связанных с

голосом и видеосигналами. После того, как станет доступным

коммутирующее оборудование, базирующееся на АТМ, эта технология также

будет внедрена в сети, обеспечивающие SMDS.

[]

[]

[]

Уровни SIP

SIP может быть логически разделен на 3 уровня, как это показано

на Рис. 15-3 "Формирование пакета данных пользователя уровнями SIP".

Уровень 3

Задачи, выполняемые уровнем 3 SIP, включают в себя формирование пакета

"единиц данных обслуживания SMDS" (service data units (SDU)) в

заголовке

и концевике уровня 3. Затем "eдиницы данных протокола" (protocol data

units (PDU)) разбиваются на PDU уровня 2 таким образом, чтобы

соответствовать спецификациям уровня 2.

PDU уровня 3 SIP достаточно сложна. Она изображена на Рис. 15-4.

Поля на рисунке, помеченные знаком Х+, не используются средствами

SMDS; они присутствуют в протоколе для того, чтобы обеспечить

выравнивание формата SIP с форматом протокола DQDB. Значения,

помещенные в этих полях оборудованием CPE, должны быть доставлены

сетью в неизмененном виде.

Два резервных поля (reserved) должны быть заполнены нулями. Два

поля BEtag содержат идентичные значения и используются для

формирования

связи между первым и последним сегментами, или "единицами данных

протокола" (PDU) уровня 2 одной из PDU уровня 3 SIP. Эти поля могут

быть использованы для определения условия, при котором как последний

сегмент одной PDU уровня 3, так и первый сегмент следующей PDU уровня 3

потеряны, что приводит к приему неисправной PDU уровня 3.

Адреса пункта назначения (destination) и источника (source)

состоят

из двух частей: типа адреса (address type) и адреса (address).

Тип адреса для обоих случаев занимает четыре наиболее значимых бита

данного поля. Если адрес является адресом пункта назначения, то тип

адреса может представлять собой либо "1100", либо "1110". Первое

значение обозначает 60-битовый индивидуальный адрес, в то время

как второе значение обозначает 60-битовый групповой адрес. Если адрес

является адресом истрочника, то поле типа адреса может означать

только индивидуальный адрес.

Bellcore Technical Advisories (Техническое Консультативное Заключение

Bellcore) определяет, каким образом у адресов,

формат которых согласуется с North American Numbering Plan (NANP),

должны быть закодированы адресные поля источника и места назначения.

В этом случае четыре наиболее значащих бита каждого из подполей

адреса источника и пункта назначения содержат значение "0001", которое

является международным кодом страны для Северной Америки. Следующие

40 битов содержат значения 10-значных адресов SMDS, закодированных в

двоично-десятичных числах (BCD) и выровненных в соответствии с NANP.

Последние 16 битов (наименее значащих) заполнены незначащей

информацией (единицами).

Поле "идентификатора протокола высшего уровня" (higher-layer protocol

identifier) указывает, какой тип протокола заключен в информационном

поле. Это значение является важным для систем, использующим сеть

SMDS (таких, как роутеры Cisco), но онo не обрабатывается

и не изменяется сетью SMDS.

Поле "длины расширения заголовка" (header extesion length (HEL))

указывает на число 32-битовых слов в поле расширения заголовка.

В настоящее время установлен размер этого поля для SMDS, равный 12

байтам. Следовательно, значение HEL всегда "0011".

Поле расширения заголовка (header extension (HE)) в настоящее время

определяется как имеющее два назначения. Одно из них - содержать номер

версии SMDS, который используется для определения версии протокола.

Второе - сообщать о "значении для выбора несущей" (carrier selection

value), которое обеспечивает возможность выбирать конкретную несущую

межобмена для того, чтобы переносить трафик SMDS из одной локальной

коммерческой сети связи в другую. При необходимости в будущем может

быть определена другая информация, о которой будет сообщаться в

поле расширения заголовка.

Уровень 2

PDU уровня 3 сегментируются на PDU уровня 2 с одинаковым размером

(53-восьмибитовых байта), которые часто называют "слотами" (slots)

или "секциями" (cells). Формат PDU уровня 2 SIP представлен на



Рис. 15-5.



Поле "управления доступом" (access control) PDU уровня 2 SIP содержит

различные значения, зависящие от направления информационного потока.

Если слот отправлен из переключателя в CPE, то важным является только

указание о том, содержит или нет данное PDU информацию. Если слот

отправлен из СРЕ в переключатель, и при этом конфигурация представляет

собой конфигурацию с несколькими СРЕ, то это поле может также

содержать биты запроса, которые обозначают запросы шины для этих

слотов, соединяющей переключатель и СРЕ. Дальнейшие подробности об

использовании этих битов запроса для реализации управления

распределенным доступом к среде с организацией очереди могут быть

получены из стандарта IEEE 802.6.

Поле "информации управления сетью" (network control information)

может

содержать только два возможных значения. Одна из двух конкретных

структур битов включается в том случае, если PDU содержит информацию;

другая используется , когда она отсутствует.

Поле "типа сегмента" (segment type) указывает, является ли данная PDU

уровня 2 начальным, последним или каким-нибудь слотом из середины

PDU уровня 3. Значения типов сегмента представлены на Рис. 15-6.

ValueMeaning

00	Continuation of message (COM)
01	End of message (EOM)
10	Beginning of message (BOM)
11	Single segment message (SSM)

Figure 15-6 Segment Type Values

Поле "идентификатора (ID) сообщения" (message ID) обеспечивает связь

PDU уровня 2 с каким-либо PDU уровня 3. ID сообщения

одинаково для всех сегментов данного PDU уровня 3. Для

доступа DQDB с множеством СРЕ, PDU, выходящие из разных СРЕ, должны

иметь разные ID сообщения. Это позволяет сети SMDS, принимающей

чередующиеся слоты от различных PDU уровня 3, ассоциировать каждый

PDU уровня 2 с соответствующим PDU уровня 3. Следующие друг за

другом PDU уровня 3 из одного и того же СРЕ могут иметь идентичные

ID сообщения. Это не вносит никакой неопределенности, т.к. любой

отдельный СРЕ должен отправить все PDU уровня 2, входящие в какой-



либо PDU уровня 3, прежде чем он приступит к отправке PDU уровня 2,

принадлежащих к другому PDU уровня 3.

Поле "единицы сегментации" (segmentation unit) является информационной

частью PDU. В том случае, когда PDU уровня 2 незаполнена, это поле

заполняется нулями.

