Урок03

Для инициализации обмена информацией (первичного или повторного), а также для прерывания виртуальной связи и возвращения виртуальных каналов в исходное состояние используются запросы повторного пуска (и подтверждение повторного пуска). DTE может выдать запрос повторного пуска (к DCE) в любой момент времени, переводя логический канал в исходное состояние. DCE в ответ должно послать сообщение подтверждение повторного пуска. Инициатором повторного пуска может быть и dce, для этого оно посылает сообщение индикация повторного пуска. DTE в результате устанавливает логический канал в исходное состояние и посылает dce сообщение подтверждение повторного пуска. Форматы пакетов, несущих такие сообщения не имеют полей группового номера логического канала и LCN. Процедура повторной установки во многом аналогична повторному пуску и используются всякий раз при выявлении сбоя, чтобы вернуть виртуальную связь или постоянный виртуальный канал в исходное состояние.

Формат пакета запроса повторного пуска (слева) и повторной установки

Коды причин повторной установки

	Причина повторной установки	Код
		причины
	Установка по инициативе dte	0x0
	Повреждение постоянного виртуального канала	0x1
	Ошибка при исполнении удаленной процедуры	0x3
	Ошибка при выполнении локальной процедуры	0x5
	Перегрузка сети	0x7
	Удаленное DTE работоспособно (постоянный	0x9
	виртуальный канал)
	Сеть работоспособна (постоянный виртуальный канал)	0xf
	Несовместимость партнеров	0x11

Узел - получатель этого запроса должен прислать сообщение подтверждение повторной установки. Формат пакета подтверждения повторного пуска (слева) и повторной установки (справа):

Пакеты данных передаются по постоянным виртуальным каналам или через виртуальные соединения после их создания. Пакеты данных распознаются по нулевому младшему биту (бит с номером 1) в третьем октете. Остальные биты этого октета используются для управления. Форматы пакетов данных приведены ниже. При этом возможны потери информации (также как и в случае повторного пуска), так как некоторые пакеты, находящиеся в сети в момент реализации запроса повторной установки или повторного пуска будут потеряны. Инициатором посылки запроса повторной установки может быть dte и dce.

Информационное поле начинается с четвертого байта (при расширенной нумерации с пятого) и может иметь длину 16-4096, хотя в рекомендациях стандарта x.25 оговорена величина 128 октетов. Если принимающая сторона не способна принять пакет данной длины, связь должна быть переустановлена, а стороне-инициатору соединения послано сообщение об ошибке. Каждому пакету данные присваивается порядковый номер N(S), значение которого при установлении соединения равно нулю.

Форматы пакетов данные. Слева - по модулю 8, справа - по модулю 128:

Q -бит определяет тип кадра-пакета, Q=1 - управляющий пакет для PAD, Q=0 - информационный пакет.

Бит D используется для запроса специального отклика на пакет со стороны удаленного конца виртуального канала.

Бит M указывает на то, что данный пакет является частью более крупного пакета, который должен быть воссоздан позднее.

Индекс S (send) соответствует отправке, а индекс R - приему (receive). Если используется нумерация пакетов по модулю 8, N(S) занимает биты 2-4 включительно, при нумерации по модулю 128 для этого отводятся биты 2-8. Нумерация пакетов позволяет выявить потерю пакетов или изменение порядка их доставки. N(R) является номером пакета с принимающей стороны. Бит подтверждения доставки D (идентификатор формата) служит для указания необходимости сообщения о доставке данных получателем. Если D=1, то DTE обязано подтвердить доставку. Обязательность процедуры подтверждения определяется уже на фазе установления связи (сообщение запрос на установление связи принят). Если какой-либо узел по пути пересылки пакета не поддерживает процедуру подтверждения доставки, он пошлет сообщение запрос завершения (причина - несовместимость у адресата) и связь должна быть сформирована заново с учетом необходимости подтверждения во всех узлах-участниках. Размер поля данные в пакете может быть разным для разных узлов, участвующих в обмене. По этой причине число полученных пакетов может оказаться больше (или меньше) числа посланных. Для таких случаев предусмотрен флаг m (дополнительные данные). Возможность фрагментации и последующей сборки пакетов определяется управляющими битами M и D

Коды управления фрагментацией и сборкой пакетов с помощью битов M и D:

