Стандарты протоколов сетевого уровня.

- Х.25, разработанный МСЭ-Т для сетей с коммутацией пакетов.

- TCP/IP ( Transmission Control Protocol/Internet Protocol ). Используется в глобальной сети Internet и в локальных сетях предприятий.

Протокол Х.25.

Х.25 содержит сведения о процедурах подключения пакетного ООД к сети пакетной информации. Х.25 – трехуровневый, включает в себя физический, канальный и сетевой уровень модели ISO . В качестве физического уровня Х.25 рассматривается стандарт Х.21.

В интерфейсе Х.21 двустороннего обмена данными используется две цепи T и R – по одной для каждого направления (Т – передача, R – прием). Синхронная передача данных обеспечивается цепями B и S . При этом цепь В обеспечивает синхронизацию байтов, т.е. оно устанавливается в состояние «разомкнуто» при передаче последнего бита в составе байта. По цепи S передаются сигналы битовой синхронизации, цепь С и I предназначены для управления.

Интерфейс Х.21 предназначен для стыка с цифровыми каналами. Но, поскольку, в период сосуществования аналоговых и цифровых каналов возникает необходимость доступа к цифровым сетям с помощью аналоговых каналов, разработана рекомендация X.21.bis , использующая цепи сопряжения V.24 . X.21.bis позволяет осуществлять доступ к сети как через аналоговый, так и через цифровые каналы. Стык X.21 лучше, чем стык X.21.bis .

Интерфейс Х.21 позволяет использовать простой протокол организации соединения и разъединения. Для обмена управляющей информацией используется международный алфавит №5, совпадающий со знаками кода ASCII . Особенностью этого стыка является то, что сигналы управления соединения передаются по тем же цепям, что и сигналы данных.

Рекомендация Х.25 предусматривает также работу по физическому стыку рекомендаций серии V. Этот стык предусматривает подключение только по аналоговому каналу и предназначен для подключения к нему аналоговых модемов, работающий по рекомендации серии V .

Протокол канального уровня.

Протокол канального уровня Х.25 представляет собой элемент из множества протоколов, определенных в HDLC , и относится к асинхронным балластным процедурам LAPB . Общее количество кадров в протоколе весьма не велико – всего 9. Можно заметить одну маленькую деталь, выделяющую процедуру LAPB из остальных. Она состоит в том, что информационные кадры всегда имеют значения команды. Разделение кадров на команды и ответы состоит в том, что с помощью канала запрашивается статус удаленной станции, а с помощью ответов передается реакция на такой запрос. Т.е. если одна из станций запросила у противоположной ее статус, эта последняя вынуждена прервать поток данных и ответить на запрос служебным кадром – ответом. Это связано с тем, что запрашивающая станция требует удостовериться не просто работоспособности запрашиваемой, но и точно знать ее состояние – может ли она принимать данные в потоке, необходимо ли произвести повторную передачу и т.д., таблица 3.

Таблица 3 - Формат передачи информации

формат передачи информации	команда	ответ	кодирование
супервизорный	I ( информация )		0	N(S)			P		N(R)
	RR (готовность к приему)	RR (готовность к приему)	1	0	0	0	P/F		N(R)
	RNR (неготовность к приему)	RNR (неготовность к приему)	1	0	1	0	P/F		N(R)
	REJ (неприем)	REJ (неприем)	1	0	0	1	P/F		N(R)
			1	2	3	4	5	6	7	8
			поле управления кадра

Номера N(S) и N(R) в поле управления информационных кадров обозначают соответственно порядковый номер, присвоенный данному кадру, и номер, означающий подтверждение принятых информационных кадров.

Номер N(R) означает подтверждение всех информационных кадров с номерами до N(R)-1 включительно, т.е. N(R) равен номеру ожидаемого на прием кадра.

Кадр «готовность к приему» - кадр RR используется процедурой для указания на то, что станция пославшая его, в состоянии принимать информационные кадры, а также для подтверждения принятых из канала кадров.

Кадр «не готовность к приему» – кадр RNR используется передавшей его станцией помимо подтверждения принятых данных для индикации временной не способности принимать дополнительные входящие кадры I . Как правило, передача этого кадра вызвана перегрузкой узла, который в силу отсутствия свободных буферов не может принимать данные. После принятия такого кадра необходимо приостановить поток данных в канал до того момента, пока это состояние не будет снято.