Поле "длины полезной нагрузки" (payload length) указывает, какое

число байтов PDU уровня 3 фактически содержится в поле единицы

сегментации. Если данная PDU уровня 2 незаполнена, то это поле также

заполняется нулями.

И наконец, поле "CRC полезной нагрузки" (payload CRC) содержит

10-битовое значение "проверки при помощи циклического избыточного

кода" (cyclic redundancy check (CRC)), используемое для обнаружения

неисправностей в полях типа сегмента, ID сообщений, единицы

сегментации, длины полезной нагрузки и CRC полезной нагрузки. Данная

проверка CRC не охватывает поля информации управления доступом или

управления сетью.

Уровень 1

Уровень 1 SIP обеспечивает протокол физического канала, который

действует при скоростях DS-3 или DS-1 между СРЕ и сетью. Уровень 1

SIP разделен на 2 части: подуровень системы передачи (transmission

system) и Протокол конвергенции физического уровня (Physical

Layer Convergence Protocol (PLCP)). Первая часть определяет

характеристики и метод подключения к каналу передачи, т.е. DS-3 или

DS-1. Вторая часть определяет, каким образом должны быть организованы

PDU уровня 2 или слоты в зависимости от блока данных DS-3 или DS-1,

a также часть информации управления.

Т.к. SIP базируется на IEEE 802.6, у него есть преимущество-

совместимость с будущими интерфейсами BISDN, которые обеспечат

применения, связанные не только с передачей данных, но также и

видеосигналов и голоса. Однако ценой обеспечения этой совместимости

стали некоторые непроизводительные затраты протокола, которые

необходимо учитывать при подсчете общей пропускной способности,

которую можно получить при использовании SIP. Общая полоса пропускания

через доступ DQDB DS-3, доступная для данных пользователя

PDU уровня 3, составляет примерно 34 Mb/сек. Через доступ DS-1 может

быть перенесено примерно 1.2 Mb/сек информации пользователя.

Использование протокола "управления доступом к носителю" (МАС)

IEEE 802.6 МАN в качестве базиса для SMDS SIP означает, что возможна

локальная связь между СРЕ, совместно использующих один и тот же доступ

DQDB. Часть этой локальной связи будет видимой для переключателя,

обслуживающего SNI, а часть нет. Поэтому переключатель должен

использовать адрес пункта назначения единицы данных, чтобы

дифференцировать информационные единицы, предназначенные для передач

SMDS, и информационные единицы, предназначенные для локальной передачи

между несколькими СРЕ, совместно использующими один доступ DQDB.

Библиографическая справка

В начале 1980 гг. Apple Computer готовилась к выпуску компьютера

Macintosh. Инженеры компании знали, что в скором времени сети станут

насущной необходимостью, а не просто интересной новинкой. Они хотели

также добиться того, чтобы базирующаяся на компьютерах Macintosh

сеть была бесшовным расширением интерфейса пользователя Macintosh,

совершившим подлинную революцию в этой области. Имея в виду эти два

фактора, Apple решила встроить сетевой интерфейс в каждый

Macintosh и интегрировать этот интерфейс в окружение настольной

вычислительной машины. Новая сетевая архитектура Apple получила

название Apple Talk.

Хотя Apple Talk является патентованной сетью, Apple опубликовала

характеристики Apple Talk, пытаясь поощрить разработку при

участии третьей стороны. В настоящее время большое число компаний

успешно сбывают на рынке базирующиеся на Apple Talk изделия; в их

числе Novell, Inc. и Мicrosoft Corparation.

Оригинальную реализацию Apple Talk, разработанную для локальных

рабочих групп, в настоящее время обычно называют Apple Talk Phase I.

Однако после установки свыше 1.5 мил. компьютеров Macintosh в течение

первых пяти лет существования этого изделия, Apple обнаружила, что

некоторые крупные корпорации превышают встроенные возможности Apple

Talk Phase I, поэтому протокол был модернизирован. Расширенные

протоколы стали известнны под названием Apple Talk Phase II. Oни

расширили возможности маршрутизации Apple Talk, обеспечив их успешное

применение в более крупных сетях.

Доступ к среде

Apple разработала AppleTalk таким образом, чтобы он был независимым

от канального уровня. Другими словами, теоретически он может

работать в дополнение к любой реализации канального уровня. Apple

обеспечивает различные реализации канального уровня, включая

Ethernet, Token Ring, FDDI и LocalTalk. Apple ссылается на AppleTalk,

работающий в Ethernet, как нa EtherTalk,

в Тоkеn Ring-кaк на TokenTalk

и в FDDI-как на FDDITalk. Информация о технических характеристиках

Ethernet, TokenRing и FDDI приведена соответственно в

главе 5 ,

главе 6 и

главе 7 .

LocalTalk - это запатентованная компанией Apple система доступа к

носителю. Он базируется на конкуренции на получение доступа,

топологии об'единения с помощью шины и передаче сигналов базовой

полосы (baseband signaling) и работает на носителе, представляющим

собой экранированную витую пару, со скоростью 230.4 Kb/сек.

Физическим интерфейсом является RS-422; это сбалансированный интерфейс

для передачи электрических сигналов, поддерживаемый интерфейсом RS-449.

Сегменты LocalTalk могут переноситься на расстояния до 300 метров и

обеспечивать до 32 узлов.

Основы технологии

Apple Talk была разработана как система распределенной сети клиент-

сервер. Другими словами, пользователи совместно

пользуются сетевыми ресурсами (такими, как файлы и принтеры).

Компьютеры, обеспечивающие эти ресурсы, называются служебными

устройствами (servers); компьютеры, использующие сетевые ресурсы

служебных устройств, называются клиентами (clients).

Взаимодействие со

служебными устройствами в значительной степени является прозрачным

для пользователя, т.к. сам компьютер определяет местоположение

запрашиваемого материала и обращается к нему без получения

дальнейшей информации от пользователя. В дополнение к простоте

использования, распределенные системы также имеют экономические

преимущества по сравнению с системами, где все равны, т.к.важные

материалы могут быть помещены в нескольких, а не во многих

местоположениях.

Apple Talk относительно хорошо согласуется с эталонной моделью OSI.

