26 Особенности технологий глобальных телекоммуникаций: Frame Relay, X.25, atm, sdh.
Первой крупномасштабной реализацией сетей с коммутацией пакетов PSN была Х.25. это сетевой стандарт ITU-T, который действует на уровнях 1,2,3 модели OSI-RM. Сети Х.25 имели невысокие скорости передачи д-х, к-е компенсир-сь службами контроля ошибок на уровне сети и восстановл-ия. Х.25 состоит из 4 компонентов: терминальн.оборуд-е(DTE)-устр-во,к-е посылает и получает сетевые д-е по сети пакетной коммутации, сборка/разборка пакетов(PAD),оконечное оборуд-е канала передачи д-х(DCE) и пакетные коммутаторы(PSE). Основным функ-м PAD:1сборка символов,получ-х от асинхронных терминалов, в пакеты.2разборка полей данных в пакетах и вывод д-х на асинхр-е терминалы.3.управление процедурами установления соединения и разъединения по сети с нужным компом.4передача символов,включ-х старт-стопные сигналы и биты проверки на четность.5продвижение пакетов при наличии соответст-х условий…Устройства PAD испол-ся для подключения кассовых аппаратови банкоматов. 3уровня:физич.,канальн.,сетевой.На кан-м уровне испол-ся протокол LAP-B(оба узла,участв-х в соединении,равноправны).устанавл-я соед-е м/у польз-м обор-м DTE и коммутатором сети.
Frame Relay предназначен для межсетевого общения, ориентирован на соединение и использует два протокольных уровня модели OSI. Остальные уровни должны реализоваться программно. Такая схема заметно удешевляет интерфейс. Протокол вводит понятие committed information rates (CIR - оговоренные скорости передачи), обеспечивая каждому приложению гарантированную полосу пропускания. Если приложение не использует полностью выделенную полосу, другие приложения могут поделить между собой свободный ресурс. Frame Relay гарантирует большее быстродействие, чем X.25. Стандарт предусматривает 2-х, 3-х и 4-х байтовые форматы заголовков (ANSI T1.618 и ITU-T Q.922) и синхронную передачу данных. Применение инкапсуляции гарантирует транспортировку пакетов других протоколов через сети Frame Relay. Пакет Frame Relay начинается и завершается разграничительным байтом 0x7e (что соответствует и стандарту Х.25). Максимальный размер кадра 1600 октетов. NLPID - идентификатор протокола сетевого уровня (network layer protocol ID).
FCS - двухбайтовая контрольная сумма кадра (frame control sum). Заполнитель является опционным и может отсутствовать.
Преимущ-о сети Frame Relay-низкая протокольная избыточность и дейтаграммный режим работы,что обесп-т высокую пропускн.спос-ть и набольшие задержки кадров. Разрабат-сь для соединения частныхЛВС. Скорость передачи д-х до 2Мбит/с.2 ровня:физич. и канальный. Использует 2типа кадров:LAP-D иLAP-F(терминальное обор-е посылает в сеть эти кадры в любой мом.вр,считая,что вирт.канал в сети коммутаторов уже проложен).Для установки коммутируемых вирт.каналов исп-ся кадр типа LAP-D.Особ-тью Frame Relay явл-ся отказ от коррекции обнаруж-х в кадрах искажений.Структура кадра протокола LAP-F:
У трех битного заголовка нет третьей строки
Поле номера вирт.соедин-я DLCI состоит из 10 битов,что позволяет испол-ть до 1024 вирт.соед-й, поле д-х может иметь размер до 4056 байт; поле C/R имеет обычный для протокола семейства HDLC смысл(признак «команда-ответ»). Поле DE,FECN,BECN исп-ся протоколом для управлением трафиком и поддержания зад.качества обслуживания вирт.канала. Для кажд. вирт.соед-я опр-ся пар-ры, вляиющие на качество обслуж-я:1.CIR-согласован.информац.скор-ть 2.Bc-согласов.объем пульсаций 3.Be-дополн.объем пульсаций
Сеть АТМ(Asynchronous Transfer Mode) имеет классич.стр-ру крупной террит-ной сети-конечные станции соед-ся индивидуал-ми каналами с коммут-ми нижнего ур-ня,к-е в свою очередь соед-ся с коммут-ми более высок.ур-ней.Коммут-ры АТМ польз-ся 20-байтными адресами конечных узлов д/маршрут-ции трафика на основе техники виртуальных каналов.Д/частных сетей АТМ опр-н протокол маршр-ции PNNI,с пом.к-го коммут-ры могут строить таблицы маршр-ции автоматически.В публичных сетях АТМ таблицы маршр-ции м.строиться админами вручную или м.поддерж-ся протоколом PNNI.Коммутация пакетов происходит на основе идентификатора виртуального канала,к-й назначается соед-нию при его установлении и уничтожается при разрыве соединения.Адрес конечного узла АТМ,на основе к-го прокладыв-ся виртуал.канал,имеетиерарх.стр-ру,подобную в телефон.сети,и исп-ет префиксы,соотв-щие кодам стран и т.п.,что упрощает маршр-ю запросов соединения,как и при исп-нии агрегированных IP-адресов в соотв-вии с техникой CIDR.Вирт.соед-я м.б. постоянными и коммутируемыми.Д/ускорения коммутации исп-ся понятие вирт-го пути VPI,к-й объед-ет вирт.каналы,имеющие в сети АТМ общ.маршрут м/у исходным и конечным узлами или общ.часть маршрута м/у нек-ми 2-мя коммут-ми сети.Идентификатор вирт.