Телеграфные службы, сети и службы ПД - часть 8

Протокол  HDLC  является   базовым   для   целой   группы

протоколов канального уровня, используемых как в глобаль-

ных, так и в локальных компьютерных сетях, а именно:

1) LAP ( Link Access Procedures) — процедура доступа к звену

передачи данных (используется в стандарте Х.25);

2) LAPB  (Balanced  Link Access  Procedures)   —  сбалансиро

ванная процедура доступа к звену передачи данных (при

меняется в стандарте Х.25);

3) LLC (Logical Link Control) — управление логическим кана

лом, стандарт опубликован комитетом ШЕЕ-802 для локаль

ных сетей;

4) SDLC (Synchronous Data Link Control) — синхронное уп

равление звеном данных, разработан компанией IBM;

5) ADCCP  (Advanced  Data Communication Control Procedu

res)  — разработан Американским национальным институ

том стандартов (ANSI).

Все   вышеперечисленные   протоколы   выполняют   только

часть функций, имеющихся в HDLC.

Стандарты протоколов сетевого уровня. Широко применяе-

мыми стандартами сетевого уровня являются протоколы:

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

пакетов;

— IPX/SPX, предложенный фирмой "Novell";

— TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol),

разработанный в конце 60-х годов XX в. для глобальной сети

Агентства по передовым исследовательским проектам минис

терства обороны США.  В настоящее время используется в

глобальной сети Internet и в локальных сетях предприятий и

учреждений, базирующихся на протоколах TCP/IP и называ

ющихся intranet.

Х.25 трехуровневый, включает в себя физический, каналь-

ный и сетевой уровни моделей ISO.

В   качестве  физического   уровня  в   Х.25   рассматривается

стандарт Х.21, в котором описывается интерфейс физического

уровня между ООД (компьютером) и АПД (модемом).

В  некоторых   странах   вместо   Х.21   применяется  стандарт

X.21Bis, который аналогичен стандартам V.24 и RS232-C. Под-

ключение к компьютеру устройств через интерфейс RS232-C

производится с использованием 25- или 9- контактного разъе-

ма с обратной стороны системного блока.

Физический уровень Х.25 не осуществляет функций конт-

роля за качеством передаваемой информации.

Протоколы канального уровня Х.25 — LAP и LAPB являют-

ся подмножествами протокола HDLC. В кадре протокола LAP

или LAPB транспортируется пакет сетевого уровня стандарта
Х.25.

Канальный уровень с протоколом LAP применяется  на

практике редко.

При рассмотрении сетевого уровня Х.25 различают дейтаг-

раммное и виртуальное соединения:

— дейтаграммное имеет пакет с адресами получателя и

отправителя, который проходит через сеть от отправителя до

получателя по своему произвольному маршруту и, путешествуя

от узла к узлу, доходит до получателя;

— виртуальное представляет собой несколько последова

тельно  соединенных логических  каналов. Логический канал

обеспечивается  путем  мультиплексирования  физической ли-  

нии,   соединяющей  пакетное  ООД,   с  центром  коммутации 

пакетов (ЦКП) или два ЦКП между собой.

На рис. 13.4 приведен в качестве примера формат пакета

Х.25,   транспортирующего   информацию   через   установленное

ранее   виртуальное   соединение.   В   каждом   физическом   со-

единении возможна организация 16 х 256 = 4096 логических

каналов, где 16 — количество групп логических каналов, 256 —

число логических каналов в группе.

Номер группы логического канала и номер логического

канала в группе представляют собой идентификатор логическо-

го канала.

В поле "данные пользователя" передаются блоки протокола

транспортного уровня.

Порядок установления виртуального соединения:

1. От источника передается пакет "Запрос соединения".

Этот запрос проходит через всю сеть, на любом участке сети

может быть использован любой логический канал из возмож

ных 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 со

единением, следовательно, они другому виртуальному соеди

нению присвоены не будут.

2. Затем по этой трассе будут передаваться пакеты "Данные

ООД".

3. 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.

Для облегчения передачи информации через сеть ДЦ с

Х.25   от   неинтеллектуальных   терминалов   (асинхронных   теле-

графных аппаратов и так далее) применяются средства сборки-

разборки   пакетов   (СРП   или  PAD  —  packet  assembled  di-

sassembled) .