На Рис. 16-1 "Apple Talk и эталонная модель OSI" представлены протоколы

Apple Talk, смежные с теми уровнями OSI, с которыми у них установлено

соответствие. Этот рисунок отличается от других изображений связи

пакета протоколов Apple Talk с моделью OSI тем, что на нем NBP, ZIP и

RTMP размещены на Уровне 3, а АЕР-на Уровне 7. По мнению Cisco, NBP,

ZIP и RТМP по своим функциональным возможностям стоят в ряду ближе

к Уровню 3 модели OSI, хотя они и пользуются услугами DDP, другого

протокола Уровня 3. Аналогично, Cisco полагает, что АРЕ следует

включить в перечень протоколов прикладного уровня, т.к. он обычно

используется для обеспечения функциональных возможностей прикладного

уровня. В частности, АЕР помогает определить возможность отдаленных

узлов принимать следующие соединения.

Протокол доставки дейтаграмм (DDP)

Основным протоколом сетевого уровня AppleTalk является протокол DDP.

DDP обеспечивает обслуживание без установления соединения между

сетевыми гнездами. Гнезда могут назначаться либо статистически, либо

динамически.

Адреса AppleTalk, назначаемые DDP, состоят из 2 компонентов:

16-битового номера сети (network number) и 8-битового номера узла

(node number). Эти два компонента обычно записываются в виде

десятичных номеров, разделенных точкой (например, 10.1 означает

сеть 10, узел 1). Если номер сети и номер узла дополнены

8-битовым гнездом (socket), обозначающим какой-нибудь особый процесс,

то это означает, что в сети задан какой-нибудь уникальный процесс.

AppleTalk Phase II делает различие между нерасширенными (nоnextended)

и расширенными (extended) сетями. В нерасширенных сетях, таких как

LocalTalk, номер каждого узла AppleTalk уникален. Нерасширенные сети

были единственным типом сети, определенным в AppleTalk Phase I. В

расширенных сетях, таких как EtherTalk и TokenTalk, уникальной

является комбинация номер каждой сети/номер узла.

Зоны определяются управляющим сети AppleTalk в процессе конфигурации

роутера. Каждый узел AppleTalk принадлежит к отдельной

конкретной зоне. Расширенные сети могут иметь несколько зон, которые

ассоциируются с ними. Узлы в расширенных сетях могут принадлежать к

любой отдельной зоне, которая ассоциируется с этой расширенной сетью.

Протокол поддепжки маршрутной таблицы (RTMP)

Протокол, который организует и поддерживает маршрутные таблицы

AppleTalk, называется Протоколом поддержки маршрутной таблицы (RTMP).

Маршрутные таблицы RTMP содержат данные о каждой сети, до которой

может дойти дейтаграмма. В эти данные входит порт роутера,

который ведет к сети пункта назначения, ID узла следующего

роутера, который принимает данный пакет, расстояние до сети

назначения, выраженное числом пересылок, и текущее состояние этих

данных (хорошее, подозрительное или плохое). Периодический обмен

маршрутными таблицами позволяет роутерам об'единенных сетей

гарантировать обеспечение непротиворечивой текущей информацией.

На Рис. 16- 4 представлен образец таблицы RTMP и соответствующая

архитектура сети.



Протокол привязки по именам AppleTalk (Name Binding Protocol - NBP)

устанавливает связь имен AppleTalk (которые выражаются как

об'екты, видимые для сети - network-visible entities, или NVE) с

адресами. NVE является адресуемой сетью AppleTalk услугой, такой как

гнездо. NVE ассоциируются с более, чем одним именем об'ектов и

перечнем атрибутов. Имена об'ектов представляют собой

последовательность символов, например такую: printer@net1,

в то время как перечень атрибутов определяет характеристики NVE.

Связь между NVE с присвоенными именами и сетевыми адресами

устанавливается через процесс привязки имени. Привязка имени может

быть произведена в момент запуска узла или динамично, непосредственно

перед первым использованием. NBP управляет процессом привязки имени,

в который входят регистрация имени, подтверждение имени, стирание

имени и поиск имени.

Зоны позволяют проводить поиск имени в группе логически связанных

узлов. Чтобы произвести поиск имен в пределах какой-нибудь зоны,

отправляется запрос о поиске в местный роутер, который

рассылает широковещательный запрос во все сети, которые имеют узлы,

принадлежащие заданной зоне. Протокол информации зоны (Zone

Information Protocol - ZIP) координирует эти действия.

ZIP поддерживает соответствие номер сети/номер зоны в информационных

таблицах зоны (zone information tables-ZIT). ZIT хранятся в

роутерах, которые являются основными пользователями ZIP, однако

конечные узлы используют ZIP в процессе запуска для выбора своих зон

и получения межсетевой информации о зонах. ZIP использует

маршрутные таблицы RTMP для отслеживания изменений в топологии сети.

Если ZIP находит данные о маршрутной таблице, которох нет в данной

ZIT, она образует запись данных о новой ZIT. На Рис. 16-5 представлен

образец ZIT.

Network numberZone

1	My
2	Your
3	Marketing
4	Documentation
5-5	Sales

Figure 16-5

Протокол потока данных AppleTalk (ADSP)

ADSP является другим важным протоколом транспортного уровня Apple

Talk. Как видно из его названия, ADSP является ориентированным по

потоку данных, а не по транзакциям. Он организует и поддерживает

полностью дублированный поток данных между двумя гнездами в

об'единенной сети AppleTalk.

ADSP является надежным протоколом в том плане, что он гарантирует

доставку байтов в том же порядке, в каком они были отправлены, а

также то, что они не будут дублированы. ADSP нумерует каждый байт,

чтобы отслеживать отдельные элементы потока данных.

ADSP также определяет механизм управления потоком. Пункт назначения

может в значительной степени замедлять передачи источника путем

сокращения размера об'явленного окна на прием.

ADSP также обеспечивает механизм сообщений управления "выхода из

полосы" (out-of-band) между двумя об'ектами AppleTalk. В качестве

средства для перемещения сообщений управления выхода из полосы

между двумя об'ектами AppleTalk используются пакеты "внимания"

(attention packets).Эти пакеты используют отдельный поток номеров

последовательностей, чтобы можно было отличать их от обычных пакетов

данных ADSP.

Протоколы высших уровней

AppleTalk обеспечивает несколько протоколов высшего уровня. Протокол

сеансов AppleTalk ( AppleTalk Session Protocol - ASP)

организует и поддерживает сеансы (логические

диалоги) между клиентом AppleTalk и служебным устройством. Протокол

доступа к принтеру ( Printer Access Protocol - РАР)

AppleTalk является ориентированным по связи

протоколом, который организует и поддерживает связи между клиентами

и служебными устройствами (использование термина printer в заголовке

этого протокола является просто исторической традицией). Эхо-протокол

AppleTalk (AppleTalk Echo Protocol - AEP) является очень простым

протоколом, генерирующим пакеты, которые могут быть использованы

для проверки способности различных узлов сети создавать повторное эхо.