пути явл-ся старшей частью лок-го адреса и предст-ет собой общ.префикс д/нек-го кол-ва различных вирт.каналов. Идея агрегирования адресов в АТМ применена на 2-х ур-нях- на ур-не адресов конечных узлов(на стадии установления вирт.к-ла) и ур-не номеров вирт.к-лов(при передаче данных по имеющемуся вирт.к-лу).Соед-я конечн.станции АТМ с коммут-ром нижнего ур-ня опр-ся стандартом UNI.Спецификация UNI опр-ет стр-ру пакета,адресацию станций,обмен упр-щей инфор-ей,ур-ни протокола АТМ,способы установления вирт.к-ла и способы упр-я трафиком.АТМ основыв-ся на технологии SDH/SONET,принимая ее иерархию скоростей.Нач.ск-ть доступа польз-ля сети ОС-3 155Мбит/с(оптоволокно,неэкр.витая пара),ОС-12 622Мбит/с(оптоволокно SMF и MMF).Имеются и др.интерфейсы-глоб.сетей Т1/Е1 и Т3/Е3 со ск-тью 100Мбит/с,лок.сетей 4В/5В-100Мбит/с,и интерфейс со ск-тью 25Мбит/с,предложенный IBM.Кроме того,д/ск-ти 155,52Мбит/с опр-н так называемый «cell-based»физич.ур-нь,т.е.ур-нь основанный на ячейках,а не на кадрахSDH/SONET,что сокращает накладные расходы на служебн.данные,но усложняет синхронизацию приемника с передатчиком на ур-не ячеек.Взаимодействует с унаследованными протоколами локальных и глобальных сетей:IP,SNA,Ethernet,ISDN.Большая ск-ть обмена,изохронность«транспортная сеть»,к-я объединяет локальные.В АТМ 2 различных типа трафика: с постоян.битовой ск-тью и с переменной битовой ск-тью.Пять классов трафика,отличающихся след.кач-ми хар-ками:1)наличием или отсутствием пульсации,т.е.трафики CBR или VBR;2)требованием к синхронизации данных м/у передающей и принимающей сторонами;3)типом протокола,передающего свои данные ч/з сеть АТМ;4)Поддерживаются след.параметры:макс.ск-ть передачи данных,средн.ск-ть,миним.ск-ть,макс.размер пульсации,доля потерянных ячеек,задержка передачи,вариация задержки ячеек.В АТМ самые короткие файлы 53 байта(5б-заголовок,48б-данные) Технология ATM ( Asynchronous Transfer Mode) - это транспортный механизм, ориентированный на установление соединения при передаче разнообразной информации в сети. Для этого в ATM разработана концепция виртуальных соединений (virtual connection) вместо выделенных физических связей между конечными точками в сети. Она обеспечивает высоко эффективную связь и большую гибкость в построении гомогенных сетей, где связь между узлами сети требуется независимо от их физического местоположения. ATM - это метод передачи информации между устройствами в сети маленькими пакетами, называемыми ячейками (cells). Одним из самых важных преимуществ АТМ является возможность передавать в поле данных ячеек абсолютно любую информацию. К тому же АТМ не придерживается какой-либо определенной скорости передачи и может работать на сверх высоких скоростях. Все ячейки в АТМ фиксированной длины - 53 байта. Ячейка состоит из двух частей: заголовка (cell header) размером 5 байт и поля данных (cell payload) размером 48 байт. Заголовок содержит информацию для маршрутизации ячейки в сети. Поле данных несет в себе полезную информацию, которую собственно и нужно передать через сеть.
Технология АТМ первоначально разрабатывалась телефонными компаниями для поддержки их коммуникаций и должна была стать основой для унифицированной передачи любой информации. В процессе разработки архитектура АТМ адаптировалась для частных корпоративных магистралей и сетей для рабочих групп. АТМ может передавать данные как через десятки метров, так и через сотни километров. АТМ использует системы кодирования информации на физическом уровне, одинаково подходящие для передачи как по локальным, так и по глобальным сетям. Некоторые специальные типы ATM-интерфейсов поддерживаются сетями общего пользования для удаленной связи по АТМ, что решает задачу передачи данных между АТМ-сетями без специальных преобразований и независимо от территориального расположения устройств.
Внедрение технологии АТМ позволит добиться следующих преимуществ.
- Гибкость. Развитие систем кодирования и сжатия данных приводит к уменьшению требований по скорости передачи. В будущем, возможно, возникнут новые службы с новыми требованиями. Все эти изменения не потребуют модификации сети АТМ и не приведут к ухудшению использования каналов.
- Эффективное распределение ресурсов. Все доступные ресурсы сети могут использоваться всеми службами с оптимальным статистическим разделением. Не предусматривается никаких специализаций ресурсов по видам служб. Здесь имеется в виду более эффективное распределение по сравнению с наиболее распространенными сегодня системами коммутации каналов. Конечно, система Х.25 или TCP/IP распределяют ресурсы более эффективно, но в ущерб качеству.
- Единая универсальная сеть. Поскольку требуется разработать и поддерживать только одну сеть, то полная стоимость системы может быть меньше, чем суммарная стоимость всех существующих сетей.