Geschakelde pakketnetwerken X.25. Wereldwijde netwerktechnologieën X.25, Frame Relay, ATM

Doel en structuur van X.25-netwerken

X.25-netwerken zijn veruit de meest voorkomende pakketgeschakelde netwerken die worden gebruikt om bedrijfsnetwerken te bouwen. De belangrijkste reden voor deze situatie is dat X.25-netwerken lange tijd de enige waren beschikbare netwerken met commerciële packet-switching, die garanties bood voor de beschikbaarheid van het netwerk. Het internet heeft ook een lange bestaansgeschiedenis, maar als commercieel netwerk begon het pas onlangs te functioneren, zodat er geen keus was voor zakelijke gebruikers. Bovendien werken X.25-netwerken goed over onbetrouwbare lijnen dankzij verbindingsgerichte protocollen met foutcorrectie op twee niveaus: datalink en netwerk.

De X.25-standaard, “Interface tussen dataterminalapparatuur en datacommunicatieapparatuur voor terminals die in pakketmodus werken op openbare datanetwerken”, werd in 1974 ontwikkeld door de CCITT-commissie en is verschillende keren herzien. De standaard is het meest geschikt voor terminalverkeer met een lage intensiteit en is minder geschikt voor de hogere eisen van LAN-verkeer. Zoals de naam al doet vermoeden, beschrijft de standaard niet de interne structuur van het X.25-netwerk, maar definieert hij alleen de gebruikersinterface met het netwerk. De interactie van twee X.25-netwerken wordt gedefinieerd door de X.75-standaard.

X.25-netwerktechnologie heeft verschillende belangrijke kenmerken die deze onderscheiden van andere technologieën.

Beschikbaarheid in de netwerkstructuur speciaal apparaat - PAD (Packet Assembler Disassembler), ontworpen om de bewerking uit te voeren waarbij meerdere bytestromen met lage snelheid van alfanumerieke terminals worden samengevoegd tot pakketten die via het netwerk worden verzonden en voor verwerking naar computers worden verzonden. Deze apparaten hebben ook een Russische naam “Pakketcollector-disassembler”, PSA.

De aanwezigheid van een drielaagse protocolstack die verbindingsgerichte protocollen gebruikt op datalink- en netwerkniveau die datastromen controleren en fouten corrigeren.

Focus op homogene stapels transportprotocollen in alle netwerkknooppunten - de netwerklaag is ontworpen om met slechts één linklaagprotocol te werken en kan niet, zoals het IP-protocol, heterogene netwerken verenigen. Een X.25-netwerk bestaat uit switches (Switches, S), ook wel genoemd pakketschakelcentra (PSC), gelegen op verschillende geografische locaties en verbonden door speciale hogesnelheidskanalen. Speciale kanalen kunnen digitaal of analoog zijn.

Asynchrone start-stopterminals zijn via PAD's met het netwerk verbonden. Ze kunnen ingebouwd zijn of op afstand. De ingebouwde PAD bevindt zich doorgaans in het switchrack. De terminals hebben toegang tot de ingebouwde PAD via het telefoonnetwerk met behulp van modems met een asynchrone interface. De ingebouwde PAD maakt ook verbinding met het telefoonnetwerk via verschillende modems met een asynchrone interface. De externe PAD is een klein zelfstandig apparaat dat via een speciale X.25-link op de switch is aangesloten. De terminals zijn via een asynchrone interface met het externe PAD-apparaat verbonden; hiervoor wordt meestal de RS-232C-interface gebruikt. Eén PAD biedt doorgaans toegang tot 8, 16 of 24 asynchrone terminals.

De belangrijkste functies van PAD, gedefinieerd door de X.3-standaard, zijn onder meer:

het samenvoegen van karakters ontvangen van asynchrone terminals tot pakketten;

het ontleden van gegevensvelden in pakketten en het uitvoeren van gegevens naar asynchrone terminals;

beheer van procedures voor het tot stand brengen van verbinding en verbreking via het X.25-netwerk met de gewenste computer;

het verzenden van karakters, inclusief start-stopsignalen en pariteitsbits, zoals gevraagd door de asynchrone terminal;

promotie van pakketten in aanwezigheid van passende voorwaarden, zoals het vullen van het pakket, het verstrijken van de wachttijd, enz.

De terminals beschikken niet over X.25-netwerkeindadressen. Het adres wordt toegewezen aan de PAD-poort, die via een speciaal circuit is verbonden met de X.25-pakketschakelaar.

Ondanks het feit dat de taak om "niet-intelligente" terminals met externe computers te verbinden tegenwoordig vrij zelden voorkomt, is er nog steeds veel vraag naar PAD-functies. PAD-apparaten worden vaak gebruikt om verkoopterminals en geldautomaten met een asynchrone RS-232-interface aan te sluiten op X.25-netwerken.

De X.28-standaard definieert de parameters van de terminal, evenals het protocol voor interactie tussen de terminal en het PAD-apparaat. Bij het werken op een terminal voert de gebruiker eerst een tekstdialoog met het PAD-apparaat standaard ingesteld karakter commando's. PAD kan in twee modi met de terminal werken: besturing en datatransmissie. In de besturingsmodus kan de gebruiker met behulp van opdrachten het adres opgeven van de computer waarmee een verbinding tot stand moet worden gebracht via het X.25-netwerk, en enkele PAD-bedieningsparameters instellen, bijvoorbeeld een speciaal teken selecteren om de opdracht aan te geven Om onmiddellijk een pakket te verzenden, stelt u de echoresponsmodus in van de tekens die op het toetsenbord zijn getypt, vanaf het PAD-apparaat (in dit geval zal het display de op het toetsenbord getypte tekens pas weergeven als ze worden geretourneerd door de PAD - dit is normaal lokale werkingsmodus van de terminal met een computer). Wanneer u de toetsencombinatie Ctrl+P typt, gaat de PAD naar de gegevensoverdrachtmodus en beschouwt alle daaropvolgende tekens als gegevens die in een X.25-pakket naar het bestemmingsknooppunt moeten worden verzonden.

In wezen definiëren de X.3- en X.28-protocollen een terminalemulatieprotocol dat vergelijkbaar is met het telnet-protocol van de TCP/IP-stack. De gebruiker brengt met behulp van het PAD-apparaat een verbinding tot stand met de gewenste computer en kan vervolgens een dialoog voeren besturingssysteem deze computer (in gegevensoverdrachtmodus door het PAD-apparaat), waarbij u de benodigde programma's start en de resultaten van hun werk op uw scherm bekijkt, net zoals wanneer de terminal lokaal op de computer is aangesloten.

Computers en lokale netwerken zijn doorgaans rechtstreeks op een X.25-netwerk aangesloten via een X.25-adapter of een router die X.25-protocollen op de interfaces ondersteunt. Om PAD-apparaten op het netwerk te beheren, is er een X.29-protocol, waarmee een netwerkknooppunt PAD op afstand via het netwerk kan beheren en configureren. Als het nodig is om gegevens over te dragen, gebruiken computers die rechtstreeks op het X.25-netwerk zijn aangesloten geen PAD-services, maar brengen ze zelfstandig virtuele kanalen in het netwerk tot stand en verzenden ze gegevens via deze in X.25-pakketten.