Работа   средств   сборки-разборки   пакетов   описывается   в

стандартах:

Х.З   —    средство сборки-разборки пакетов (СРП) в сети дан-

ных общего пользования;

Х.28   —   стык   ООД/АКД   для   стартстопного   —   оконечного

оборудования   данных,   имеющего   доступ   к   средству  сборки-

разборки пакетов (СРП) в сети данных общего пользования в

пределах   одной   страны;  Х.29   —   процедуры   обмена

управляющей   информацией   и   данными   пользователя   между

средствами сборки разборки пакетов (СРП) и пакетным ООД

или другим СРП.

Для пользователей, которые работают в двух различных

сетях с коммутацией пакетов по Х.25, взаимодействие для

совместного использования ресурсов и обмена данными осу-

ществляется   с   применением   протокола   Х.75.   Протокол   Х.75

подобен   Х.25,   имеет   те   же   свойства,   логические   каналы,

коммутируемые виртуальные каналы, некоторые управляющие

пакеты аналогичны Х.25. Стандарт Х.75 размещается над Х.25

в сетевом уровне и содержит уровни:

1) физический; 2) канала связи; 3) сетевой.

Протоколы   транспортного   уровня.   Сетевой   уровень   предо-

ставляет услуги транспортному, который требует от пользова-

телей запроса на качество обслуживания сетью.

После   получения   от   пользователя   запроса   на   качество

обслуживания транспортный уровень выбирает класс протоко-

ла, который обеспечивает требуемое качество обслуживания.

Качество обслуживания сети зависит от ее типа, доступно-

го конечному пользователю, а также от транспортного уровня.

МСЭ-Т, ISO, ECMA определяют три типа сетей:

а) сети, обеспечивающие приемлемые уровни ошибок и

сигнализации об ошибках (приемлемое качество);

б) сети, обеспечивающие приемлемый уровень ошибок и

неприемлемо слабую сигнализацию об ошибках;

с)   сетевые   соединения,   представляющие   неприемлемый

уровень ошибок для пользователя (ненадежные сети).

При   существовании   разных   типов   сетей   транспортный

уровень позволяет установить следующие параметры качества

обслуживания:

1) пропускная способность;

2) надежность сети;

3) задержка передачи информации через сеть;

4) приоритеты;

5) защита от ошибок;

6) мультиплексирование;

7) управление потоком;

8) обнаружение ошибок.

Транспортный уровень отвечает за выбор соответствующе-

го   протокола,   обеспечивающего   требуемое   качество   обслу-

живания на сети [6].

Примером протоколов транспортного уровня могут служить

протокол МСЭ-Т (МККТТ) Х.224 — "Спецификация протоко-

ла транспортного уровня взаимосвязи открытых систем для

применения   МККТТ"   [13]   и   стандарт  ISO  8073   "Системы

обработки   информации.   Взаимосвязь   открытых   систем.   Спе-

цификация протоколов транспортного уровня".

Протоколы   верхних   уровней.  К   верхним   уровням   относят

протоколы сеансового, представительного и прикладного уров-

ней.

Сеансовый уровень. Здесь производится организация спосо-

бов взаимодействия между прикладными процессами пользова-

телей,   т.е.   управление   взаимодействием   между   открытыми

системами. В качестве примеров протоколов сеансового уровня

можно рассматривать стандарт Х.225 — «Спецификация прото-

кола   сеансового   уровня   взаимосвязи   открытых   систем   для

применений МККТГ» [14], разработанный МСЭ-Т, и стандарт

ISO  8327  «Системы   обработки  информации.  Взаимосвязь  от-

крытых   систем.   Базовая   спецификация   протокола   сеансового

уровня, ориентированная на соединение».

Представительный уровень.  Определяет синтаксис переда-

ваемой информации, т.е. набор знаков и способы их представ-

ления, которые являются понятными для всех взаимодейству-

ющих   систем.   Это   процесс   согласования   различных   кодов,

согласно ему взаимодействующие системы договариваются о

той форме, в которой будет передаваться информация. Приме-

ром   протоколов   представительного   уровня   являются:   Х.226

«Спецификация протокола уровня представления взаимосвязи

открытых систем для применения МККТТ» [15] и стандарт ISO

8823 «Системы обработки информации. Взаимосвязь открытых

систем.   Спецификация   протоколов   уровня   представления   в

режиме управления соединением».

Прикладной уровень.  Определяет семантику, т.е. смысловое

содержание   информации,   которой   обмениваются   открытые

системы. Примером стандарта прикладного уровня может слу-

жить стандарт МСЭ-Т Х.400.