Бит m	Бит d	Выполнение объединения с последующим пакетом
		(реализуется сетью)
0	0	Нет
0	1	Нет
1	0	Да
1	1	Нет

Таким образом, при фрагментации исходного сообщения, все пакеты кроме последнего должны иметь бит m=1. Нумерация пакетов по модулю 8 означает, что им последовательно присваиваются номера 0,1,2,3,4,5,6,7,0,1,2 и т.д. Аналогично при нумерации по модулю 128 - 0,1,2,...127,0,1,2,3 и т.д. Форма нумерации пакетов определяет также размер “окна”, то есть число пакетов, которые могут быть переданы, не дожидаюсь подтверждения получения. По умолчанию размер окна равен 2, другие значения могут быть согласованы на фазе установления соединения.

Для управления процессом передачи данных используются сообщения “готов к приему” и “не готов к приему”. Форматы этих пакетов приведены ниже.

Формат пакетов готовность к приему и неготовность к приему при нумерации по модулю 8:

Формат пакетов готовность к приему и неготовность к приему при нумерации по модулю 128.

Код N(R) на входе DCE должен лежать в пределах между N(R) последнего принятого пакета и N(S) следующего пакета, который должен быть послан из DCE к DTE. При невыполнении этого условия связь будет переустановлена и передача повторена. Пакеты готовность к приему используются для сообщения о готовности принять пакеты, с номерами, начиная с номера N(R), приведенного в пакете. Пакеты неготовность к приему служат для того, чтобы сообщить о временной неспособности принять данные. При поступлении этого сообщения отправитель должен прервать передачу до получения сообщения готовность к приему. DTE может передавать данные удаленному DTE, не следуя правилам управления потоком данных. Для реализации такой возможности предусмотрена операция прерывания. Эта операция не влияет на передачу данных и управление.

Формат пакета прерывание и подтверждение прерывания имеет вид:

Идентификатор формата равен 0x1 для нумерации по модулю 8 и 0x2 при нумерации по модулю 128. Передав сообщение прерывание, DTE должно ожидать получение пакета подтверждение прерывания. Максимальный размер поля данные пользователя в пакете прерывание не должен превышать 32 байт.

Иногда в сетях для сообщения об ошибке используется пакет “диагностика”. Этот пакет посылается DCE, адресуется DTE и несет информацию о неустранимых на уровне пакетов ошибках. Пакет диагностика посылается лишь один раз сразу после выявления ошибки. Подтверждения его получения не требуется. Формат пакета имеет вид:

Поле код диагностики несет в себе информацию об ошибке, вызвавшей посылку этого пакета. Если же пакет диагностика передается в качестве отклика на пакет с ошибками от DTE, то поле уточнение диагностики содержит первые три байта пакета DTE.

Тенденция построения современных сетей учитывает возможность предоставления доступа к заранее оговоренным (определенным) услугам. В протоколе X.25 предусмотрена процедура, которая позволяет получить текущие значения параметров услуг (опций) и модифицировать их. Эта процедура называется регистрацией и не является обязательной. Форматы пакетов запроса регистрации и подтверждения регистрации приведены ниже. Максимальный размер поля регистрация составляет 109 байт. Инициатором

регистрации всегда является dte, которое передает запрос регистрации. В качестве отклика dce посылает пакет подтверждение регистрации, в котором содержатся информация о параметрах доступных услуг. Для выявления доступных услуг может быть послан запрос регистрации, не содержащий списка запрашиваемых услуг.

Формат пакета запрос регистрации:

Формат пакета подтверждение регистрации

Получив список доступных услуг из сообщения подтверждение регистрации, может поменять параметры некоторых из них. Если значение какого-либо параметра услуги (опции) не разрешено, DCE должен сообщить разрешенное значение параметра и максимальное и или минимальное

разрешенное значение (в зависимости от того больше или меньше допустимого оказалось значение запрошенного параметра). Неисправность сети может привести к тому, что та или иная согласованная ранее услуга станет недоступной. В этом случае DCE должен инициировать процедуру повторного пуска, чтобы уведомить DTE о случившихся изменениях. Кроме процедуры регистрации к необязательным процедурам относятся услуги для замкнутой группы, идентификация пользователей сети, группа поиска, ускоренный обмен, переадресация вызовов, выбор транзитной сети, сообщения о модифицированном адресе, согласование параметров управления потоком и некоторые другие.