Adressering in X.25-netwerken

Als er geen verbinding is met het X.25-netwerk buitenwereld, dan kan het een adres van elke lengte gebruiken (binnen het adresveldformaat) en adressen willekeurige waarden geven. De maximale lengte van het adresveld in een X.25-pakket is 16 bytes.

Aanbeveling X.121 CCITT definieert het internationale adresnummeringssysteem voor datanetwerken openbaar gebruik. Als een X.25-netwerk wil communiceren met andere X.25-netwerken, moet het zich houden aan de X.121-adresseringsstandaard.

X.121-adressen (ook wel Internationale datanummers (IDN) hebben verschillende lengtes, die maximaal 14 decimalen kunnen bedragen. De eerste vier cijfers van de IDN worden gebeld Datanetwerkidentificatiecode (DNIC). DNIC is verdeeld in twee delen; het eerste deel (3 cijfers) bepaalt het land waarin het netwerk zich bevindt, en het tweede deel - het nummer van het X.25-netwerk in dit land. Binnen elk land kunnen dus slechts 10 X.25-netwerken worden georganiseerd. Als het nodig is om meer dan 10 netwerken voor één land te hernummeren, wordt het probleem opgelost door één land meerdere codes te geven. Tot 1995 had Rusland bijvoorbeeld één code - 250, en in 1995 kreeg het een andere code toegewezen - 251. De overige nummers worden genoemd Nationaal Terminal Numbe (NTN). Met deze nummers kunt u een specifieke DTE op een X.25-netwerk identificeren.

Internationale X.25-netwerken kunnen ook de hierboven beschreven internationale abonneenummeringsstandaard ISO 7498 gebruiken.

Volgens de ISO 7498-standaard wordt voor het nummeren van X.25-netwerken slechts één prefix-byte toegevoegd aan het adres in het X.121-formaat, met code 36 (waarbij alleen decimale cijfercodes in het adres worden gebruikt) of 37 (met behulp van willekeurige binaire combinaties ). Met deze code kunnen schakelaars voor algemeen gebruik, zoals ISDN-schakelaars die ook X.25-pakketschakeling ondersteunen, automatisch het adrestype herkennen en het verbindingsverzoek correct routeren.

X.25-netwerkprotocolstack

X.25-netwerkstandaarden beschrijven 3 protocolniveaus.

Op fysiek niveau zijn de synchrone interfaces X.21 en X.21 bis gedefinieerd voor datatransmissieapparatuur - ofwel DSU/CSU, als het speciale kanaal digitaal is, of voor een synchrone modem, als het kanaal speciaal is.

Op de datalinklaag wordt een subset van het HDLC-protocol gebruikt, dat de mogelijkheid biedt om automatisch te verzenden in geval van fouten op de lijn. Er is keuze uit twee kanalentoegangsprocedures: LAP of LAP-B.

Op netwerkniveau is het X.25/3-protocol gedefinieerd voor de uitwisseling van pakketten tussen eindapparatuur en het datanetwerk.

De transportlaag kan worden geïmplementeerd in eindknooppunten, maar wordt niet gedefinieerd door de standaard.

Fysieke laagprotocol Het communicatiekanaal is niet gespecificeerd en dit maakt het mogelijk om kanalen van verschillende standaarden te gebruiken.

Op linkniveau Meestal wordt het LAP-B-protocol gebruikt. Dit protocol biedt een gebalanceerde werkingsmodus, dat wil zeggen dat beide knooppunten die aan de verbinding deelnemen gelijke rechten hebben. Het LAP-B-protocol brengt een verbinding tot stand tussen de DTE-gebruikersapparatuur (computer, IP- of IPX-router) en de netwerkswitch. Hoewel de standaard dit niet voorschrijft, is het ook mogelijk om met behulp van het LAP-B protocol een verbinding tot stand te brengen koppelingsniveau binnen een netwerk tussen direct aangesloten switches. Het LAP-B-protocol is in vrijwel alle opzichten identiek aan het LLC2-protocol dat in Hoofdstuk 3 wordt beschreven, behalve wat betreft adressering. Het LAP-B-frame bevat één adresveld van één byte (niet twee - DSAP en SSAP), dat niet het adres van de service op het hoogste niveau aangeeft, maar de richting van de frametransmissie - 0x01 om opdrachten van DTE naar DCE te verzenden ( naar het netwerk) of antwoorden van DCE naar DTE (van het netwerk) en 0x03 om antwoorden van DTE naar DCE of opdrachten van DCE naar DTE te routeren. Ondersteund als normale modus(Met maximaal venster 8 frames en een besturingsveld van één byte) en een uitgebreide modus (met een maximaal venster van 128 frames en een besturingsveld van twee bytes).

Netwerklaag X.25/3(in de standaard wordt dit niet het netwerk genoemd, maar het pakketniveau) wordt geïmplementeerd met behulp van 14 verschillende soorten pakketten waarvan het doel vergelijkbaar is met de frametypen van het LAP-B-protocol. Omdat betrouwbare datatransmissie wordt verzekerd door het LAP-B-protocol, voert het X.25/3-protocol de functies uit van pakketroutering, het tot stand brengen en verbreken van een virtueel kanaal tussen eindabonnees van het netwerk, en het controleren van de pakketstroom.

Nadat een verbinding op de linklaag tot stand is gebracht, moet het eindknooppunt een virtuele verbinding tot stand brengen met een ander eindknooppunt op het netwerk. Om dit te doen, verzendt het een Call Request-pakket van het X.25-protocol in LAP-B-frames.

De velden in de eerste drie bytes van de pakketheader worden gebruikt in alle typen X.25-protocolframes. De Q-, D- en Modulo-tekens bevinden zich in het hoge deel van de eerste byte van de header. Het Q-attribuut is bedoeld om op netwerkniveau het type informatie in het dataveld van het pakket te herkennen. Wanneer een pakket wordt ontvangen, wordt de informatie die zich in het dataveld bevindt, evenals de waarde van de Q-bit, verzonden naar de bovenste niveaus van de gebruikersprotocolstapel (rechtstreeks naar de transportlaag van deze stapel). De waarde Q=1 betekent controlegebruikersinformatie, en Q=0 betekent gegevens. Teken D betekent bevestiging van pakketontvangst door het bestemmingsknooppunt. Het gebruikelijke mechanisme voor het bevestigen van de acceptatie van pakketten met behulp van ontvangstbewijzen heeft slechts een lokale betekenis voor het X.25-protocol: de acceptatie van het pakket wordt bevestigd door de dichtstbijzijnde netwerkswitch waarmee het eindknooppunt een virtuele verbinding heeft aangevraagd en tot stand heeft gebracht. Als het bronknooppunt om bevestiging van ontvangst door het bestemmingsknooppunt heeft gevraagd, wordt deze bevestiging aangegeven door het instellen van de D-bit (afleveringsbevestiging) in pakketten die afkomstig zijn van het bestemmingsknooppunt.

