Budowa i eksploatacja sieci X.25
Autorzy: Paweł Hadam, Maria Gawron IVFDS
SPIS TREŚCI
Streszczenie ................................................................................................................................3
1. Rys historyczny ......................................................................................................................4
2. Cechy charakterystyczne sieci x.25 z przełączaniem pakietów ............................................4
3. Model warstwowy sieci x.25 ..................................................................................................5
3.1 Warstwa fizyczna .......................................................................................................................................... 5
3.2 Warstwa łącza danych ................................................................................................................................... 5
3.3 Warstwa sieciowa.......................................................................................................................................... 6
3.4 Standardy protokołów i urządzeń dostępowych ............................................................................................ 6
4. Zasady działania sieci x.25.....................................................................................................6
4.1 Adresowanie.................................................................................................................................................. 7
4.2 Udogodnienia ................................................................................................................................................ 8
4.3 Przebieg połączenia w X.25 .......................................................................................................................... 8
4.4 Rozłączenie połączenia.................................................................................................................................. 9
5. Rodzaje połączeń i specyfikacje dotyczące sieci x.25 ...........................................................9
Literatura ..................................................................................................................................12
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2003
STRESZCZENIE
Celem tej pracy jest zapoznanie się czytelnika z zasadami działania sieci pakietowych typu
X.25. Pokrótce zaprezentowaliśmy historię powstania i rozwój tego typu sieci. Zostały także
wypunktowane najważniejsze cechy tego standardu, który mimo że liczy już sobie ponad 20
lat jest wciąż jednym z bardziej popularnych. W tego typu sieciach komunikacja opiera się na
trzech najniższych warstwach modelu ISO/OSI tj. warstwie fizycznej, warstwie łącza danych
i warstwy sieciowej. Do każdej z nich jest przydzielony odpowiedni protokół, który obsługuje
dane na poziomie swojej warstwy. Specyfikacje dotyczące każdego z nich zostały
umieszczone przez CCITT w zaleceniach z serii X.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2003
1. RYS HISTORYCZNY
Jest to jeden z najstarszych standardów sieci rozległych. Jego początki sięgają wczesnych lat
sześćdziesiątych, kiedy budowa sieci pakietowych była w fazie eksperymentów (RAND
Corporation 1964r.). Dalsze badania prowadzone w latach 1968- 1975 doprowadziły do
powstania pierwszej rozległej sieci pakietowej ARPANET (Advanced Research Project
Agency Network). Dzięki niej zostały połączone najważniejsze ośrodki militarne, badawcze i
rządowe. W 1983r. część wojskowa przeobraziła się w MILNET (Military Network),
natomiast z pozostałej części powstała nowa jednostka DARPA (Defense ARPA) zalążek
ogólnoświatowej sieci Internet. W ciągu niedługiego okresu czasu powstało wiele różnych,
komercyjnych wersji sieci pakietowych (Telnet, Datapac, Scannet, Euronet), które swoim
zasięgiem obejmowały coraz większe obszary. Jednak różnorodność wyżej wymienionych
uniemożliwiała komunikację i wymianę informacji pomiędzy nimi. W tym celu powstał
standard X.25, który został ustanowiony przez CCITT/ITU-T (Comite Consultatif
International des Telecommunications). Pierwsza publikacja miała miejsce w 1974r. i była
wielokrotnie aktualizowana (ostatnio w 1993r.). Początkowo był przeznaczony do transmisji z
szybkością do 64 kb/s, ale ostatnia aktualizacja zwiększyła tą wartość do 2048 kb/s. [1,3]
2. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE SIECI X.25 Z PRZEACZANIEM
PAKIETÓW
" Realizacja przekazów pakietowych w trybie połączeniowym
" Możliwość segmentacji sieci transmisyjnej za pomocą połączeń wirtualnych: trwałych
typu PVC (Permanent Virual Circuit) lub komutowanych typu SVC (Switched Virtual
Circuit)
" Wysoka redundancja i efektywność połączeń wraz z korekcją połączeń
" Transmisja dwukierunkowa przez linie komutowane lub dedykowane
" Analogowy bądz cyfrowy przekaz danych (wyłącznie dane)
" Ustalona długość pakietu (od 16 do 4096 bajtów) w konkretnej sieci X.25
" Sprawdzanie poprawności przekazu pakietu na całej trasie, co prowadzi do generowania
opóznień (latency) przez kolejne węzły sieciowe
" Prowadzenie transmisji synchronicznych i asynchronicznych
" Dobra odporność na zakłócenia istniejące na liniach przesyłowych
" Możliwość konwersji protokołów (kodów, formatu i szybkości)
" Możliwość transmisji priorytetowych
" Normalizowanie zasad współpracy pomiędzy urządzeniami definiowanymi jako DTE i
DCE gdzie:
- DTE to urządzenie końcowe transmisji danych, czyli urządzenie należące do
abonenta sieci, np. terminal komputerowy
- DCE stanowi węzeł sieci, czyli urządzenie komunikacyjne transmisji danych
należące do przedsiębiorstwa będącego właścicielem sieci. [1]
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2003
Rys.2.1 Struktura sieci X.25
3. MODEL WARSTWOWY SIECI X.25
Protokół X.25 jest jednym z najstarszych protokołów przez co jego budowa i działanie są
dosyć interesujące. W przyjętym standardzie wprowadzono trzypoziomowy model
komunikacji, który został oparty o trzy najniższe warstwy modelu ISO/OSI.