Кадр «не прием» - кадр REJ передается в случае, если обнаружен собой в последовательности принимаемых кадров данных. Например, если вместо ожидаемого кадра данных с номером N(S)=3 был принят кадр с номером N(S)=5, то это означает, что кадры с номерами 3 и 4 были переданы с ошибками и отброшены на приеме. Поскольку процедура коррекции ошибок в Х.25 построена таким образом, что в случае сбоя последовательности кадров начинается повторная передача всех ранее переданных и неподтвержденных кадров, то в данном примере в составе кадра REJ будет указан номер N(R) , подтверждающий все кадры с номерами до 3. Сам кадр с номером 5, несмотря на то, что был передан без ошибок, также будет отброшен, поскольку он был принят вне последовательности. Более того, станция будет отбрасывать все принимаемые кадры до тех пор, пока не примет кадр с ожидаемым номером, в нашем примере кадр номер 3.

Сетевой уровень является протоколом виртуального подключения между двумя терминалами. «Виртуальное» – представляет собой несколько последовательно соединенных логических каналов. Логический канал обеспечивается путем мультиплексирования физической линии, соединяющей пакетное ООД с центром коммутации пакетов ЦКП или два ЦКП между собой. Для этих целей используются логические каналы, которые организуются через все три уровня процедуры Х.25. На рисунке 11 показан формат пакета Х.25 для передачи данных.

Рисунок 11 - Пакет Х.25 данные ДТЕ (ООД).

Q – бит идентификации пакета;

D – бит подтверждения пакета;

P(R) – порядковый номер приема;

P(S) – порядковый номер передачи;

M – бит конца передачи;

O – дальше пойдут данные;

1 – последний пакет.

Номер группы логического канала и номер логического канала в группе представляют собой идентификатор логического канала. В поле «данные пользователя» передаются блоки протокола транспортного уровня. Порядок установления виртуального соединения:

· От источника передается пакет «запрос соединения». Этот запрос проходит через всю сеть, на любом участке сети может быть использован любой логический канал из возможных 4096. Когда пакет придет к получателю, то путь его будет зафиксирован, т.е. будет записано в ЦКП, что определенные логические каналы закреплены за данным виртуальным соединением, следовательно, они другому виртуальному соединению присвоены не будут.

· Затем по этой трассе будут передаваться пакеты «данные ООД».

· После окончания процедуры обмена данными через этот же виртуальный канал посылается «запрос разъединения». После того, как этот пакет пройдет через сеть, виртуальный канал прекращает свое существование.

Адресация в сетях Х.25.

Адресация в любой сети связи играет очень важную роль, и пакетные сети – не исключение. Очевидно, что адресация должна однозначно определять каждого абонента и отражать структуру сети.

Рекомендация Х.121 описывает структуру международного плана нумерации и определяет максимальные длины адресов, принимаемых на пакетных сетях, и состав этих адресов. С точки зрения Х.21, каждой стране присваивается уникальный трехцифровой код. Этот код должен указываться в самом начале адреса на позициях первых цифр. При этом коды стран формируются таким образом, что первая цифра этого кода представляет зоны земного шара. Цифра 2 определяет Европу, 3 – Северную Америку, 4 – Азию, 5 – Австралию и Океанию, 6 – Африку, 7 – Южную Америку. 1 – подвижные спутниковые системы. Цифры 8-0 задают выход в другой план нумерации, например, сети телекса или телефонной сети. Для Советского Союза, а в последствии для России как его правопреемницы, выделен код 250. В 1995 году России выделен дополнительный код 251.

Четвертая цифра адреса означает номер сети в рамках единой страны. При этом цифра 5 отведена под федеральную сеть. Таким образом, в соответствии с рекомендацией Х.121 Российские сети имеют следующие идентификаторы:

2500 – сеть Роспак,

2501 – Спринт,

2502 – Иаснет,

2503 – ММТЕЛ,

2504 – Инфотел,

2506 – Роснет и т.д.

Эти идентификаторы называются «код идентификации сети данных» - DNIC. Таким образом, для каждой страны может быть определено минимум десять сетей.

Согласно Х.121, максимальная длина адреса с учетом DNIC , составляет 14 знаков, из которых10 отводится для идентификации оконечного оборудования.

Протокол Х.25 является одним из наиболее сложных, так как узлы коммутации выполняют большое количество функций, обеспечивающих обнаружение и исправление ошибок, управление потоком данных, мультиплексирование потоков пакетов в едином физическом канале. Из-за этого в сети передачи данных могут возникать значительные задержки, существенно влияющие на работу приложений реального времени.