Het Modulo-attribuut geeft aan door welke module (8 of 128) pakketten zijn genummerd. Een waarde van 10 betekent modulus 128, en 01 betekent modulus 8.

Veld Logisch groepsnummer (LGN) bevat de waarde logische groepsnummers virtueel kanaal. Kanalen vormen logische groepen op basis van functionaliteit, bijvoorbeeld:

permanent virtueel kanaal;

geschakeld virtueel circuit alleen voor inkomende berichten (simplex);

geschakeld virtueel circuit alleen voor uitgaande berichten (simplex);

geschakeld duplex virtueel circuit.

Het maximale aantal logische groepen is twaalf, hoewel een kleiner aantal in een bepaald netwerk acceptabel is.

Veld Logisch kanaalnummer (LCN) bevat het virtuele circuitnummer dat is toegewezen door het bronknooppunt (voor geschakelde virtuele circuits) of de netwerkbeheerder (voor permanente virtuele circuits). Het maximale aantal virtuele kanalen dat door één poort gaat, is 256.

Veld Type geeft het pakkettype aan. Het Call Request-pakket heeft bijvoorbeeld de typewaarde 0x0B. De minst significante bit van dit veld bepaalt of het pakket een besturingspakket is (bit is 1) of een datapakket (bit is 0). De waarde 0x0B bevat een 1 in het minst significante bit, dus het is een controlepakket, en de resterende bits bepalen in dit geval het subtype van het pakket. In het datapakket de resterende bits van het veld Type worden gebruikt om ontvangstnummers N(S) en N(R) over te dragen.

De volgende twee velden bepalen de lengte van de bestemmings- en bronadressen (DA en SA) in het pakket. Het verzoek om een virtueel circuit tot stand te brengen specificeert beide adressen. Het eerste adres is nodig om het Call Request-pakket te routeren, en het tweede is nodig om het bestemmingsknooppunt te laten beslissen of er een virtuele verbinding met dit bronknooppunt tot stand moet worden gebracht. Als het bestemmingsknooppunt besluit het verzoek te accepteren, moet het een Call Accepted-pakket verzenden - "Request Accepted", dat ook beide adressen aangeeft, en deze uiteraard op plaatsen verwisselt. Adressen kunnen elk formaat hebben of voldoen aan de eisen van de X.121- of ISO 7498-standaard.

De bestemmings- en bronadressen zelf nemen het aantal bytes in beslag dat in de volgende twee velden aan hen is toegewezen.

Velden Faciliteiten lengte En Faciliteiten zijn nodig om aanvullende diensten te coördineren die het netwerk aan de abonnee levert. Met de dienst “Network User Identifier” kunt u bijvoorbeeld een gebruikers-ID opgeven (anders dan de zijne). netwerk adres), op basis waarvan rekeningen voor het gebruik van het netwerk kunnen worden betaald. Met behulp van de service "Negotiation of Flow Control Parameters" kan de gebruiker het netwerk vragen om niet-standaardwaarden van protocolparameters te gebruiken - venstergrootte, maximale pakketgegevensveldgrootte, enz. Het X.25-protocol staat de volgende maximale gegevens toe veldlengtewaarden: 16,32, 64,128, 256,512 en 1024 bytes. De voorkeurslengte is 128 bytes.

Het Call Request-pakket wordt ontvangen door de netwerkswitch en gerouteerd op basis van de routeringstabel, terwijl een virtueel circuit wordt gelegd. De initiële waarde van het virtuele kanaalnummer wordt door de gebruiker in dit pakket gespecificeerd in het LCN-veld (analoog aan het VCI-veld dat werd genoemd bij de uitleg van het principe van het opzetten van virtuele kanalen). Het routeringsprotocol voor X.25-netwerken is niet gedefinieerd.

Om de grootte van adrestabellen in switches in X.25-netwerken te verkleinen, wordt het principe van adresaggregatie geïmplementeerd. Alle terminals met een gemeenschappelijk voorvoegsel in het adres zijn verbonden met een gemeenschappelijke ingangsschakelaar van het subnet die overeenkomt met de voorvoegselwaarde. Als het pad naar alle terminals met adressen met het voorvoegsel 250 720 bijvoorbeeld via de gemeenschappelijke schakelaar K1 loopt, dan wordt in de routeringstabel van de schakelaars waar het pad naar schakelaar K1 doorheen gaat een enkele invoer geplaatst - 250 720, die komt overeen met zowel het eindknooppunt 250 720 11 als het eindknooppunt 250 720 26. Maskers worden niet gebruikt in schakelaars en de bits van lage orde van het adres die niet nodig zijn voor routering worden eenvoudigweg weggelaten.

Na het tot stand brengen van een virtueel kanaal wisselen de eindknooppunten pakketten uit van een ander formaat: het datapakketformaat (Datapakket). Dit formaat is vergelijkbaar met het beschreven Call Request-pakketformaat: de eerste drie bytes hebben dezelfde velden, maar de adres- en servicevelden ontbreken. Het datapakket heeft geen veld dat het type gegevens in het pakket bepaalt, dat wil zeggen een veld dat lijkt op het Protocolveld in een IP-pakket. Om deze tekortkoming te ondervangen, wordt de eerste byte in het dataveld altijd geïnterpreteerd als een indicatie van het datatype.

Switches (TSK) van X.25-netwerken zijn veel eenvoudiger en goedkopere apparaten vergeleken met routers van TCP/IP-netwerken. Dit wordt verklaard door het feit dat ze geen procedures ondersteunen voor het uitwisselen van routeringsinformatie en het vinden van optimale routes, en ook geen conversies uitvoeren van kanaalprotocolframeformaten. Volgens het werkingsprincipe bevinden ze zich dichter bij lokale netwerkswitches dan bij routers. Het werk dat X.25-switches doen op binnenkomende frames omvat echter meer stappen dan wanneer frames worden doorgestuurd door LAN-switches. De X.25-switch moet het LAP-B-frame ontvangen en reageren met een ander LAP-B-frame, waarbij hij de ontvangst van het frame bevestigt met een specifiek nummer. Als een frame verloren gaat of beschadigd raakt, moet de schakelaar ervoor zorgen dat het frame opnieuw wordt verzonden. Als alles in orde is met het LAP-B-frame, moet de switch het X.25-pakket extraheren, de uitvoerpoort bepalen op basis van het virtuele kanaalnummer en vervolgens een nieuw LAP-B-frame vormen om het pakket verder door te sturen. Lokale netwerkswitches doen dit soort werk niet en verzenden het frame eenvoudigweg in de vorm waarin het is aangekomen naar de uitgangspoort.

Als gevolg hiervan zijn de prestaties van X.25-switches meestal laag: enkele duizenden pakketten per seconde. Voor toegangskanalen met lage snelheid, waar abonnees van dit netwerk al vele jaren gebruik van maken (1200-9600 bps), waren deze schakelprestaties voldoende om het netwerk te laten functioneren.

