8.Глобальные сети с коммутацией пакетов: техника виртуальных каналов, сети х.25, Frame Relay.

Техника виртуальных каналов

Для глобальных сетей с коммутацией пакетов характерна оригинальная техника маршрутизации пакетов. Эта техника основана на понятии «виртуальный канал». Перед передачей данных устанавливается виртуальное соединение между абонентами сети. Существуют два типа виртуальных соединений - коммутируемый виртуальный канал (Switched Virtual Circuit, SVC) и постоянный виртуальный канал (Permanent Virtual Circuit, PVC). В первом случае коммутация осуществляется динамически, по запросу абонента. Во втором случае – осуществляется заранее администратором сети.

При создании виртуального канала маршрутизация пакетов на основании таблиц маршрутизации происходит только один раз. Передача пакетов данных коммутаторами происходит на основании идентификаторов виртуальных каналов (Virtual Channel Identifier, VCI). Это значение является локальным для каждого коммутатора. При создании канала коммутатор автоматически настраивает таблицы коммутации портов (сопоставляется номер канала и номер порта).

Повышение эффективности маршрутизации обеспечивается меньшим размером таблицы коммутации и уменьшением доли служебной информации в пакетах.

Режим продвижения пакетов на основе готовой таблицы коммутации портов обычно называют не маршрутизацией, а коммутацией и относят к канальному уровню стека протоколов.

Назначение и структура сетей х.25

Стандарт Х.25 наилучшим образом подходит для передачи трафика низкой интенсивности по ненадежным линиям.

Отличительные признаки Х.25:

– Наличие в структуре сети специального устройства – PAD (Packet Assembler Disassembler), предназначенного для выполнения операции сборки нескольких низкоскоростных потоков байт от терминалов в пакеты и разборки пактов.

– Наличие трехуровневого стека протоколов с использованием на канальном и сетевом уровнях протоколов с установлением соединения, управляющих потоками данных и исправляющих ошибки.

– Сетевой уровень рассчитан на работу только с одним протоколом канального уровня.

Сеть Х.25 состоит из коммутаторов, расположенных в различных географических точках и соединенных высокоскоростными выделенными каналами. Выделенные каналы могут быть как цифровыми, так и аналоговыми. Терминалы не имеют конечных адресов сети Х.25. Адрес присваивается порту PAD, который подключен к коммутатору с помощью выделенного канала.

Адресация в сетях Х.25

Если сеть Х.25 не связана с внешним миром, то может использоваться адрес любой длины (в пределах 16 байт) и произвольные значения адреса. Если сеть Х.25 обменивается данными с другими сетями Х.25, то порядок назначения адресов определяется стандартом Х.121.

Адреса Х.121 имеют разную длину, которая может доходить до 14 десятичных знаков. Первые четыре цифры называют кодом идентификации сети и определяют страну, в которой находится сеть, (3 цифры) и номер сети Х.25 в данной стране (1 цифра). Если требуется перенумеровать больше, чем 10 сетей для одной страны, то стране дается несколько кодов. Остальные 10 цифр адреса называются номером национального терминала.

Стек протоколов сети Х.25

На физическом уровне определены только интерфейсы к оборудованию передачи данных. Протокол физического уровня канала связи не оговорен, что дает возможность использовать каналы разных стандартов.

На канальном уровне реализуются функции автоматической передачи в случае возникновения ошибок на линии.

Сетевой (пакетный) уровень реализуется с использованием 14 различных типов пакетов. Протокол сетевого уровня выполняет функции маршрутизации пакетов, установления и разрыва виртуального канала между конечными абонентами сети и управления потоком пакетов.

Сети Frame Relay

Назначение и общая характеристика

Сети frame relay хорошо подходят для передачи пульсирующего трафика локальных сетей. Ориентированы на использование скоростных волоконно-оптических каналов.

Преимущество заключается в их низкой протокольной избыточности, что обеспечивает высокую пропускную способность и небольшие задержки кадров. Надежную передачу кадров технология frame relay не обеспечивает. Сети frame relay специально разрабатывались как общественные сети для соединения частных локальных сетей. Они обеспечивают скорость передачи данных до 2 Мбит/с.

Особенностью технологии frame relay является гарантированная поддержка основных показателей качества транспортного обслуживания локальных сетей - средней скорости передачи данных по виртуальному каналу при допустимых пульсациях трафика.

Другая особенность – отказ от коррекции обнаруженных в кадрах искажений. Эти функции возлагаются на протоколы транспортного или более высоких уровней.

Сетей frame relay поддерживают как постоянные, так и коммутируемые виртуальные каналы.

Стек протоколов frame relay

Стек протоколов frame relay передает кадры (при установленном виртуальном соединении) по протоколам только физического и канального уровней.

Протокол канального уровня имеет два режима работы - основной (core) и управляющий (control). В основном режиме кадры передаются без преобразования и контроля, как и в коммутаторах локальных сетей.

Технология frame relay хорошо согласуется с идеей инкапсуляции пакетов единого сетевого протокола в кадры канального уровня любых сетей, составляющих интерсеть. Процедуры взаимодействия протоколов сетевого уровня с технологией frame relay стандартизованы.