3.1 Warstwa fizyczna
Warstwa fizyczna zapewnia fizyczne połączenie między DTE i DCE. W warstwie fizycznej
(pierwsza warstwa X.25) głównym elementem jest styk X.21, X.21-bis/RS232C, RS449/442
i V.35, zgodne z normami EIA (Electronic Industry Association) np. EIA/TIA-232, EIA-530,
G.703, które współpracują z fizycznym medium transportowym. Są one określone przez
charakterystyki dotyczące właściwości funkcjonalnych, elektrycznych i mechanicznych.
Muszą one także odpowiadać za nawiązanie, utrzymanie i zerwanie połączenia między DTE
(Data Terminal Equipment terminal, karta sieciowa lub router) i DCE (Data
Communication Equipment - modem). Oprócz tego do głównych zadań należy także zaliczyć
wykrywanie uszkodzeń i testowanie toru transmisyjnego oraz wymuszanie retransmisji w
przypadku znalezienia błędów.
3.2 Warstwa łącza danych
Warstwa łącza danych umożliwia utworzenie niezawodnego kanału logicznego w oparciu o
zawodny kanał fizyczny. Warstwa łącza danych X.25 realizuje:
" kontrolę błędów,
" sterowanie przepływem danych,
" numerowanie ramek, zgodnie z mechanizmem okienkowym,
" prowadzenie statystyk wszystkich typów ruchu.
Zalecenie CCITT X.25 przewiduje zastosowanie protokołu LAP, a zwłaszcza użycie
zrównoważonej procedury dostępu Link Access Procedure Balanced (LAPB), jako protokołu
warstwy łącza danych. Zrównoważony oznacza tutaj, że w protokole LAPB kontrola nad
łączem jest w równym stopniu realizowana przez urządzenia DTE i DCE.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2003
Protokół LAPB komunikuje się w trybie asynchronicznym i wykorzystuje do tego 3 rodzaje
ramek:
" Informacyjne (Information frame) przenoszące komunikaty
" Zarządzające (Supervisory frame) odpowiedzialne za kontrolę
" Nienumerowane (Unnumbered frame) odpowiedzialne za sterowanie
Głównym zadaniem tego protokołu jest przesyłanie ramek przez łącza o bardzo dużym
współczynniku zakłóceń.
3.3 Warstwa sieciowa
Trzeci poziom pakietowy (trzecia warstwa sieciowa) obsługuje protokół PLP, który ma
kluczowe działanie na pakietach w sieciach X.25, który realizuje szereg ważnych funkcji, w
tym:
" dokonuje wyboru trasy przesyłania pakietów przez podsieć komunikacyjną,
" przeciwdziała przeciążeniom sieci, w tym powstaniu zakleszczeń w węzłach sieci,
" odpowiada, w przypadku wzajemnej współpracy sieci komputerowych, za
przezroczysty przekaz informacji między sieciami, dokonując w szczególności
segmentacji i resegmentacji przesyłanych pakietów, a także
" definiuje formaty pakietów (ok. 30 różnych pakietów wykorzystywanych zarówno do
przesyłania danych jak i obsługi ruchu służbowego), które będą przesyłane przez
publiczną sieć pakietową z jednego DTE do drugiego. [1,3]
Protokół warstwy 3 standardu X.25 wraz z protokołem IP, wchodzącym w skład protokołów
serii TCP/IP i IPX należy obecnie do najczęściej używanych protokołów warstwy sieciowej.