Het X.25-netwerk biedt geen garanties voor doorvoer. Het maximale wat het netwerk kan doen is prioriteit geven aan verkeer op individuele virtuele circuits. De kanaalprioriteit wordt aangegeven in het verbindingsverzoek in het servicesveld.

X.25-netwerkprotocollen zijn speciaal ontworpen voor lijnen met lage snelheid en hoge geluidsniveaus. Het zijn deze lijnen die nog steeds het grootste deel van de telecommunicatiestructuur van ons land uitmaken, dus X.25-netwerken zullen voor veel regio's nog lange tijd de meest rationele keuze blijven.

Cursussen

Kenmerken van X.25-netwerken en -technologieën

Invoering

Hoofddeel

WAN-pakketgeschakelde netwerken

Principes van constructie en mogelijkheden van het X.25-netwerk

Beoordeling van de voor- en nadelen van het X.25-netwerk

Conclusie

Glossarium

Lijst met gebruikte bronnen

Toepassingen

Invoering

Wide Area Network-schakelpakket

In 1976 werd de X.25-standaard aangenomen, die de basis werd van het wereldwijde PSPDN-systeem (Packet-Switched Public Data Networks), gebaseerd op het 7-laags ISO OSI-model (Open System Interconnection). De X.25-standaard werd in 1984 verbeterd. De X.25-aanbeveling definieert de gebruikersnetwerkinterface voor het PSPDN-netwerk. Meer specifiek definieert X.25 een point-to-point, speciale (specifieke lijn), full-duplex interface tussen de Data Terminal Equipment (DTE) van de gebruiker en de Data Circuit Terminating Equipment (DCE) op een PSPDN-netwerk. De X.25-interface bevat drie protocollagen, die grofweg overeenkomen met de drie lagere lagen referentiemodel OSI.

In de loop van de tijd werden steeds grotere hoeveelheden verkeer via mondiale netwerken verzonden. Verkeer gegenereerd client-server-applicaties, geschreven voor lokale netwerkomgevingen, heeft de neiging extreem ongelijkmatig van aard te zijn: er is aanzienlijke bandbreedte vereist over korte perioden. Het verzenden van dergelijk verkeer via huurlijnen of tijdverdelingsnetwerken is niet efficiënt omdat de beschikbare capaciteit meestal wordt verspild: tijdslots worden gereserveerd ongeacht of er informatie wordt verzonden of niet.

X.25- en PSPDN-gerelateerde technologieën zijn geleidelijk vervangen door nieuwere technologieën (zoals frame relay en ATM) en X.25-peers ervaren een renaissance (zoals TCP/IP)

De belangrijkste vereisten voor dergelijke technologie zijn:

· hoge snelheid:

· lage latentie;

· havenscheiding en

· het delen van bandbreedte op basis van virtuele kanalen..25-pakketschakeling heeft de laatste twee. X.25 is belangrijk om redenen die verder gaan dan puur technische problemen. Vanuit het oogpunt van standaardisatie vertegenwoordigen de X.25-aanbeveling en de daaraan gerelateerde aanbevelingen een van de meest complete oplossingen ooit gebouwd op basis van standaarden. In feite zijn dit complete PSPDN-netwerkstandaarden die alle telecomoperatoren over de hele wereld een impuls hebben gegeven om PSPDN-netwerken te bouwen en deze te koppelen aan een werkelijk mondiaal datanetwerk.

Het doel van de cursus is het evalueren van de kenmerken en mogelijkheden van het X.25-netwerk.

De doelstellingen van dit werk zijn om vertrouwd te raken met de basisprincipes van X.25-technologie, met de principes van de constructie en werking ervan, om de mogelijkheden van deze technologie, de voor- en nadelen ervan te beoordelen, en ook om het probleem van analyse en synthese op te lossen. voor een datatransmissienetwerk.

Het cursuswerk is als volgt opgebouwd. Sectie 1 bespreekt de soorten wide area-netwerken die met pakketschakeling worden geproduceerd kort overzicht X.25-technologie. Sectie 2 is gewijd aan de beschouwing van de basismogelijkheden, principes van constructie en werking van het X.25-netwerk. Hoofdstuk 3 beoordeelt de voordelen van deze technologie, evenals de nadelen ervan.

1. WAN's met pakketschakeling

1 Algemene informatie

WAN's worden gekenmerkt door twee soorten verbindingstechnologieën:

· punt-tot-punt-netwerk;

· cloud-netwerk.

In een netwerk met point-to-point-technologieën wordt aan elke twee knooppunten een aparte lijn toegewezen, en om N knooppunten te combineren zijn N(N - 1)/2 communicatielijnen vereist. In dit geval krijgen we een hoge doorvoer en hoge kosten voor communicatielijnen en interfaceapparatuur.

Zuiniger WAN-technologie (Wide Gebiedsnetwerk s) zijn cloudachtige netwerken. In dit geval is slechts één lijn nodig om één knooppunt te verbinden.

Volgens het schakelprincipe is cloudtechnologie onderverdeeld in:

· kanaalschakeling (in telefooncommunicatielijnen);

· berichten schakelen (naar e-mail);

· schakelen van pakketten (in IP-, X.25-netwerken), frames (in Frame Relay-netwerken), cellen (in ATM-netwerken).

Circuitgeschakelde netwerken bieden directe fysieke verbinding alleen tussen twee knooppunten tijdens een communicatiesessie. Het voordeel van circuitgeschakelde netwerken is de mogelijkheid om audio- en video-informatie zonder vertragingen te verzenden.

Bovendien is het voordeel van deze technologie het gemak van de implementatie ervan (vorming van een continu composiet fysiek kanaal), en het nadeel is de lage kanaalbezettingsgraad, hoge kosten gegevensoverdracht, langere wachttijd voor andere gebruikers (er vormen zich wachtrijen bij schakelknooppunten).

In pakketgeschakelde netwerken (PSN) worden kleine pakketjes met een vaste structuur uitgewisseld, zodat er geen wachtrijen ontstaan bij schakelknooppunten. De voordelen van circuitgeschakelde netwerken zijn onder meer: netwerkefficiëntie, betrouwbaarheid en snelle verbinding.

Het belangrijkste nadeel van pakketgeschakelde netwerken is de tijdvertraging van pakketten in netwerkknooppunten (intermediaire communicatieapparatuur), waardoor het moeilijk wordt audio- en video-informatie te verzenden, die vertragingsgevoelig zijn. Frame-switchingtechnologie (frame relay), en vooral cel-switching, elimineert deze nadelen van pakketgeschakelde netwerken en zorgt voor gegevens-, audio- en videotransmissie van hoge kwaliteit.

Circuitgeschakelde netwerken bieden fysieke laagdiensten aan pakketgeschakelde netwerken. Analoge en digitale lijnen worden gebruikt als ruggengraat van netwerken met het schakelen van pakketten, berichten en frames. Mondiale pakketgeschakelde netwerken omvatten: IP-netwerken; X.25; Framerelais; GELDAUTOMAAT.