И наконец, Протокол ведения картотеки AppleTalk (AppleTalk Filing

Protocol - AFP) помогает клиентам коллективно использовать служебные

файлы в сети.

[]

[]

[]

Сетевой уровень

В данном разделе описываются концепции, принятые для сетевого

уровня AppleTalk, и протоколы для этого уровня. В нем рассматриваются

назначение адреса протокола, сетевые об'екты и протоколы AppleTalk,

которые обеспечивают функциональные возможности Уровня 3 эталонной

модели OSI.

Назначения адреса протокола

Для обеспечения минимальных затрат, связанных с работой администратора

сети, aдреса узлов AppleTalk назначаются динамично. Когда Macintosh,

прогоняющий AppleTalk, начинает работать, он выбирает какой-нибудь

адрес протокола (сетевого уровня) и проверяет его, чтобы убедиться,

что этот адрес используется в данный момент. Если это не так, то этот

новый узел успешно присваивает себе какой-нибудь адрес. Если этот адрес

используется в данный момент, то узел с конфликтным адресом отправляет

сообщение, указывающее на наличие проблемы, а новый узел выбирает

другой адрес и повторяет этот процесс. На Рис. 16-2 представлен процесс

выбора адреса AppleTalk.

Фактические механизмы выбора адреса AppleTalk зависят от носителя.

Для установления связи адресов AppleTalk с конкретными адресами

носителя используется протокoл разрешения адреса AppleTalk (AARP).

AARP также устанавливает связи между адресами других протоколов и

аппаратными адресами. Если пакет протоколов AppleTalk или любого

другой пакет протоколов должен отправить пакет данных в другой сетевой

узел, то адрес протокола передается в AARP. AARP сначала проверяет

адресный кэш, чтобы определить, является ли уже установленной связь

между адресом этого протокола и аппаратным адресом. Если это так, то

эта связь передается в запрашивающий пакет протоколов. Если это не так,

то AARP инициирует широковещательное или многопунктовое сообщение,

запрашивающее об аппаратном адресе данного протокольного адреса. Если

широковещательное сообщение доходит до узла с этим протокольным

адресом, то этот узел в ответном сообщении указывает свой аппаратный

адрес. Эта информация передается в запрашивающий пакет протоколов,

который использует этот аппаратный адрес для связи с этим узлом.

Сетевые объекты

AppleTalk идентифицирует несколько сетевых об'ектов. Самым простым

является узел (node), который является просто любым устройством,

соединенным с сетью AppleTalk. Наиболее распространенными узлами

являются компьютеры Macintosh и лазерные принтеры, однако многие

другие компьютеры также способны осуществлять связь AppleTalk, в

том числе компьютеры IBM PC, Digital Equipment Corparation VAX и

различные АРМ. Следующим об'ектом, определяемым AppleTalk, является

сеть. Сеть AppleTalk представляет собой просто отдельный логический

кабель. Хотя этот логический кабель часто является отдельным

физическим кабелем, некоторые вычислительные центры используют мосты

для об'единения нескольких физических кабелей. И наконец, зона (zone)

АppleTalk является логической группой из нескольких сетей (возможно

находящихся далеко друг от друга). Об'екты AppleTalk изображены

на Рис. 16-3.

Транспортный уровень

Транспортный уровень AppleTalk реализуется двумя основными протоколами

AppleTalk: AppleTalk Transaction Protocol (ATP) (Протокол транзакций

AppleTalk) и AppleTalk Data Stream Protocol (ADSP) (Протокол потока

данных АppleTalk). АТР является транзакционно-ориентированным, в то

время как ADSP является ориентированным по потоку данных.

Протокол транзакций AppleTalk (ATP)

ATP является одним из протоколов транспортного уровня Appletalk. АТР

пригоден для применений, базирующихся на транзакциях, которые можно

встретить в банках или магазинах розничной торговли.

В транзакции АТР входят запросы (от клиентов) (requests) и ответы (от

служебных устройств) (replies). Каждая пара запрос/ответ имеет

отдельный ID транзакции. Транзакции имеют место между двумя гнездами

клиентов. АТР использует транзакции "точно-один раз" (exactly once - XO)

и "по крайней мере один раз" (at-least-once - ALO), Транзакции ХО

требуются в тех ситуациях, когда случайное выполнение транзакции

более одного раза неприемлемо. Банковские транзакциии являются

примером таких неидемпотентных (nonidempotent) ситуаций (ситуаций,

когда повторение какой-нибудь транзакции вызывает проблемы, что

достигается тем, что делаются недействительными данные, участвующие

в данной транзакции).

АТР способен выполнять наиболее важные функции транспортного уровня,

в том числе подтверждение о приеме данных и повторную передачу,

установление последовательности пакетов, а также фрагментирование

и повторную сборку. АТР ограничивает сегментирование сообщений до

8 пакетов; пакеты АТР не могут содержать более 578 информационных

байтов.

Адресация

Адреса DECnet не связаны с физическими сетями, к которым подключены

узлы. Вместо этого DECnet размещает главные вычислительные машины,

используя пары адресов область/узел (area/node address). В диапазон

значений адресов области входят значения от 1 до 63 (включительно).

Адрес узла может иметь значение от 1 до 1023 (включительно).

Следовательно, каждая область может иметь 1023 узла, а в сети DECnet

адресация может быть произведена примерно к 65,000 узлам. Области

могут перекрывать несколько роутеров, и отдельный кабель может

обеспечивать несколько областей. Следовательно, если какой-нибудь узел

имеет несколько сетевых интерфейсов, то он использует один и тот же

адрес область/узел для каждого интерфейса. На Рис. 17-4 "Адреса DECnet"

изображен пример сети DECnet с несколькими адресуемыми об'ектами.

Главные вычислительные машины DECnet не используют адреса уровня МАС

(Media Access Control - Управлениe доступом к носителю), назначаемые

производителем. Вместо этого адреса сетевого уровня встраиваются в

адреса уровня МАС в соответствии с алгоритмом, который перемножает

номер области на 1024 и прибавляет к результату номер узла.

