Мрежи с пакетна комутация и frame relay
X.25мрежите са най-популярните мрежи с комутация на пакети, главно защото те бяха единствените налични мрежи от този тип за дълго време, а също и защото работят добре на ненадеждни линии. Стандартът X.25 „Интерфейс между терминали за данни и оборудване за данни за терминали, работещи в пакетен режим в обществени мрежи за данни“ е разработен от комитет на CCITT, за да позволи на терминалите да имат достъп до множество отдалечени мейнфрейми през мрежа с комутация на пакети. Следователно този стандарт е най-подходящ за предаване на трафик с ниска плътност, типичен за терминалите, и в по-малка степен отговаря на по-високите изисквания за LAN трафик.
Мрежата за комутация на пакети се състои отцентрове за комутация на пакети(PSC), разположени в различни географски местоположения и свързани чрез високоскоростни канали за обмен (Фигура 17.7).
Фиг. 17.7. Пакетна мрежа X.25
Мрежата осигурява преодоляване на повреди на комуникационни канали между MCU чрез заобикаляне на повредената част от мрежата. Мрежата обикновено се формира, управлява и контролира от система за управление на мрежата, разположена в един от центровете за комутация на пакети.
Този стандарт се основава на синхронен трансфер на данни. Асинхронните старт-стоп терминали са свързани към мрежата чрез така нареченитеАдаптери за пакетни данни(PAD). Могат да бъдат вградени и дистанционни. Вграденият PAD обикновено се намира в стойката на MCU. Remote PAD е малко самостоятелно устройство, свързано към MCU чрез една връзка X.25. Един PAD обикновено осигурява достъп до 8, 16 или 24 асинхроннитерминали.
Основните функции на PAD включват:
• асемблиране на символи, получени от асинхронни терминали в пакети,
• анализиране на полета с данни в пакети и извеждане на данни към асинхронни терминали,
• управление на процедурите за свързване и прекъсване, нулиране и прекъсване,
• предаване на знаци, включително старт-стоп сигнали и паритетни битове. по искане на асинхронния терминал,
• Препращане на пакети, когато съществуват подходящи условия, като пакетът е пълен, изчакване и т.н.
Препоръките на Международния консултативен комитет по телефония и телеграфия X.25 включват протоколите на трите по-ниски нива на модела ISO/OSI:
• Дефинирани са протоколите на физическия слойX.21 и X.21bis.Протоколът на физическия слой X.21 дефинира интерфейса между компютър и цифров комуникационен канал, докато X.21bis дефинира интерфейс между компютър и аналогов канал (с помощта на модеми).
• В слоя за връзка се използва подмножество от протоколаHDLC., което осигурява възможност за автоматично предаване в случай на грешки в линията. Има избор от две процедури за достъп до канала: LAP или LAPB.
• ПротоколX.25/3за обмен на пакети между крайно оборудване и мрежа за данни е дефиниран на ниво мрежа.
Мрежовият слой се реализира с помощта на 14 различни типа пакети. Тъй като вече споменатият протокол LAP-B осигурява надежден трансфер на данни, протоколът X.25 / 3 изпълнява функциите на маршрутизиране на пакети и контрол на пакетния поток.
Постоянната виртуална верига е подобна на наета верига по това, че не изисква свързване или прекъсване. Пакетите могат да се обменят през PVC по всяко време. PVCгенерирани от системата за управление на мрежата. Разликата между PVC и наета линия като 64 Kb/s е, че потребителят няма гаранции относно действителната пропускателна способност на PVC. Следователно използването на PVC обикновено е много по-евтино от наемането на наета линия.
Фиг. 17.8. Превключване в мрежи с виртуални връзки.
Трябва да платите за намаляване на заглавката на услугата поради невъзможността за балансиране на трафика във виртуална връзка. Ако връзката е неуспешна, връзката също трябва да бъде възстановена.
Протоколът X.25 позволява следните максимални дължини на полетата за данни: 16, 32, 64, 128, 256, 512 и 1024 байта. Предпочитаната дължина е 128 байта. Пакетите с данни са циклично номерирани от 0 до 7 или от 0 до 127. Две числа се поставят в заглавката на пакета: пореден номер на предаване и пореден номер на получаване. Поредният номер на предаване е необходим, за да се осигури последователно транспортиране на данни по виртуален канал, за откриване на загуби на пакети и за контролиране на интензивността на пакетите, влизащи в мрежата за предаване на данни.