Pakketschakeling in PSN-netwerken gebeurt op twee manieren:

De eerste methode is gericht op de voorlopige vorming van virtuele kanalen. Er zijn twee soorten virtuele kanalen: geschakeld en permanent. Een virtueel kanaal is een logische verbinding via verschillende bestaande fysieke kanalen die betrouwbare ttussen twee knooppunten mogelijk maakt.

Een geschakeld virtueel circuit vereist het opzetten (dynamisch instellen), onderhouden en beëindigen van een communicatiesessie telkens wanneer gegevens tussen knooppunten worden uitgewisseld. Een permanent virtueel kanaal wordt handmatig tot stand gebracht en vereist geen communicatiesessie; knooppunten kunnen op elk moment gegevens uitwisselen, omdat er altijd een permanente virtuele verbinding actief is.

De tweede methode is gebaseerd op datagramtechnologie, d.w.z. op zelfpromotie pakketten in pakketnetwerken zonder logische kanalen tot stand te brengen. In datagramnetwerken wordt pakketroutering op pakketbasis uitgevoerd. Pakketten zijn voorzien van een bestemmingsadres en reizen onafhankelijk naar bestemmingsknooppunten. Veel pakketten die tot hetzelfde bericht behoren, kunnen dus langs verschillende routes naar het bestemmingsknooppunt reizen.

De routering in mondiale TCP/IP-netwerken vindt plaats op basis van het IP-protocol, d.w.z. gebaseerd op zelfpromotie van pakketten. Het principe van routering in mondiale netwerken: X.25, Frame Relay, ATM is gebaseerd op de voorlopige vorming van een virtueel kanaal en de verzending van pakketten, frames of cellen naar de bestemming via dit kanaal, d.w.z. langs één traject.

2 X.25-netwerken

X.25-netwerken zijn het eerste pakketgeschakelde netwerk en zijn veruit de meest voorkomende pakketgeschakelde netwerken die worden gebruikt om bedrijfsnetwerken te bouwen. Netwerkprotocol X.25 is ontworpen voor de overdracht van gegevens tussen computers via telefoonnetwerken. X.25-netwerken zijn ontworpen voor lijnen van lage kwaliteit en met veel ruis (analoge telefoonlijnen) en bieden datatransmissie met snelheden tot 64 Kbps. X.25 werkt goed op communicatielijnen van lage kwaliteit vanwege het gebruik van verbindingsbevestigings- en foutcorrectieprotocollen op de datalink- en netwerklagen.

De X.25-standaard definieert de gebruikers-netwerkinterface in openbare datanetwerken of interface tussen dataterminalapparatuur en datacommunicatieapparatuur voor terminals die actief zijn in batch-modus in openbare datanetwerken . Met andere woorden, X.25 definieert een point-to-point interface (huurlijn) tussen de DTE-pakketterminalapparatuur en de DCE-dataterminalapparatuur.

Figuur 1 laat zien blokschema X.25-netwerk, dat de belangrijkste elementen toont:

.DTE (dataterminalapparatuur) - apparatuur voor gegevensoverdracht (kassa's, geldautomaten, terminals voor het boeken van tickets, pc's, d.w.z. apparatuur voor eindgebruikers).

.DCE (datacircuit-terminating apparatuur) - eindapparatuur van het datatransmissiekanaal (telecommunicatieapparatuur die toegang biedt tot het netwerk).

.PSE (pakketgeschakelde uitwisseling) - pakketschakelaars.

Figuur 1 X.25 netwerkblokdiagram

De X.25-interface biedt:

.toegang naar een externe gebruiker naar de hoofdcomputer;

.externe pc-toegang tot lokaal netwerk;

.communicatie van een extern netwerk met een ander extern netwerk.

De X.25-interface bevat er drie lagere niveaus OSI-modellen: fysiek, kanaal en netwerk. Een kenmerk van dit netwerk is het gebruik van geschakelde virtuele kanalen om gegevens tussen netwerkcomponenten over te dragen. Het tot stand brengen van een geschakeld virtueel circuit wordt uitgevoerd door serviceprotocollen die fungeren als signaleringsprotocol.

De fysieke X.25-laag maakt gebruik van analoge huurlijnen die point-to-point-verbindingen bieden. Zowel analoge telefoonlijnen als digitale huurlijnen kunnen worden gebruikt. Er is geen geldigheidscontrole of stroomcontrole op netwerkniveau. Op de fysieke laag X.25 is een van de X.21- of X.21bis-protocollen geïmplementeerd.

Op de datalinklaag biedt het X.25-netwerk gegarandeerde levering, data-integriteit en flowcontrol. Op de datalinklaag wordt de datastroom gestructureerd in frames. Foutcontrole wordt uitgevoerd in alle netwerkknooppunten. Als er een fout wordt gedetecteerd, worden de gegevens opnieuw verzonden. De linklaag wordt geïmplementeerd door het LAP-B-protocol, dat alleen werkt op point-to-point-links, dus adressering is niet vereist.

De X.25-netwerklaag wordt geïmplementeerd door het Packet-Layer Protocol (PLP). Op netwerkniveau worden frames gecombineerd tot één stroom en wordt de totale stroom verdeeld in pakketten. Het PLP-protocol regelt de uitwisseling van pakketten via virtuele circuits. Op verzoek van een van hen wordt er een communicatiesessie tot stand gebracht tussen twee DTE-apparaten. Zodra een geschakeld virtueel circuit tot stand is gebracht, kunnen deze apparaten full-duplex informatie-uitwisseling uitvoeren.

2. Principes van constructie en mogelijkheden van het X.25-netwerk

1 Het principe van pakketschakeling met behulp van virtuele circuittechnologie in een X.25-netwerk

Het punt van het creëren van een virtueel kanaal is dat het routeren van pakketten tussen netwerkswitches op basis van routeringstabellen slechts één keer plaatsvindt - bij het creëren van een virtueel kanaal (dat wil zeggen het creëren van een geschakeld virtueel kanaal, aangezien de creatie van een permanent virtueel kanaal wordt uitgevoerd handmatig en vereist geen verzending van pakketten via het netwerk).

Na het creëren van een virtueel kanaal worden pakketten verzonden door schakelaars op basis van de zogenaamde virtuele kanaalnummers of identificaties (Virtual Channel Identifier, VCI). Aan elk virtueel kanaal wordt in de creatiefase een VCI-waarde toegewezen - deze waarde is lokaal van aard - elke schakelaar nummert onafhankelijk een nieuw virtueel kanaal. Naast de nummering van het virtuele kanaal configureert elke switch bij het aanmaken van dit kanaal automatisch de zogenaamde port-switching-tabellen - deze tabellen beschrijven naar welke poort het binnenkomende pakket moet worden verzonden, als het is verzonden. specifiek nummer VCI. Dus zodra een virtuele link door het netwerk is gerouteerd, gebruiken switches niet langer de routeringstabel voor pakketten op die verbinding, maar sturen ze pakketten door op basis van kleine VCI-nummers.

De poortschakeltabellen zelf bevatten meestal ook minder inzendingen dan routeringstabellen, omdat ze alleen gegevens opslaan over degenen die actief zijn op dit moment verbindingen die door deze haven lopen.