Результирующий 16-битовый десятичный адрес преобразуется в

шестнадцатеричное число и добавляется к адресу АА00.0400 таким

образом, что байты оказываются переставленными, так что наименее

значимый байт оказывается первым. Например, адрес 12.75 DECnet

становится числом 12363 (основание 10), которое равняется числу

304В (основание 16). После этого адрес с переставленными байтами

добавляется к ставндартному префиксу адреса МАС DECnet; результирующим

адресом является выражение АА00.0400.4В30.

Архитектура цифровой сети (DNA)

В противоположность бытующему мнению, DECnet вовсе не является

архитектурой сети, а представляет собой ряд изделий, соответсвующих

Архитектуре Цифровой сети ( Digital Network Architecture - DNA)

компании Digital. Как и большинство

других сложных сетевых архитектур, поставляемых крупными поставщиками

систем, DNA поддерживает большой набор как патентованных, так и

стандартных протоколов. Перечень технологий, которые поддерживает DNA,

постоянно растет по мере того, как Digital реализует новые протоколы.

Рис. 17-1 иллюстрирует неполную картину DNA и связь некоторых ее

компонентов с эталонной моделью OSI.

Библиографическая справка

Digital Equipment Corporation (Digital) разработала семейство

протоколов DECnet с целью обеспечения своих компьютеров рациональным

способом сообщения друг с другом. Выпущенная в 1975 г. первая версия

DECnet обеспечивала возможность сообщения двух напрямую подключенных

миникомпьютеров PDP-11. В последние годы Digital включила подддержку

для непатентованных протоколов, однако DECnet попрежнему остается

наиболее важным из сетевых изделий, предлагаемых Digital.

В настоящее время выпущена пятая версия основного изделия DECnet

( которую иногда называют Phase V, a в литературе компании Digital -

DECnet/OSI). DECnet Phase V представляет собой надлежащим образом

расширенный набор комплекта протоколов OSI, поддерживающий все

протоколы OSI, а также несколько других патентованных и стандартных

протоколов, которые поддерживались предыдущими версиями DECnet. Что

касается ранее внесенных изменений в протокол, DECnet Phase V

совместим с предыдущей версией (т.е. Phase IV).

Доступ к среде

Как видно из Рис. 17-1, DNA поддерживает различные реализации

физического и канального уровней. Среди них такие известные стандарты,

как Ethernet, Token Ring, Fiber Distributed Data Interface (FDDI),

IEEE 802..2 и Х.25. Подробная информация об этих протоколах дается

в Главе 5 "",

Главе 6 "",

Главе 7 "",

Главе 12 "" и

Главе 13 "".

DNA также предлагает протокол канального уровня для традиционного

двухточечного соединения, который называется Digital Data

Communications Message Protocol (DDCMP) (Протокол сообщений цифровой

связи) и шину с пропускной способностью 70 Mb/sek , используемую для

группы абонентов VAX, которая называется Computer-room Interconnect

bus (CI bus) (шина межсоединений машинного зала).

Сетевой уровень

DECnet поддерживает сетевые уровни как без установления соединения,

так и с установлением соединения. Оба сетевых уровня реализуются

протоколами OSI. Реализации без установления соединения используют

Connectionless Network Protocol (CLNP) (Протокол сети без

установления соединения) и Connectionless Network Service (CLNS)

(Услуги сети без установления соединения). Сетевой уровень с

установлением соединения использует X.25 Packet-Level Protocol (PLP)

(Протокол пакетного уровня), который также известен как X.25 level 3

(Уровень 3 Х.25), и Connection-Mode Network Protocol (CMNP) (Протокол

сети с установлением соединения). Более подробно эти протоколы OSI

описываются в Главе 20 "".

Хотя в DECnet Phase V значительная часть DNA была приведена

в соответствие с OSI, уже в DECnet Phase IV маршрутизация была очень

схожа с маршрутизацией OSI. Маршрутизация DNA Phase V включает в

себя маршрутизацию OSI (ES-IS и IS-IS) и постоянную поддержку

протокола маршрутизации DECnet Phase IV. ЕS-IS и IS-IS описаны в

Главе 28 "".

Формат длока данных маршрутизации DECnet Phase IV

Протокол маршрутизации DECnet Phase IV имеет несколько отличий от

IS-IS. Одно из них-это разница в заголовках протоколов. Заголовок

слоя маршрутизации DNA Phase IV приведен на Рис. 17-2; форматы

пакетов IS-IS даны в

Главе 28 "".

Первое поле в заголовке маршрутизации DNA Phase IV-это поле флагов

маршрутизации (routing flags), которое состоит из:

return-to-sender

бит возврата получателю, если он задан, то

указывает, что данный пакет возвращается в источник.

return-to-sender request

бит запроса о возврате получателю,

если он задан, то указывает на то, что запрашиваемые пакеты должны

быть возвращены в источник, если они не могут быть доставлены в

пункт назначения.

intraLAN

бит intraLAN, который устанавливается по умолчанию. Если роутер

обнаружит, что две сообщающиеся конечные системы не принадлежат одной

и той же подсети, он исключает этот бит.

другие биты, которые обозначают формат заголовка, указывают,

применялась ли набивка, и выполняют другие функции.

За полем флагов маршрутизации идут поля узла пункта назначения

(destination node) и узла источника (source node), которые

обозначают сетевые адреса узлов пункта назначения и узла источника.

Последнее поле в заголовке маршрутизации DNA Phase IV-поле

траверсированных узлов ( nodes traversed ), которое показывает число

узлов, которые пересек пакет на пути к пункту назначения. Это поле

обеспечивает реализацию подсчета максимального числа пересылок для

того, чтобы можно было удалить из сети вышедшие из употребления пакеты.

DECnet различает два типа узлов: конечные узлы и узлы маршрутизации.

Как конечные узлы, так и узлы маршрутизации могут отправлять и

принимать информацию, но обеспечивать услуги маршрутизации для других

узлов DECnet могут только узлы маршрутизации.

Маршрутные решения DECnet базируются на затратах (cost)-арбитражном

показателе, назначаемом администратором сети для использования при

сравнении различных путей через среду об'единенной сети. Затраты обычно

базируются на числе пересылок, ширине полосы носителя и других

показателях. Чем меньше затраты, тем лучше данный тракт. Если в сети

имеют место неисправности, то протокол маршрутизации DECnet Phase IV

использует значения затрат для повторного вычисления наилучшего

мааршрута к каждому пункту назначения. Рис. 17-3 иллюстрирует расчет

затрат в среде маршрутизации DECnet Phase IV.

