Лекция Сетевые технологии X.25

Цель лекции: Для изучения сетей с пакетной передачей необходимо изучить принципы построения сетей X.25, изучить их протоколы, принципы функционирования, кадры, правила их заполнения, что позволит углубить знания студентов при обучении.

Содержание:

- Сети X.25

- Соединения в сети X.25.

- Информационное взаимодействие в сети X.25

- Недостатки сетей X.25

 

Сети Х.25. В 1976 году был принят стандарт X.25, который стал основой всемирной системы PSPDN (Packet-Switched Public Data Networks).

Сети X.25 долгое время были единственными доступными сетями с коммутацией пакетов коммерческого типа, в которых давались гарантии коэффициента готовности сети. Стандарт X.25 определяет интерфейс между оконечным оборудованием - терминалом (DTE - Data Terminal Equipment) и оборудованием передачи данных (DCE - Data Communication Equipment), работающем в пакетном режиме. В качестве терминала может служить ЭВМ или любая другая система, удовлетворяющая требованиям X.25. Соединение DTE - DTE осуществляется через DCE. Главной особенностью сети X.25 является использование аппарата виртуальных каналов для обеспечения информационного взаимодействия между компонентами сети.

Виртуальные каналы предназначены для организации вызова и непосредственной передачи данных между абонентами сети. Информационный обмен в сети X.25 состоит из трех обязательных фаз:

- установление вызова (виртуального канала);

- информационный обмен по виртуальному каналу;

- разрыв вызова (виртуального канала);

Существуют два вида соединений:

- switched virtual circuit (SVC) - коммутируемый виртуальный канал;

- permanent virtual circuit (PVC) - постоянный виртуальный канал.

Соединения в сети X.25.

Постоянный виртуальный канал PVC является аналогом выделенного канала.

Коммутируемый виртуальный канал (SVC) напоминает традиционный телефонный вызов и реализует обмен данными. Имеются три типа коммутируемых виртуальных каналов, работающие в дуплексном режиме, но отличающиеся направлением устанавливаемых соединений: входящий SVC, двунаправленный SVC и выходящий SVC.

Информационное взаимодействие в сети X.25 осуществляется на физическом, канальном и сетевом уровнях.

На физическом уровне могут быть использованы любые универсальные или специализированные интерфейсы. Компонентами сети являются устройства трех основных категорий, рисунок 6.1:

- устройства DTE (Data Terminal Equipment);

- устройства DCE (Data Communication Equipment);

- устройства PSE (Packet Switching Exchange).

Устройство PAD - Пакетный адаптер данных (packet assembler/ disassembler) является специфическим устройством сети X.25. Пакетный адаптер данных PAD предназначен для выполнения операции сборки нескольких низкоскоростных потоков байт от алфавитно-цифровых терминалов в пакеты, передаваемые по сети и направляемые компьютерам для обработки.

 

 

Рисунок 22.1 – Структура сетей Х.25

 

Компьютеры и локальные сети обычно подключаются к сети X.25 непосредственно через адаптер X.25 или маршрутизатор, поддерживающий на своих интерфейсах протоколы X.25. Основные функции PAD:

- сборка символов, полученных от асинхронных терминалов, в пакеты;

- разборка полей данных в пакетах и вывод данных на асинхронные терминалы;

- управление процедурами установления соединения и разъединения по сети X.25 с нужным компьютером;

- передача символов, включающих старт-стопные сигналы и биты проверки на четность, по требованию асинхронного терминала;

- продвижение пакетов при наличии соответствующих условий, таких как заполнение пакета, истечение времени ожидания и др.

Основные функции PSE - Коммутатор Х.25:

- прием кадра LAP-B;

- ответ на него другим кадром LAP-B, в котором подтверждается получение кадра с конкретным номером;

- организация повторной передачи кадра при утере или искажении кадра;

В случае правильного приема кадра LAP-B:

- извлечение пакета Х.25,

- на основании номера виртуального канала определение выходного порта,

- формирование нового кадра LAP-B для дальнейшего продвижения пакета.

X.25 функционирует на уровнях 1-3 модели OSI, рисунок 22.2.

 

 

Рисунок 22.2 – Протоколы Х.25

 

Протокол физического уровня канала связи не определен. На канальном уровне используются протоколы LAP и LAP-B.

LAP-B (Link Access Procedure Balanced) – процедура доступа к соединению, сбалансированная.

HDLC (High Level Data Link Protocol) – протокол управления соединением высокого уровня.

Х.25 описывает форматы пакетов и процедуры обмена пакетами между равноправными объектами.

X.75 определяет правила согласования параметров при переходе из сети в сеть. Используется для соединения сетей таких, как X.25, на международном уровне.

MLP (Multilink Procedure) – мультиканальный протокол.

Формат пакета X.25. Формат пакета Х.25 приведен на рисунке 22.3.

Рисунок 22.3 - Формат пакета Х.25

 

Протокол X.25 (Packet Layer Protocol) обеспечивает для вышележащих уровней сервис с установлением соединения.

На данном уровне определены процедуры установления виртуальных соединений, передачи данных по виртуальным соединениям и разрыва виртуального соединения.

Все пакеты X.25 имеют в своем составе три общих октета:

- GFI (General Format Identifier) – общий идентификатор пакета. GFI указывает модуль VC (8, 128 или 32768 бита);

 

- LGN (Logical Channel Group Number) – совместно с полем LCN задает номер логического каналаLCN (Logical Channel Number) – задает номер логического канала

- PTI (Packet Type Identifier) – идентификатор типа пакета.

В X.25 определен 21 тип пакета.

Формат кадра LAP-B, рисунок 22.4.

 

Рисунок 22.4 – Формат кадра LAP-B

 

Flag (Флаг) - служит для разделения кадров и всегда имеет формат 0х7Е (01111110).

Для исключения появления такой же информационной комбинации используется метод вставки бит (Bit Stuffing).

Address (Адрес) - так как LAP-B работает в режиме «точка-точка», то поле адреса служит для различения канальных команд и откликов.

Control (Управление) - служит для идентификации типа кадра, может включать порядковый номер и информацию от системы управления и контроля ошибок.

FCS (Frame Check Sequence – Контрольная последовательность кадра) - служит для контроля целостности передаваемых данных.

Недостатки сетей X.25

- ориентация на «плохие сети» и, соответственно, низкие скорости передачи (до 512 кбит/с);

- отсутствие гарантий выделения необходимой пропускной способности;

- наличие переменных задержек и невозможность использования сетей X.25 для передачи речи.