Повторная передача пакетов согласуется на определенное время и может использоваться во всех логических каналах DTE-DCE. DTE запрашивает повторную передачу одного или нескольких пакетов данные путем посылки сообщения отказ reject), которое определяет логический канал и порядковый номер пакета N(R). Получив пакет отказ DCE, DTE начинает повторную передачу пакетов. Формат пакетов отказ для случаев нумерации по модулю 8 и 128 :

Программное обеспечение принимающей и передающей сторон должно иметь переменные состояния V(R) и V(S), содержащие, соответственно, номера пакетов, которые предстоит получить и послать (см. описание процедуры HDLC). После посылки очередного пакета с N(S) значение V(S) увеличивается на 1. Принимающая сторона сравнивает V(R) с N(S) полученного пакета, при совпадении укладывает N(S) в поле N(R) пакета-отклика и инкрементирует V(R). Отправитель при получении пакета проверяет равенство переменной V(S) и кода поля N(R) в пакете-отклике. Если при получении пакета выясняется, что V(R) не равно N(S), V(R) не инкрементируется, а принимающая сторона отправляет отклик с N(R)=V(R). Отправитель, получив этот отклик и обнаружив, что V(S) не равно N(R), узнает о происшедшем сбое. Номер логического канала (LCN) служит для того, чтобы определить соответствие межу DTE и местным DCE. LCN вместе с полем группового номера логического канала занимают 12 бит, что позволяет иметь до 4095 логических каналов (LCN=0 зарезервировано для использования DCE).

4 бита первого байта управляющего пакета содержат в себе код типа сообщения:

	Код типа	Команда PAD	Отправитель
	сообщения
	1	Команда разъединения	ЭВМ
	10	Установление параметров	ЭВМ
	11	Индикация разъединения	ЭВМ или PAD
	100	Чтение параметров	ЭВМ
	101	Ошибка	PAD
		Установка и чтение
	110	параметров	ЭВМ

В поле управляющего сообщения PAD может быть включено любое число параметров, которое допускает максимальный размер пакета. Каждый параметр имеет свой код-номер, за которым в пакете следует значение параметра.

Коды параметров PAD Код

параметра Описание

1Обращение к ПАД с использованием управляющего символа

2Эхо-контроль

3Выбор сигнала посылки пакета

4Выбор продолжительности ожидания для таймера

5Управление вспомогательным устройством

6Подавление управляющих сигналов ПАД

7Выбор действий ПАД при получении сигнала разрыва

8Прерывание вывода

9Кодовая последовательность после сигнала возврат каретки

Перенос строки, длина которой ограничена размерами экрана

10дисплея

11Скорость работы старт-стопного терминала

12Управление потоком ПАД Вставка символа перевод строки после символа возврат

13каретки

14Заполнение после сигнала перевод строки

15Редактирование

16Стирание символа

17Стирание строки

18Вывод строки на экран дисплея

19Редактирование сигналов управления ПАД

20Маскирование эхо-контроля

21Обработка символов контроля на четность

22Ожидание страницы

При работе TCP/IP сети через каналы X.25 и наоборот следует учитывать некоторые отличия кодов предпочтения в полях TOS. Ниже приведены соответствие кодов для таких сетей.

IP	X.25	IP	X.25
0	0	1	1
10	10	011 - 111	11

Для реализации работы сетей ISDN по существующим каналам сети X.25 разработан протокол X.31. X.31 организует канал пользователь - маршрутизатор X.25 (через посредство ISDN) и регламентирует работу ISDN с пакетами X.25. Для решения первой задачи используется сообщение SETUP. Вторая задача решается, когда канал до маршрутизатора сформирован. На этом этапе привлекается набор протоколов X.25, возможно применение протокола X.75 (ISO 8208), который является расширением X.25 для межсетевых связей.