Транспортный уровень

Транспортный уровень DNA реализуется различными протоколами

транспортного уровня, как патентованными, так и стандартными.

Поддерживаются следующие протоколы транспортного уровня OSI: ТР0,

ТР2 и ТР4. Подробное описание этих протоколов дается в Главе 20

"".

Принадлежащий Digital Протокол услуг сети ( Network services

protocol -

NSP) по функциональным возможностям похож на ТР4 тем, что он

обеспечивает ориентированное на соединение, с контролируемым потоком

обслуживание, с фрагментацией и повторной сборкой сообщений .

Обеспечиваются два подканала - один для нормальных данных, второй для

срочных данных и информации управления потоком. Обеспечивается два

типа управления потоком - простой механизм старт/стоп, при котором

получатель сообщает отправителю, когда следует завершать и возобновлять

передачу данных, и более сложная техника управления потоком, при

которой получатель сообщает отправителю, сколько сообщений он может

принять. NSP может также реагировать на уведомления о перегрузке,

поступающие из сетевого уровня, путем уменьшения числа невыполненных

сообщений, которое он может допустить.

[]

[]

[]

Уровни маршрутизации

Узлы маршрутизации DECnet называются либо роутерами Уровня 1,

либо роутерами Уровня 2. Роутер Уровня 1 сообщается с

конечными узлами и с другими роутерами Уровня 1 в отдельной

конкретной области. Роутеры Уровня 2 сообщаются с роутерами

Уровня 1 той же самой области и роутерами Уровня 2 других

областей. Таким образом, роутеры Уровня 1 и Уровня 2 вместе

формируют иерархическую схему маршрутизации. Рассмотренные

взаимоотношения иллюстрируются на Рис. 17-5.

Конечные системы отправляют запросы о маршрутах в назначенный

роутер Уровня 1. На роль назначенного роутера выбирается

роутер Уровня 1 с наивысшим приоритетом. Если два роутера

имеют одинаковый приоритет, то назначенным роутером становится

тот, который имеет большее число узлов. Конфигурацию приоритета

любого роутера можно вибирать ручным способом, вынуждая

его на роль назначенного роутера.

Как показано на Рис.17-5, в любой области может быть несколько

роутеров Уровня 2. Если роутеру Уровня 1 необходимо

отправить пакет за пределы своей области, он направляет этот пакет

какому-нибудь роутеру Уровня 2 в этой же области. В некоторых

случаях этот роутер Уровня 2 может не иметь оптимального маршрута

к пункту назначения, однако конфигурация узловой сети обеспечивает

такую степень устойчивости к ошибкам, которая не может быть обеспечена

при назначении только одного роутера Уровня 2 на область.

Библиографическая справка

В середине 1970 гг. Агентство по Внедрению Научно-исследовательских

Проектов Передовой технологии при Министерстве обороны (DARPA)

заинтересовалось организацией сети с коммутацией пакетов для

обеспечения связи между научно-исследовательскими институтами в США.

DARPA и другие правительственные организации понимали, какие

потенциальные возможности скрыты в технологии сети с коммутацией

пакетов; они только что начали сталкиваться с проблемой, с которой

сейчас приходится иметь дело практически всем компаниям, а именно с

проблемой связи между различными компьютерными системами.

Поставив задачу добиться связности гетерогенных систем, DARPA

финансировала исследования, проводимые Стэнфордским университетом и

компаниями Bolt, Beranek и Newman (BBN) с целью создания ряда

протоколов связи. Результатом этих работ по разработке, завершенных

в конце 1970 гг., был комплект протоколов Internet, из которых наиболее

известными являются Transmission Control Protocol (TCP) и

Internet Protocol (IP).

Протоколы Internet можно использовать для передачи сообщений через

любой набор об'единенных между собой сетей. Они в равной мере пригодны

для связи как в локальных, так и в глобальных сетях. Комплект

протоколов Internet включает в себя не только спецификации низших

уровней (такие, как ТСР и IP), но также спецификации для таких общих

применений, как почта, эмуляция терминалов и передача файлов. На

Рис. 18-1 представлены некоторые из наиболее важных протоколов

Internet и их связь с эталонной моделью OSI.

Процесс разработки и выдачи документации протоколов Internet скорее

напоминает академический исследовательский проект, чем что-либо другое.

Протоколы определяются в документах, называемых Requests for Comments

(RFC) (Запросы для Комментария). RFC публикуются, а затем рецензируются

и анализируются специалистами по Internet. Уточнения к протоколам

публикуются в новых RFC. Взятые вместе, RFC обеспечивают красочную

историю людей, компаний и направлений, которые формировали разработку

компекта протоколов для открытой системы, который сегодня является

самым популярным в мире.

ICMP

ICMP выполняет ряд задач в пределах об'единенной сети IP. В дополнение

к основной задаче, для выполнения которой он был создан (сообщение

источнику об отказах маршрутизации), ICMP обеспечивает также метод

проверки способности узлов образовывать повторное эхо в об'единенной

сети (сообщения Echo и Reply ICMP), метод стимулирования более

эффективной маршрутизации (сообщение Redirect ICMP -

переадресация ICMP),

метод информирования источника о том, что какая-то дейтаграмма

превысила назначенное ей время существования в пределах данной

об'единенной сети (сообщение Time Exceeded ICMP - "время превыщено") и

другие полезные сообщения. Сделанное недавно дополнение к IСМР

обеспечивает для новых узлов возможность нахождения маски подсети,

используемой в межсети в данный момент. В целом, ICMP является

интегральной частью любых реализаций IP, особенно таких, которые

используются в роутерах.

Конкретные протоколы маршрутизации IP рассматриваются в других главах

данной книги. Например, RIP рассматривается в

Главе 23 "",

IGRP - в Главе 24 "",

OSPF - в Главе 25 "",

EGP - в главе 26 "" и

BGP - в Главе 27 "".

IS-IS также является официальным протоколом

маршрутизации IP; он рассматривается в

Главе 28 "".

Маршрутизация Internet

Устройства маршрутизации в сети Internet традиционно называются

шлюзами (gateway), что является очень неудачнным

термином, т.к. повсеместно в индустрии сетей этот термин применяют

для обозначения устройства с несколько иными функциональными

возможностями. Шлюзы (которые мы с этого момента

будем называть роутерами) в сети Internet организованы в

соответствии с иерархическим принципом. Некоторые роутеры

исползуются для перемещения информации через одну конкретную группу

сетей, находящихся под одним и тем же административным началом и

управлением (такой об'ект называется автономной системой -

autonomous system).