Транспортная система, реализованная на основе протокола Х.25, обладает рядом недостатков резко ограничивающими область ее применения:

- отсутствие гибкости при адаптации к требованиям по объемам и скорости передаваемой информации;

- невозможность передачи в одном канале трафика данных и голосовой информации;

- низкая эффективность использования ресурсов;

- повышенные требования к производительности коммутационных процессов и объемом буферной памяти.

Протокол TCP/IP

TCP/IP – это название семейства протоколов передачи данных в сети. Протокол – это набор правил, которых должны придерживаться все компании, чтобы обеспечить совместимость производимого аппаратного и программного обеспечения.

Термин TCP/IP включает название двух протоколов – TCP (Transmission Control Protocol) и IP (Internet Protocol).

TCP/IP не является одной программой, а относится к целому семейству связанных между собой протоколов, разработанных для передачи информации по сети и одновременного обеспечения информацией о состоянии самой сети.

TCP/IP является программным компонентом сети. Каждая часть семейства TCP/IP решает определенную задачу: отправление электронной почты, обеспечение удаленного обслуживания входа в систему, пересылку файлов, маршрутизацию сообщений или обработку сбоев в сети. Применение TCP/IP не ограниченно глобальной сетью Internet . Это наиболее широко используемые во всем мире сетевые протоколы, применяемые как в крупных корпоративных сетях, так и в локальных сетях с небольшим числом компьютеров.

Архитектура TCP/IP .

Архитектура TCP/IP показана на рисунке, она сравнивается с архитектурой модели OSI . Обе архитектуры включают похожие уровни, в TCP/IP несколько слоев OSI – модели объединены в один. Это сделано для удобства реализации сервиса TCP/IP , рисунок 12.

Модель OSI		TCP/IP (Internet)
Прикладной		Прикладной
Представительный
Сеансовый
Транспортный		Транспортный
Сетевой		Internet
Передача данных		Сетевой интерфейс физический
Физический		Сетевой интерфейс физический

Рисунок 12 - Архитектура TCP/IP

Уровень может ничего не знать о содержании сообщения, но он должен знать, что дальше делать с этим сообщением. Уровень приложений передает сообщение на следующий уровень и т.д. через все уровни, пока физический уровень не передает его в кабель. Каждый уровень по-своему обрабатывает сообщение электронной почты, но не знает о фактическом содержании этого сообщения.

Каждый уровень выполняет собственное формирование пакета, добавляя заголовок и концевые блоки к сообщению, поступившему с более высокого уровня. Это приводит к появлению шести наборов заголовков и концевых блоков к тому моменту, когда сообщение готово к передаче по сети. По мере того, как данные передаются с верхнего уровня на нижний, протокол каждого уровня добавляет собственный заголовок, включающий необходимую служебную информацию. Все заголовки и концевые блоки затем передаются физическому уровню, который может добавить свою порцию служебной информации для передачи по физической сети.

TCP устанавливает непосредственное логическое соединение, т.е. компьютеры как бы соединяются напрямую, и каждый из них знает о состоянии другого.

TCP – это надежный метод связи, поскольку происходит подтверждение каждого принятого сообщения. Протокол ТСР добавляет заголовок в начало сообщения, которое транспортный уровень получает от более высоких уровней. Заголовок содержит базовую информацию о том, кто послал пакет и кому, специальную информацию о типе сообщения и статистические данные.

Протокол IP

Internet Protocol (IP) – основной протокол TCP/IP. IP не устанавливает логического соединения. Это значит, что IP не контролирует доставку сообщения конечному адресату. IP -адреса машины-отправителя и машины-получателя включаются в заголовок датаграммы и используются для передачи датаграмм между шлюзами. При этом используется информация о маршрутизации, находящаяся на шлюзе и указывающая, куда передавать датаграмму на каждом этапе.

Основной задачей IP является адресация датаграмм и их передача между компьютерами. Он анализирует информацию об адресате и использует ее для определения наилучшего маршрута. IP добавляет свой собственный заголовок к сообщению, полученному от более высоких уровней ТСР. IP решает также другую задачу, связанную с разбитием данных датаграмм на несколько частей меньшего размера и последующей сборкой в первоначальный вид в точке назначения. Большие датаграммы могут быть разбиты по ряду причин, включая ограничения размера IP -сообщений (приблизительно 64 К). Обычно сеть не может непосредственно передавать такое большое сообщение, требуя разрыва датаграммы на маленькие фрагменты по несколько килобайт.

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 131; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!