3.4 Standardy protokołów i urządzeń dostępowych
Protokół X.25 odwołuje się do wielu zaleceń CCITT stanowiących funkcje składowe
protokołu. Zaliczają się do nich:
" X.1 definiowanie klas użytkowników
" X.2 dostępne udogodnienia
" X.10 kategorie dostępu
" X.92 połączenia w synchronicznej sieci transmisji danych
" X.96 rozszerzanie połączeń
" X.121 sposób adresacji sieciowej
" X.213 usługi sieciowe [1]
4. ZASADY DZIAAANIA SIECI X.25
Transmisja w sieciach X.25 odbywa się poprzez komutację pakietów (PSN Packet Switched
Network). Polega ona na tym, że każdy z przesyłanych pakietów ma indywidualnie trasowaną
ścieżkę, a nie jak w przypadku sieci z komutacją obwodów, gdzie trasowanie odbywa się
przez początkowo zadaną ścieżkę przełączników. Rozwiązanie to (komutacja pakietów)
oferuje dużo większą elastyczność, gdyż w ten sposób pakiety mogą omijać węzły i linie w
których nastąpiło uszkodzenie fizyczne. Jednak obliczanie trasy dla każdego pakietu
powoduje duże opóznienia przez co sieć jest wolniejsza od sieci z komutacją obwodów.
X.25 są odpowiedzialne za transmitowanie ruchu do oddalonych partnerów, którzy posiadają
podobną konfigurację, jednak sam standard nie określa sposobu w jaki powinno być to
przeprowadzone. Jedną z osobliwości sieci X.25 jest to, że sama w sobie nie zawiera ona
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2003
żadnego komputera. Jej struktura przebiega podobnie do sieci telefonicznej, dlatego bardziej
stosowne byłoby określenie połączenie X.25 niż sieć X.25 . [2]
Rys. 4.1 Sposób przesyłania pakietów w sieci X.25
4.1 Adresowanie
W sieciach X.25 adresacja sieciowa oparta została na standardzie X.121, który przy obsłudze
międzynarodowej składa się maksymalnie z 14 cyfr dziesiętnych podzielonych w następujący
sposób: 4 cyfry ma identyfikator numeru wywoływanej sieci (DNIC) z czego 3 określają
numer kraju (DCC), a ostatnia (czwarta) określa operatora wewnątrz kraju. Pozostałe 10
odpowiada numerowi użytkownika wewnątrz danej sieci.
Adresowanie dotyczy tylko łączy przełączanych (SVC). Umożliwia ono identyfikację
odpowiednich DTE. W polach adresowych pakietów CALL REQUEST i CALL ACCEPTED
umieszcza się zakodowane w kodzie BCD cyfry dziesiętne.
Polskie sieci pakietowe mają numery rozpoczynające się od 260: TELBANK DNIC=2603,
PKONET DNIC=2605 [1,3]
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2003
4.2 Udogodnienia
Protokół X.25 umożliwia elastyczne dostosowywanie się do potrzeb abonentów, proponując
im możliwość zmiany poszczególnych parametrów połączenia. Mechanizm ten określany
jako udogodnienia (ang. facilities) wykorzystuje pole Własności specjalne pakietów
CALL REQUEST i CALL ACCEPTED. Składa się ono z 8-bitowego pola będącego kodem
danego udogodnienia i opcjonalnie pola przeznaczonego na parametr.
Przykłady typowych udogodnień to:
" różne przepustowości dla obu kierunków transmisji,
" zmiana długości pakietów,
" zmiana szerokości okna nadawczego,
" możliwość realizacji połączenia na koszt odbiorcy. [3]
4.3 Przebieg połączenia w X.25
Schematyczny przebieg zestawiania połączenia w sieciach pakietowych, działających zgodnie
z protokołem X.25, pokazany jest na rysunku 4.2.
Rys.4.2 Zestawienie połączenia między dwoma użytkownikami (DTE)
Podejmowane kolejno działania są następujące:
1. DTE wywołujące, oznaczane dalej jako A, wysyła do swojego lokalnego DCE pakiet
CALL REQUEST w wybranym przez siebie wolnym kanale logicznym. Numer tego
kanału zapisuje w polu KANAA. Wszystkie przychodzące i wychodzące pakiety, w
trakcie tego połączenia, będą identyfikowane za pomocą tego numeru.
2. Sieć przenosi pakiet CALL REQUEST do DCE-B.
3. DCE-B odbiera pakiet CALL REQUEST i przesyła go jako INCOMING CALL do B.
Pakiet ten ma ten sam format co CALL REQUEST z wyjątkiem numer kanału logicznego,
który jest wybierany przez DCE-B spośród aktualnie wolnych kanałów.
4. B wyraża zgodę na nawiązanie połaczenia przez wysłanie pakietu CALL ACCEPTED z
numerem kanału identycznym jak w pakiecie INCOMING CALL.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2003
5. A odbiera pakiet CALL CONNECTED, z tym samym numerem kanału co w wysłanym
przez siebie pakiecie CALL REQUEST, i w tym momencie A i B mogą rozpocząć
wymianę danych. [3]
4.4 Rozłączenie połączenia
Każda z komunikujących się stron może rozłączyć połączenie przez wysłanie pakietu CLEAR
REQUEST. Sekwencję zdarzeń związanych z procedurą rozłączania przedstawia rysunek 4.3.