Услугите по стандарт X.25 се предоставят от много публични мрежи за пренос на данни - в САЩ Sprint/Telenet, BT/Tymnet, Infonet и др., в България - Istok-K. "Sprint Network", IASNET, ROSPAK, INFOTELS, Relcom и др. Мрежите X.25 често са единственият вариант за изграждане на международна мрежа, тъй като почти всички държави имат мрежи от този тип. Можете също така да изградите своя собствена X.25 мрежа, като закупите X.25 комутационно оборудване и наемете наети линии.
Мрежите за предаване на кадри -са сравнително нови мрежи, които са много по-подходящи за пренасяне на LAN трафик от мрежите X.25. Предимството на Frame Relay мрежите ев тяхната ниска резервираност, висок капацитет при ниска латентност и надеждност на предаване на данни през съществуващи обществени мрежи. Те са специално проектирани като обществени мрежи за свързване на частни локални мрежи. Frame Relay мрежите са стандартизирани от подкомитет CCTT 1.122. Те осигуряват скорост на трансфер на данни до 2 Mb/s и позволяват на потребителя да увеличи необходимата честотна лента на части от 56 Kb/s.
Frame relay мрежите осигуряват висока пропускателна способност и ниска латентност чрез елиминиране на излишни операции за коригиране на грешки, тъй като те са проектирани да използват надеждни цифрови и оптични връзки. Протоколът за предаване на кадри се занимава само с откриване на грешки на първите два слоя на OSI модела. докато в протокола X.25 участват три слоя. Протоколът за предаване на кадри, тъй като работи само на първите два слоя на OSI модела, е независим от по-високите слоеве на протоколния стек, което го прави лесен за интегриране в мрежи. Съществува спецификация RFC 1490, която дефинира методи за капсулиране на SNA и LAN трафик в трафик на frame relay.
Frame relay предполага, че комуникационното оборудване за крайния потребител (по-конкретно протоколите на мрежовия и транспортния слой като IP и TCP) ще откриват и коригират грешки чрез повторно предаване на пакети от мрежов слой или по-висок слой. Това изисква известна степен на интелигентност от крайното оборудване, което до голяма степен е вярно за днешните локални мрежи.
Полето с данни може да бъде с размер до 4056 байта.
Мрежите с Frame Relay имат процедура за поръчка на QoS, която не е налична в мрежи X.25. За всяка виртуална връзка се дефинират няколко параметъра, Два параметъраопределяне на средната скорост на връзката:
CIR (Committed Information Rate) - средната скорост, с която мрежата се съгласява да предава потребителски данни,
CBS (Committed Burst Size) - максималният брой битове, които мрежата е готова да предаде от този потребител в интервал от време T.
Ако тези количества са определени, тогава времето T се определя по формулата
Фигура 17.9 показва пример за използване на мрежа за предаване на кадри за пет отдалечени регионални корпоративни офиса. Обикновено достъпът до мрежата се осъществява чрез канали с по-голяма честотна лента от CIR - честотната лента на канала трябва да бъде поне равна на стойността на CBS/T. Но в същото време потребителят плаща не за честотната лента на канала, а за поръчаните стойности на CIR и CBS.
За контролиране на потока от кадри в мрежите за предаване на кадри се използват механизми за уведомяване на крайните потребители, че е възникнало задръстване в мрежовите комутатори (препълване на необработени кадри). FECN бит
Фиг. 17.9. Frame relayпример за мрежа
(Forward Explicit Congestion Bit) на рамката уведомява получаващата страна за това. Въз основа на стойността на този бит, приемащата страна трябва да използва протоколи от по-висок слой (TCP / IP, SPX и т.н.), за да уведоми предаващата страна, че трябва да намали интензивността на изпращане на пакети към мрежата.
Битът BECN (Backward Explicit Congestion Bit) уведомява предаващата страна за претоварване на мрежата и е препоръка за незабавно забавяне на скоростта на предаване. Битът BECN обикновено се обработва на ниво устройства за достъп до мрежата за реле на кадри - рутери, мултиплексори и CSU / DSU устройства.
По принцип битовете FECN и BECN МОГАТ да бъдат игнорирани. Но ако крайният потребител наруши условията, определени от параметритесвоите CIR и CBS връзки, мрежата може просто да отхвърли (да не предава) „излишните кадри“ на потребителя, които надхвърлят конвенциите. За целта рамката има DE (Discard Eligible) бит – „желано премахване“, който се задава, когато крайният възел превиши максималния интензитет на трафика. И ако възникне претоварване в мрежовия превключвател, тогава той може да отхвърли рамки със зададен DE бит.
Услугата за предаване на кадри обикновено се предоставя от същите оператори, които работят с мрежи X.25. Повечето производители сега произвеждат превключватели, които могат да работят както с протоколи X.25, така и с протоколи за реле на рамки.