Op de netwerklaag wordt de verbindingsgerichte service geleverd door het X.25 Packet-Layer Protocol (PLP) voor hogere lagen. Daarom worden op dit niveau procedures gedefinieerd voor het tot stand brengen van virtuele gegevens via virtuele verbindingen en het verbreken van virtuele verbindingen. Bij PLP worden virtuele verbindingen geïdentificeerd door een logisch kanaalnummer (LCN) dat is geschreven in de header van elk pakket dat bij een bepaalde oproep hoort. Het X.25 PLP-protocol is een statisch gemultiplext protocol, d.w.z. Er kunnen meerdere virtuele verbindingen tegelijkertijd tot stand worden gebracht via één linklaag-communicatiekanaal met het LAP-B-protocol. Virtuele verbindingen onderscheiden zich van elkaar door een uniek I LCN-nummer.

Het PLP-protocol definieert de volgende modi:

Een gegevensoverdrachtmodus die wordt gebruikt bij het uitwisselen van gegevens via virtuele circuits. Deze modus voert foutcontrole en stroomcontrole uit.

De stand-bymodus wordt gebruikt wanneer het geschakelde virtuele circuit tot stand is gebracht, maar er geen gegevens worden uitgewisseld.

Een verbindingsreset wordt gebruikt om een sessie te beëindigen door een specifieke virtuele verbinding te verbreken.

2.2 Kenmerken en kenmerken van X.25-netwerken

2.1 Kenmerken van X.25-netwerken

X.25-technologie heeft verschillende belangrijke kenmerken die deze onderscheiden van andere technologieën. De aanwezigheid in de netwerkstructuur van een speciaal apparaat - PAD (Packet Assembler Disassembler), ontworpen om de handeling uit te voeren waarbij verschillende bytestromen met lage snelheid van alfanumerieke terminals worden samengevoegd tot pakketten die via het netwerk worden verzonden en voor verwerking naar computers worden verzonden.

De aanwezigheid van een drielaagse protocolstack die verbindingsgerichte protocollen gebruikt op datalink- en netwerkniveau die datastromen controleren en fouten corrigeren.

Oriëntatie op homogene transportprotocolstapels in alle netwerkknooppunten - de netwerklaag is ontworpen om met slechts één linklaagprotocol te werken en kan niet, zoals het IP-protocol, heterogene netwerken verenigen. Een X.25-netwerk bestaat uit switches (Switches, S) die zich op verschillende geografische locaties bevinden en met elkaar zijn verbonden via speciale hogesnelheidskanalen. Speciale kanalen kunnen digitaal of analoog zijn.

2.2 X.25-netwerkstructuur

Hieronder in figuur 4 wordt de structuur van het X 25-netwerk weergegeven.

Figuur 2 X.25 Netwerkstructuur

De belangrijkste functies van PAD, gedefinieerd door de X.3-standaard, zijn onder meer:

· het samenvoegen van karakters ontvangen van asynchrone terminals tot pakketten;

· het ontleden van gegevensvelden in pakketten en het uitvoeren van gegevens naar asynchrone terminals;

· beheer van procedures voor het tot stand brengen en verbreken van verbindingen via een X.25-netwerk de juiste computer;

· het verzenden van karakters, inclusief start-stopsignalen en pariteitsbits, zoals gevraagd door de asynchrone terminal;

· promotie van pakketten in aanwezigheid van passende voorwaarden, zoals het vullen van het pakket, het verstrijken van de wachttijd, enz.

De terminals beschikken niet over X.25-netwerkeindadressen. Het adres wordt toegewezen aan de PAD-poort, die via een speciaal circuit is verbonden met de X.25-pakketschakelaar.

2.2.3 Adressering in X.25-netwerken

Als het X.25-netwerk niet met de buitenwereld is verbonden, kan het een adres van elke lengte gebruiken (binnen het adresveldformaat) en de adressen willekeurige waarden geven. De maximale lengte van het adresveld in een X.25-pakket is 16 bytes.

CCITT-aanbeveling X.121 definieert een internationaal adresnummeringssysteem voor openbare datanetwerken. Als een X.25-netwerk wil communiceren met andere X.25-netwerken, moet het zich houden aan de X.121-adresseringsstandaard.

X.121-adressen (ook wel International Data Numbers, IDN genoemd) hebben verschillende lengtes, die maximaal 14 decimalen kunnen bedragen. De eerste vier cijfers van de IDN worden de Data Network Identification Code (DNIC) genoemd. DNIC is verdeeld in twee delen; het eerste deel (3 cijfers) bepaalt het land waarin het netwerk zich bevindt, en het tweede deel - het nummer van het X.25-netwerk in dit land. Binnen elk land kunnen dus slechts 10 X.25-netwerken worden georganiseerd. Als het nodig is om meer dan 10 netwerken voor één land te hernummeren, wordt het probleem opgelost door één land meerdere codes te geven. De overige nummers worden het National Terminal Numbe (NTN) genoemd. Met deze nummers kunt u een specifieke DTE op een X.25-netwerk identificeren.

Internationale netwerken X.25 kan ook de internationale abonneenummeringsstandaard ISO 7498 gebruiken.

2.4 X.25 netwerkprotocolstack

X.25-netwerkstandaarden beschrijven 3 protocolniveaus. Figuur 5 toont de X.25-netwerkprotocolstack.

Figuur 3 X.25 netwerkprotocolstack

2.4.1 Link Layer-protocol LAP-B

Op de linklaag wordt meestal het LAP-B-protocol gebruikt. Dit protocol biedt een gebalanceerde werkingsmodus, dat wil zeggen dat beide knooppunten die aan de verbinding deelnemen gelijke rechten hebben. Het LAP-B-protocol brengt een verbinding tot stand tussen de DTE-gebruikersapparatuur (computer, IP- of IPX-router) en de netwerkswitch. Hoewel de standaard dit niet voorschrijft, maakt het LAP-B-protocol het ook mogelijk om op datalinkniveau binnen het netwerk een verbinding tot stand te brengen tussen direct aangesloten switches - DSAP en SSAP), die niet het adres van de dienst op het hoogste niveau aangeeft, maar de richting van de frametransmissie - 0x01 om opdrachten van DTE naar ALL (naar het netwerk) of antwoorden van ALL naar DTE (van het netwerk) te routeren en 0x03 om antwoorden van DTE naar ALL of opdrachten van ALL naar BTE te routeren. Zowel de normale modus (met een maximaal venster van 8 frames en een stuurveld van één byte) als de uitgebreide modus (met een maximaal venster van 128 frames en een stuurveld van twee bytes) worden ondersteund.

2.4.2 Netwerklaagprotocol X.25/3

De X.25/3-netwerklaag (in de standaard wordt dit de pakketlaag genoemd in plaats van de netwerklaag) wordt geïmplementeerd met behulp van 14 verschillende soorten pakketten, die qua doel vergelijkbaar zijn met de frametypen van het LAP-B-protocol. Omdat betrouwbare datatransmissie wordt verzekerd door het LAP-B-protocol, voert het X.25/3-protocol de functies uit van pakketroutering, het tot stand brengen en verbreken van een virtueel kanaal tussen eindabonnees van het netwerk, en het controleren van de pakketstroom.