Роутеры, используемые для обмена информацией в пределах

автономных систем, называются внутренними роутерами (interior

routers); они используют различные протоколы для внутренних

роутеров (interior gateway protocol - IGP) для выполнения этой

задачи. Роутеры, которые перемещают информацию между автономными

системами, называются внешними роутерами (exterior routers);

для этого они

используют протоколы для внешних роутеров. Архитектура Internet

представлена на Рис. 18-6.

Протоколы маршрутизации IP-это динамичные протоколы. При динамичной

маршрутизации (dynamic routing) запросы о маршрутах должны

рассчитываться программным обеспечением устройств маршрутизации через

определенные интервалы времени. Этот процесс противоположен

статической маршрутизации (static routing), при которой маршруты

устанавливаются администратором сети и не меняются до тех пор, пока

администратор сети не поменяет их. Таблица маршрутизации IP состоит

из пар "адрес назначения/следующая пересылка". Образец записи данных,

показанный на Рис. 18-7, интерпретируется как имеющий значение

"добраться до сети 34.1.0.0. (подсеть 1 сети 34), следующей

остановкой является узел с адресом 54.34.23.12."

Маршрутизация IP определяет характер перемещения дейтаграмм IP через

об'единенные сети (по одной пересылке за раз). В начале путешествия

весь маршрут не известен. Вместо этого на каждой остановке

вычисляется следующий пункт назначения путем сопоставления

адреса пункта назначения, содержащегося в дейтаграмме, с записью

данных в маршрутной таблице текущего узла. Участие каждого узла в

процессе маршрутизации состоит только из продвижения пакетов,

базируясь только на внутренней информации, вне зависимости от того,

насколько успешным будет процесс и достигнет или нет пакет конечного

пункта назначения. Другими словами, IP не обеспечивает отправку в

источник сообщений о неисправностях, когда имеют место аномалии

маршрутизации. Выполнение этой задачи предоставлено другому протоколу

Internet, а именно Протоколу управляющих сообщений Internet (Internet

Control Message Protocol - ICMP).

Протокол дейтаграмм пользователя (UDP)

Протокол UDP намного проще, чем ТСР; он полезен в ситуациях, когда

мощные механизмы обеспечения надежности протокола ТСР не обязательны.

Заголовок UDP имеет всего четыре поля: поле порта источника (source

port), поле порта пункта назначения (destination port),

поле длины

(length) и поле контрольной суммы UDP (checksum UDP).

Поля порта

источника и порта назначения выполняют те же функции, что и в заголовке

ТСР. Поле длины обозначает длину заголовка UDP и данных; поле

контрольной суммы обеспечивает проверку целостности пакета.

Контрольная сумма UDP является факультативной возможностью.

Протоколы высших уровней

Комплект протоколов Internet включает в себя большое число протоколов

высших уровней, представляющих самые разнообразные применения, в

том числе управление сети, передача файлов, распределенные услуги

пользования файлами, эмуляция терминалов и электронная почта. На

Рис. 18-9 показана связь между наиболее известными протоколами

высших уровней Internet и применениями, которые они поддерживают.

Протокол передачи файлов (File Transfer Protocol - FTP) обеспечивает

способ перемещения файлов между компьютерными системами. Telnet

обеспечивает виртуальную терминальную эмуляцию. Протокол управления

простой сетью (Simle network management protocol - SNMP) является

протоколом управления сетью, используемым для сообщения об

аномальных условиях в сети и установления значений допустимых

порогов в сети. X Windows является популярным протоколом, который

позволяет терминалу с интеллектом связываться с отдаленными

компьютерами таким образом, как если бы они были непосредственно

подключенными мониторами. Комбинация протоколов Network File System

(NFS) (Система сетевых файлов), External Data Representation (XDP)

(Представление внешней информации) и Remote Procedure Call (RPC)

(Вызов процедуры обращений к отдаленной сети) обеспечивает прозрачный

доступ к ресурсам отдаленной сети. Простой протокол передачи почты

(Simple Mail Transfer Protocol - SMTP) обеспечивает механизм передачи

электронной почты. Эти и другие применения используют услуги ТСР/IP

и других протоколов Internet низших уровней, чтобы обеспечить

пользователей базовыми сетевыми услугами.

[]

[]

[]

Сетевой уровень

IP является основным протоколом Уровня 3 в комплекте протоколов

Internet. В дополнение к маршрутизации в об'единенных сетях, IР

обеспечивает фрагментацию и повторную сборку дейтаграмм, а также

сообщения об ощибках. Наряду с ТСР, IP представляет основу комплекта

протоколов Internet. Формат пакета IP представлен на Рис. 18-2.

Заголовок IР начинается с номера версии (version number), который

указывает номер используемой версии IP.

Поле длины заголовка (IHL) обозначает длину заголовка дейтаграммы в

32-битовых словах.

Поле типа услуги (type-of-service) указывает, каким образом должна

быть обработана текущая дейтаграмма в соответствии с указаниями

конкретного протокола высшего уровня. С помощью этого поля

дейтаграммам могут быть назначены различные уровни значимости.

Поле общая длина (total length) определяет длину всего пакета IP

в байтах, включая данные и заголовок.

Поле идентификации (identification) содержит целое число, обозначающее

текущую дейтаграмму. Это поле используется для соединения фрагментов

дейтаграммы.

Поле флагов (flags) (содержащее бит DF, бит MF и сдвиг фрагмента)

определяет, может ли быть фрагментирована данная дейтаграмма и

является ли текущий фрагмент последним.

Поле срок жизни (time-to-live) поддерживает счетчик, значение

которого постепенно уменьшается до нуля; в этот момент дейтаграмма

отвергается. Это препятствует зацикливанию пакетов.

Поле протокола (protocol) указывает, какой протокол высшего уровня

примет входящие пакеты после завершения обработки IP.

Поле контрольной суммы заголовка (header checksum) помогает

обеспечивать целостность заголовка ID.

Поля адресов источника и пункта назначения (source and destination

address) oбoзначают отправляющий и принимающий узлы.

Поле опции (options) позволяет IP обеспечивать факультативные

возможности, такие, как защита данных.

Поле данных (data) содержит информацию высших уровней.