Особенности стандартизации протоколов для локальных сетей.

Особенностью   стандартов,   разрабатываемых   для   локальных

сетей,   является   предложенная   комитетом  IEEE-802   [17]   ар-

хитектура нижних уровней локальных вычислительных сетей

(см. рис. 13.5) в сопоставлении с уровнями эталонной модели

взаимодействия открытых систем [18]. Эта особенность заклю-

чается в том, что канальному уровню модели ISO соответству-

LLC (Logical link control) — подуровень управления логическим каналом; MAC 

(Medium access control) — подуровень управления доступом к среде передачи; 

PHY (Physical) — физический уровень; MS (Management station) — уровень уп-

равления станцией.

ют два подуровня модели  IEEE-802, а именно:  MAC, опреде-

ляющий  метод  доступа к среде передачи, и  LLC  [21], обес-

печивающий   управление   логическим   каналом.   Реализация

уровней выше второго принципиальных отличий не имеет,

будь то локальные сети или глобальные.

Сопоставительный анализ протокольных стеков. Существующие

сетевые   архитектуры,   будь   то   стандарты,   разработанные

международными комитетами, или наборы протоколов, создан-

ные фирмами-производителями оборудования для компьютер-

ных сетей, отличаются друг от друга и имеют  свою область

применения.

Одним   из   существенных   критериев,   используемых   для

сопоставительного анализа, можно считать охват сетью опреде-

ленной территории. Деление сетей по этому признаку предпо-

лагает сети трех типов: глобальные, региональные и локальные.

Часто используемый термин корпоративные сети можно от-

нести к глобальным  или к локальным  в зависимости от их

размеров.

Реально   существующие   наборы   протоколов   сетевых   ар-

хитектур (протокольные стеки) можно разбить на две группы:

для глобальных и для локальных сетей. В табл. 13.1 представ-

лены сетевые архитектуры глобальных сетей общего пользо-

вания [16].

Протокольные   стеки   МККТТ   и  ISO  включают   полные

наборы   протоколов   от   канального   до   прикладного   уровня,

которые на всех уровнях ориентированы на соединение, т.е. на

каждом   уровне   между   двумя   подсистемами   устанавливается

логическая связь, благодаря которой происходит передача дан-

ных. При этом сохраняются целостность и порядок их следо-

вания. При искажении порции данных происходят их переза-

прос и повторная передача. Последнее приводит к существен-

ным затратам сетевых ресурсов, но является неизбежным для

глобальных   сетей   в   условиях   применения   каналов   низкого

качества.

В стеке TCP/IP используются следующие протоколы:

1. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол электрон-

ной почты;

2. TELNET — протокол эмуляции терминала;
3. FTP (File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов;

4. TFTP (Trivial File Transfer Protocol)  — простой протокол

передачи файлов;

5. TCP (Transmission Control Protocol) — протокол управления

передачей обеспечивает сервис надежной доставки инфор-

мации между пользователями;

6. UDP (User Datagram Protocol) — пользовательский дейта-

граммный протокол обеспечивает негарантированную до-

ставку пакетов без установления соединения между кли-
ентами;

7. IP (Internet Protocol) — межсетевой протокол обеспечивает

доставку между узлами;

8. IPng (Internet Protocol new generation) — межсетевой прото-

кол  нового  поколения  с усовершенствованной системой
адресации.

Сетевые архитектуры локальных сетей представлены     в

табл. 13.2.

Физический и подуровень Доступа к среде передачи как

расть   канального   уровня   эталонной   модели   взаимодействия

открытых систем в локальных сетях реализуются с помощью

OLI  (Open  Link  Interface), включающего драйверы для раз-

личных типов локальных сетей, например Ethernet, Token Ring

и др.

Протоколы, расположенные над OLI, в случае стека прото-

колов фирмы NOVELL выполняют следующие функции:

сетевой уровень IPX (Internal Packet Exchange) так же, как

и IP обеспечивает дейтаграммный обмен пакетами, но отлича-

ется от IP тем, что использует для адресации адреса сетевых
контроллеров;

транспортный   уровень  SPX  (Sequenced  Packet  Exchange)

гарантирует правильность передачи пакетов;

протокол NCP (NetWare Core Protocol) охватывает функ-

ции протоколов верхних уровней.

Протокольный  стек NOVELL заменяется на набор  прото-