Figuur 4 Pakketformaat oproepverzoek

Het “Modulo”-teken geeft aan door welke module (8 of 128) de pakketten zijn genummerd. De waarde 10 betekent module 128, en 01 betekent module 8.

Het veld Logisch groepsnummer (LGN) bevat de waarde van het logische groepsnummer van het virtuele circuit. Kanalen vormen logische groepen op basis van functionaliteit.

Het veld Logical Channel Number (LCN) bevat het virtuele kanaalnummer dat is toegewezen door het bronknooppunt (voor geschakelde virtuele circuits) of de netwerkbeheerder (voor permanente virtuele circuits). Het maximale aantal virtuele kanalen dat door één poort gaat, is 256.

Het veld Tim geeft het pakkettype aan. Aan het Call Request-pakket wordt bijvoorbeeld een typewaarde toegewezen die gelijk is aan OxOB.

De volgende twee velden bepalen de lengte van de bestemmings- en bronadressen (DA en SA) in het pakket. De bestemmings- en bronadressen zelf nemen het aantal bytes in beslag dat in de volgende twee velden aan hen is toegewezen.

De velden Faciliteitenlengte en Faciliteiten zijn nodig om aanvullende diensten te coördineren die het netwerk aan de abonnee levert.

2.2.5 Kenmerken en mogelijkheden van X.25-netwerkswitches

X.25-netwerkswitches zijn veel eenvoudiger en goedkopere apparaten vergeleken met TCP/IP-netwerkrouters. Dit komt omdat ze geen procedures ondersteunen voor het uitwisselen van routeringsinformatie en het vinden ervan optimale trajecten en voer ook geen frameformaatconversies uit kanaalprotocollen. Volgens het werkingsprincipe bevinden ze zich dichter bij lokale netwerkswitches dan bij routers. Het werk dat X.25-switches doen op binnenkomende frames omvat echter meer stappen dan wanneer frames worden doorgestuurd door LAN-switches. De X.25-switch moet het LAP-B-frame ontvangen en reageren met een ander LAP-B-frame, waarbij hij de ontvangst van het frame bevestigt met een specifiek nummer. Als een frame verloren gaat of beschadigd raakt, moet de schakelaar ervoor zorgen dat het frame opnieuw wordt verzonden. Als alles in orde is met het LAP-B-frame, moet de switch het X.25-pakket extraheren, de uitvoerpoort bepalen op basis van het virtuele kanaalnummer en vervolgens een nieuw LAP-B-frame genereren om het pakket verder door te sturen. Lokale netwerkswitches doen dit soort werk niet en verzenden het frame eenvoudigweg in de vorm waarin het is aangekomen naar de uitgangspoort.

3. Beoordeling van de voor- en nadelen van het X.25-netwerk

De pakketschakelmethode die ten grondslag ligt aan X.25-netwerken bepaalt de belangrijkste voordelen van dergelijke netwerken, of met andere woorden, hun reikwijdte. De onderzochte netwerken maken het mogelijk dat meerdere abonnees hetzelfde fysieke kanaal in realtime delen, in tegenstelling tot bijvoorbeeld het geval waarin een paar modems worden gebruikt die via een kanaal van het ene of het andere type zijn verbonden. Dankzij het mechanisme dat in X.25-netwerken is geïmplementeerd om een kanaal gelijktijdig tussen meerdere gebruikers te verdelen, blijkt het in veel gevallen voordeliger om het X.25-netwerk te gebruiken voor datatransmissie, waarbij voor elke byte aan verzonden of ontvangen informatie wordt betaald. in plaats van te betalen voor de tijd dat u de telefoonlijn gebruikt. Dit voordeel kan vooral merkbaar zijn bij internationale verbindingen.

De methode voor het verdelen van een fysiek kanaal tussen abonnees in X.25-netwerken wordt ook wel kanaalmultiplexing genoemd, meer precies “logische” of “statistische” multiplexing, weergegeven in Figuur 9. De term “logische” multiplexing wordt geïntroduceerd om deze methode te onderscheiden van tijd Bij de tijdelijke verdeling van het kanaal krijgt elke abonnee die het kanaal verdeelt bijvoorbeeld binnen elke seconde een strikt gedefinieerd aantal milliseconden toegewezen om zijn informatie door te geven. Bij de statistische verdeling van het kanaal is er geen strikte regeling De mate van belasting door elk van de abonnees van het kanaal op elk specifiek moment hangt af van de statistische of probabilistische kenmerken van een gemultiplexte informatiestroom is effectief voor een breed scala aan datatransmissietaken, inclusief de uitwisseling van berichten tussen gebruikers en circulatie. grote hoeveelheid gebruikers naar de externe database, maar ook naar naar een externe host e-mail, aansluiting van lokale netwerken (met uitwisselingssnelheden van maximaal 512 Kbps), integratie van kassa's en geldautomaten op afstand. Met andere woorden: alle toepassingen waarbij het verkeer op het netwerk niet uniform is in de tijd.

Figuur 5 Werkwijze voor het verdelen van een fysiek kanaal tussen abonnees

Een van de belangrijkste voordelen van netwerken die zijn gebouwd op de protocollen beschreven in de X.25-aanbeveling is dat ze het mogelijk maken dat gegevens optimaal worden verzonden via openbare telefoonnetwerkkanalen (dedicated en dial-up). Met ‘optimaliteit’ bedoelen we het maximaal mogelijke bereiken gespecificeerde kanalen snelheid en betrouwbaarheid van datatransmissie.

Naarmate de kwaliteit van de kanalen verbetert, wordt het mogelijk om over te stappen op netwerken die op andere protocollen zijn gebaseerd. Om dit beter te begrijpen, kunnen we kijken naar een voorbeeld van protocollen die in zekere zin een verdere ontwikkeling zijn van de X.25-protocollen, namelijk het Frame Relay-protocol.

Het Frame Relay-protocol is ontworpen voor kanalen van aanzienlijk hogere kwaliteit, zodat ze minder nadruk leggen op bescherming tegen transmissiefouten. Herhaling van vervormde pakketten vindt alleen plaats in de hele sectie: het punt van binnenkomst in het netwerk - het punt van uitgang uit het netwerk. Als een vervormd frame wordt gedetecteerd bij het ontvangen van een frame op een van de interne delen van het netwerk, wordt dit frame eenvoudigweg gewist zonder erom te vragen. heruitzending. Het is duidelijk dat in het geval dat er veel fouten optreden, een dergelijk protocol lagere transmissiesnelheden zal bieden dan X.25-protocollen.