[3]
Rys. 4.3 Rozłączenie łącza wirtualnego
5. RODZAJE POACZEC I SPECYFIKACJE DOTYCZCE SIECI X.25
Dane przedsiębiorstwo, czy administrator zainteresowany utworzeniem takiej sieci buduje
podstawową strukturę przesyłania danych - węzły sieci (centrale) oraz połączenia pomiędzy
nimi. Jest ona (firma) jednocześnie operatorem i do niej (tej firmy) należy nadzór nad siecią.
Węzeł jest urządzeniem, do którego można podłączyć pewną ilość urządzeń końcowych
transmisji danych, którymi mogą być komputery, terminale lub koncentratory terminali.
Sieć X.25 oferuje możliwość łączenia ze sobą komputerów (terminali z komputerem), lecz
sama w sobie ich nie zawiera. Do sieci X.25 można podłączyć różnego rodzaju urządzenia.
Najtańsze i najprostsze rozwiązanie to podłączenie zwykłego terminala - może to być
komputer klasy IBM PC - z portem szeregowym i oprogramowaniem emulującym dowolny
terminal do portu węzła sieci X.25 realizującego funkcję PAD. Funkcja PAD jest najczęściej
wykonywana za pomocą specjalnego multipleksera sieciowego, który zamienia
asynchroniczne strumienie danych na pakiety przesyłane w sieci X.25 i odwrotnie (tzw.
asemblacja i deasemblacja pakietów). Funkcje procesora sieciowego PAD są określone w
następujących specyfikacjach CCITT/ITU-T: X.3, X.28, X.29. Sposoby wymiany informacji
pomiędzy różnymi typami sieci zostały natomiast zdefiniowane w specyfikacjach: X.3, X.28,
X.29, X.32, X.75.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2003
Rys.5.1 Różne sposoby połączeń stacji końcowych i innych sieci komputerowych z siecią X.25
Wszystkie pakiety w sieciach X.25 przesyłane są za pomocą połączeń wirtualnych.
Nawiązanie połączenia w sieci X.25 nazywa się kanałem logicznym. Liczba kanałów
logicznych na jednej linii zależy tylko od klasy zastosowanych urządzeń (komputer, karta
sieciowa, węzeł sieci) i oprogramowania. Jeśli nasz sprzęt pozwala utworzyć nam 24
połączenia logiczne oznacza to, że możemy w tym samym czasie połączyć się z 24 różnymi
adresatami wykorzystując do tego tylko jedno połączenie fizyczne. Liczba połączeń
wirtualnych w jednym kanale transmisyjnym nie może przekroczyć 4096 (zwykle 128 lub
256). Możliwe jest zestawienie połączeń dwojakiego typu:
" PVC (stałe połączenie wirtualne) jest to stałe połączenie między użytkownikami, za
które odpowiedzialny jest operator. Nie wymaga ono nawiązywania połączenia, dzięki
czemu użytkownik bierze udział tylko w fazie przesyłania pakietów, co jest szczególnie
efektywne przy długich połączeniach lub przy przesyłaniu dużych ilości informacji.
" SVC (komutowane połączenie wirtualne) jest to połączenie, które istnieje tylko podczas
przesyłania informacji. Na całość połączenia składają się trzy następujące fazy:
ustanowienie połączenia, przesyłanie danych, zerwanie połączenia. Podczas przesyłania
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2003
wszystkie parametry dotyczące trasy transmisji są pamiętane w poszczególnych węzłach
przez które przepływa strumień. [1,3]
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2003
LITERATURA
[1] Praca zbiorowa Vademecum teleinformatyka IDG Poland S.A. 1999r.
[2] Sportack Mark Sieci komputerowe księga eksperta Wydawnictwo Helion 1999r.
[3] Nowicki Krzysztof, Wozniak J. Sieci LAN, MAN i WAN protokoły komunikacyjne
Wydawnictwo FPT - Kraków 2000
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2003
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Budowa i eksploatacja sieci LAN2 3 3 4 Lab Budowa prostej sieciBudowa przykladowej sieci dla swierzychBudowa i dzialanie sieci komputerowych1000837 budowa i konfiguracja sieci lan w systemie windowsBudowa sieci komputerowych na przelacznikach i routerach Cisco busikoSieci komputerowe Budowa i dzialanie siekombudowa sieci wifi otwBioz budowa sieci kanalizacyjnejwięcej podobnych podstron