Адресация

Как и у других протоколов сетевого уровня, схема адресации IP

является интегральной по отношению к процессу маршрутизации

дейтаграмм IP через об' единенную сеть. Длина адреса IP составляет

32 бита, разделенных на две или три части. Первая часть обозначает

адрес сети, вторая (если она имеется) - адрес подсети, и третья - адрес

главной вычислительной машины. Адреса подсети присутствуют только в том

случае, если администратор сети принял решение о разделении сети на

подсети. Длина полей адреса сети, подсети и главной вычислительной

машины являются переменными величинами.

Адресация IP обеспечивает пять различных классов сети. Самые крайние

левые биты обозначают класс сети.

Class A

Сети класса А предназначены главным образом для использования с

несколькими очень крупными сетями, т.к. они обеспечивают всего 7

битов для поля адреса сети.

Class B

Сети класса В выделяют 14 битов для поля адреса сети и 16 битов

для поля адреса главной вычислительной машины. Этот класс адреса

обеспечивает хороший компромисс между адресным пространством сети и

главной вычислительной машины.

Class C

Сети класса С выделяют 22 бита для поля адреса сети. Однако сети

класса С обеспечивают только 8 битов для поля адреса главной

вычислительной машины, поэтому число главных вычислительных машин,

приходящихся на сеть, может стать ограничивающим фактором.

Class D

Адреса класса D резервируются для групп с многопунктовой адресацией

(в соответствии с официальным документом RFC 1112).

В адресах класса D

четыре бита наивысшего порядка устанавливаются на значения 1,1,1 и 0.

Class E

Адреса класса Е также определены IP, но зарезервированы для

использования в будущем. В адресах класса Е все четыре бита

наивысшего порядка устанавливаются на 1.

Адреса IP записываются в формате десятичного числа с проставленными

точками, например, 34.0.0.1. На рис. 18-3 представлены форматы

адресов для сетей IP классов А, В и С.



Сети IP могут также быть разделены на более мелкие единицы, называемые

подсетями (subnets). Подсети обеспечивают дополнительную гибкость для



администратора сети. Например, предположим, что какой-то сети назначен

адрес класса В , и что все узлы в сети в данный момент соответствуют

формату адреса класса В. Далее предположим, что представлением адреса

этой сети в виде десятичного числа с точками является 128.10.0.0.

(наличие одних нулей в поле адреса главной вычислительной машины

обозначает всю сеть). Вместо того, чтобы изменять все адреса на

какой-то другой базовый сетевой номер, администратор может подразделить

сеть, воспользовавшись организацией подсетей. Это выполняется путем

заимствования битов из части адреса, принадлежащей главной

вычислительной машине, и их использования в качестве поля адреса

подсети, как показано на Рис. 18-4.



Если администратор сети решил использовать восемь битов для

организации подсети, то третья восьмерка адреса IP класса В

обеспечивает номер этой подсети. В нашем примере адрес 128.10.0.

относится к сети 128.10, подсети 1; адрес 128.10.2.0. относится к

сети 128.10, подсети 2, и т.д.

Число битов, занимаемых для адреса подсети, является переменной

величиной. Для задания числа используемых битов IP обеспечивает маску

подсети. Маски подсети используют тот же формат и технику

представления адреса, что и адреса IP. Маски подсети содержат единицы

во всех битах, кроме тех, которые определяют поле главной

вычислительной машины. Например, маска подсети, которая назначает 8

битов организации подсети для адреса 34.0.0.0. класса А,

представляет собой выражение 255.255.0.0. Маска подсети, которая

определяет 16 битов организации подсети для адреса 34.0.0.0. класса А,

представляется выражением 255.255.255.0. Обе эти маски изображены

на Рис. 18-5.



Для некоторых носителей (таких как локальные сети IEEE 802), адреса

носителя и адреса IP определяются динамически путем использования

двух других составляющих комплекта протоколов Internet: Address

Resolution Protocol (ARP) (Протокол разрешения адреса) и Reverse

Address Resolution Protocol (RARP) (Протокол разрешения обратного

адреса). ARP использует широковещательные сообщения для определения

аппаратного адреса (уровень МАС), соответствующего конкретному

межсетевому адресу. ARP обладает достаточной степенью универсальности,

чтобы позволить использование IP с практически любым типом механизма,

лежащего в основе доступа к носителю. RARP использует

широковещательные сообщения для определения адреса об'единенной сети,

связанного с конкретным аппаратным адресом. RARP особенно важен для

узлов, не имеющих диска, которые могут не знать своего межсетевого

адреса, когда они выполняют начальную загрузку.

Транспортный уровень

Транспортный уровень Internet реализуется ТСР и Протоколом Дейтаграмм

Пользователя (User Datagram Protocol - UDP). ТСР обеспечивает

транспортировку данных с установлением соединения, в то время как

UDP работает без установления соединения.

Протокол управления передачей (TCP)

Transmission Control Protocol (TCP) обеспечивает полностью

дублированные, с подтверждением и управлением потоком данных,

услуги для протоколов высших уровней. Он перемещает данные в

непрерывном неструктурированном потоке, в котором байты

идентифицируются по номерам последовательностей. ТСР может также

поддерживать многочисленные одновременные диалоги высших уровней.

Формат пакета ТСР представлен на Рис. 18-8.

Поле "порт источника" (source port) обозначает точку, в которой

конкретный процесс высшего уровня источника принимает услуги ТСР;

поле "порт пункта назначения" (destination port) обозначает порт

процесса высшего уровня пункта назначения для услуг ТСР.

Поле "номер последовательности" (sequence number) обычно обозначает

номер, присвоенный первому байту данных в текущем сообщении. В

некоторых случаях оно может также использоваться для обозначения

номера исходной последовательности, который должен использоваться в

предстоящей передаче.

Поле "номер подтверждения" (acknowledgement number) содержит номер

последовательности следующего байта данных, которую отправитель пакета

ожидает для приема.

Поле "сдвиг данных" (data offset) обозначает число 32-битовых слов

в заголовке ТСР.

Поле "резерв" (reserved) зарезервировано для использования

разработчиками протокола в будущем.

Поле "флаги" (flags) содержит различную управляющую информацию.

Поле "окно" (window) обозначает размер окна приема отправителя

(буферный об'ем, доступный для поступающих данных).

Поле "контрольная сумма" (checksum) указывает, был ли заголовок

поврежден при транзите.

Поле "указатель срочности" (urgent pointer) указывает на первый

байт срочных данных в пакете.

Поле "опции" (options) обозначает различные факультативные возможности

ТСР.

---

---