FRAME RELAY

Ретрансляция кадров (frame relay, FR) - это метод доставки сообщений в сетях передачи данных (СПД) с коммутацией пакетов (в отличие от СПД с коммутацией каналов и сообщений). Первоначально разработка стандарта FR ориентировалась на цифровые сети интегрированного обслуживания (ISDN — Integrated Services Digital Networks), однако позже стало ясно, что FR применим и в других СПД (здесь под данными понимается любое сообщение, представленное в цифровой форме). К числу достоинств метода прежде всего необходимо отнести малое время задержки, простой формат кадров, содержащих минимум управляющей информации, и независимость от протоколов верхних уровней. В настоящее время разработкой и исследованием стандартов FR занимаются три организации:

•Frame Relay Forum (FRF) - международный консорциум, включающий в себя свыше 300 поставщиков оборудования и услуг, среди которых 3Com, NorTel, Digital, Cisco, Netrix, Ascom, Timeplex, Newbridge Networks, Zilog и

др.;

•American National Standards Institute (ANSI) - Американский национальный институт по стандартизации;

•Международный союз электросвязи (ITU-T).

Любой международный стандарт имеет (и всегда будет иметь) множество прикладных реализаций, что зачастую приводит к несовместимости аппаратнопрограммных средств разных производителей. Международные организации неоднократно пытались решить данную проблему. Результатом одной из таких попыток (предпринятой FRF) стал проект стандарта, включающего в себя спецификации ANSI, которые обязательны для выполнения членами FRF. В январе 1992 г. этот проект был доработан Техническим комитетом FRF и утвержден собранием членов FRF.

Принятый FRF проект рассматривает только спецификации для постоянных виртуальных каналов (PVC) и интерфейса “пользователь—сеть”

(UNI). В него не вошли стандарты для коммутируемых виртуальных каналов (SVC) и интерфейса межсетевого взаимодействия. Однако работа по этим направлениям продолжается и ее результаты найдут свое отражение в новых стандартах FR. Проект FRF не рассматривает и стандарты физических интерфейсов, поэтому при создании сетей FR допускаются различные физические интерфейсы, среди которых V.35, G.703, Х.21 и др.

Frame Relay является бит-ориентированным синхронным протоколом и использует “кадр” в качестве основного информационного элемента — в этом смысле он очень похож на протокол HDLC (High Level Data Link Control). Однако FR обеспечивает не все функции протокола HDLC; многие из элементов кадра HDLC исключены из основного формата кадра FR (в последнем адресное поле и поле управления HDLC совмещены в единое адресное поле).

Флаг	Заголовок	Информация	FCS	Флаг

Структура кадра FR включает в себя следующие элементы:

1.Флаг. Все кадры начинаются и заканчиваются комбинацией “флаг”: “01111110”. С целью предотвращения имитации комбинации “флаг“ при передаче кадра проверяется все его содержание между двумя флагами и вставляется бит “О” после каждой последовательности, состоящей из пяти идущих подряд бит “1”. Данная процедура (bit stuffing) обязательна при формировании любого кадра FR. На приемном конце биты “О” отбрасываются.

2.Заголовок.

•адрес в пределах кадра FR (стандарт FRF) - состоит из шести бит первого октета и четырех бит второго октета заголовка кадра (стандарты ANSI и ITU-T допускают размер заголовка до 4 октетов). Эти 10 бит представляют собой идентификатор канала передачи данных (Data Link Connection Identifier, DLCI) и определяют абонентский адрес в сети FR;

•бит “опрос/финал” (Command/ Response — CR) - зарезервирован для возможного применения в различных протоколах более высоких уровней управления. Этот бит не используется протоколом FR и “прозрачно пропускается” аппаратно-программными средствами сети FR;

•бит расширения адреса (Extended Address — ЕА) DLCI содержится в 10 битах, входящих в два октета заголовка. Однако возможно расширение заголовка на целое число дополнительных октетов с целью указания адреса, состоящего более чем из 10 бит. ЕА устанавливается в конце каждого октета заголовка; если он имеет значение “1”, то это означает, что данный октет в заголовке последний. Стандарт FRF рекомендует использовать заголовки, состоящие из 2 октетов. В этом случае значение бита ЕА первого октета будет соответствовать “О”, а второго — “1”;

•бит уведомления (сигнализации) приемника о явной перегрузке (Forward Explicit Congestion Notification — FECN) устанавливается в “I” для уведомления получателя сообщения о том, что произошла перегрузка в направлении передачи данного кадра. Бит FECN устанавливается аппаратурой канала данных (АКД), а не передающим оконечным оборудованием данных (ООД) и может не использоваться терминалами абонентов;