De meeste bedrijven die tegenwoordig X.25-netwerkapparatuur produceren, produceren ook Frame Relay-netwerkapparatuur. Vaak kan in hetzelfde product een deel van de kanalen werken volgens de X.25-standaard en een deel volgens de Frame Relay-standaard. Dit is erg handig bij het maken backbone-netwerk, bijvoorbeeld werkend aan glasvezel of satellietkanalen communicatie en de koppeling ervan met een perifeer netwerk op basis van conventionele telefoonkanalen.

Een effectief mechanisme voor het optimaliseren van het proces van het verzenden van informatie via X.25-netwerken is het alternatieve routeringsmechanisme. Mogelijkheid om alternatieve routes in te stellen naast de hoofdroute, d.w.z. reserve-exemplaren zijn beschikbaar in X.25-apparatuur die door bijna alle bedrijven wordt geproduceerd. Verschillende soorten apparatuur verschillen in het algoritme voor de overgang naar een alternatieve route, maar ook in het aantal alternatieve routes. Bij sommige soorten materieel vindt bijvoorbeeld alleen een overstap naar een alternatieve route plaats als volledige mislukking een van de schakels op de hoofdroute. In andere gevallen vindt de overgang van de ene route naar de andere dynamisch plaats, afhankelijk van de belasting van de routes, en wordt de beslissing genomen op basis van een formule met meerdere parameters. Door alternatieve routering kan de netwerkbetrouwbaarheid aanzienlijk worden verhoogd. Dit betekent echter dat er tussen twee willekeurige gebruikersverbindingspunten op het netwerk minimaal twee verschillende routes moeten zijn. In dit opzicht kan het construeren van een netwerk met behulp van een stervormig schema als een gedegenereerd geval worden beschouwd. Helaas wordt deze netwerktopologie nog steeds vrij vaak gebruikt in steden waar er binnen een bepaald openbaar netwerk slechts één X.25-netwerkknooppunt is geïnstalleerd.

Toen X.25 werd gemaakt, analoge systemen datatransmissie en koperen communicatielijnen. In een poging om de lage kwaliteit van de kanalen van die tijd te egaliseren, maakt de standaard gebruik van een foutdetectie- en correctiesysteem, dat de betrouwbaarheid van de communicatie aanzienlijk verhoogt, maar de algehele snelheid van gegevensoverdracht vertraagt. Bovendien analyseert elke schakelaar waar een pakketje informatie doorheen gaat de inhoud ervan, wat ook tijd en grote verwerkingskracht vergt. Met de komst van glasvezelnetwerken werden zulke hoge betrouwbaarheidseisen die door X.25 werden geïmplementeerd, overbodig - het voordeel van het protocol veranderde in zijn nadeel. De transmissiesnelheid bij gebruik van het X.25-protocol bedraagt niet meer dan 64 Kb/s.

We kunnen concluderen dat het belangrijkste nadeel van X.25-netwerken de aanzienlijke vertragingen bij de pakkettransmissie zijn, waardoor het niet kan worden gebruikt voor spraak- en videotransmissie.

Het protocol dat werd ontworpen om de tekortkomingen van X.25 te corrigeren was Frame Relay. Het maakt gebruik van hetzelfde principe van virtuele kanalen, maar de foutanalyse wordt alleen uitgevoerd aan de randpunten van het netwerk, wat heeft geleid tot een aanzienlijke snelheidsverhoging (momenteel tot 45 Mb/s). Een belangrijk voordeel van het protocol was de mogelijkheid om prioriteit te geven aan heterogeen verkeer (inclusief data, spraak en video), dat wil zeggen pakketten diverse toepassingen Er kunnen verschillende serviceklassen worden aangeboden, waardoor pakketten met meer kunnen worden gemaakt hoge prioriteit worden "voor hun beurt" afgeleverd. De belangrijkste nadelen van Frame Relay-technologie zijn:

hoge kosten van hoogwaardige communicatiekanalen;

De betrouwbaarheid van de framelevering is niet gegarandeerd.

)

· begreep de structuur van X.25.

Conclusie

Op basis van de resultaten van dit cursuswerk kunnen de volgende conclusies worden getrokken:

)De virtuele circuittechniek die ten grondslag ligt aan het X.25-netwerk is de scheiding van routerings- en pakketschakelingsbewerkingen. Het eerste pakket van dergelijke netwerken bevat het adres van de gebelde abonnee en legt een virtueel pad in het netwerk uit, waarbij tussenschakelaars worden opgezet. De overige pakketten reizen over het virtuele kanaal in schakelmodus, gebaseerd op het virtuele kanaalnummer lokaal adres voor elke poort van elke switch. De voordelen zijn: versneld schakelen van pakketten op basis van virtueel kanaalnummer, evenals reductie van het adresgedeelte van het pakket, en dus header-redundantie. Nadelen zijn onder meer het onvermogen om de datastroom tussen twee abonnees langs parallelle paden te parallelliseren, evenals de ineffectiviteit van het opzetten van een virtueel pad voor kortetermijndatastromen.

6)X.25-netwerken zijn een van de oudste en meest volwassen wereldwijde netwerktechnologieën. De drielaagse X.25-netwerkprotocolstack werkt goed op onbetrouwbare, luidruchtige communicatiekanalen, corrigeert fouten en controleert de datastroom op datalink- en pakketniveau.

7)X.25-netwerken ondersteunen groepsverbindingen van eenvoudige alfanumerieke terminals met het netwerk door speciale PAD-apparaten in het netwerk op te nemen, die elk een speciaal type terminalserver zijn.

)Op betrouwbare glasvezelverbindingen wordt de X.25-technologie overbodig en ineffectief, omdat een aanzienlijk deel van het protocolwerk ‘inactief’ wordt uitgevoerd.

Dit cursuswerk beschrijft:

· wide area-netwerken met pakketschakeling;

· leerde de mogelijkheden van het X.25-netwerk kennen;

· leerde X.25-netwerkprotocollen onderscheiden;

· begreep de structuur van X.25.

· Een van de belangrijkste voordelen van netwerken die zijn gebouwd op de protocollen beschreven in de X.25-aanbeveling is dat ze het mogelijk maken dat gegevens optimaal worden verzonden via openbare telefoonnetwerkkanalen (dedicated en dial-up). Met “optimaliteit” bedoelen we het bereiken van de hoogst mogelijke snelheid en betrouwbaarheid van datatransmissie op de gespecificeerde kanalen.

· Naarmate de kwaliteit van de kanalen verbetert, wordt het mogelijk om over te stappen op netwerken die op andere protocollen zijn gebaseerd. Om dit beter te begrijpen, kunnen we kijken naar een voorbeeld van protocollen die in zekere zin een verdere ontwikkeling zijn van de X.25-protocollen, namelijk het Frame Relay-protocol.

· Het Frame Relay-protocol is ontworpen voor kanalen van aanzienlijk hogere kwaliteit, zodat ze minder nadruk leggen op bescherming tegen transmissiefouten. Herhaling van vervormde pakketten vindt alleen plaats in de hele sectie: het punt van binnenkomst in het netwerk - het punt van uitgang uit het netwerk. Als een beschadigd frame wordt gedetecteerd wanneer een frame wordt ontvangen op een van de interne secties van het netwerk, wordt dit frame eenvoudigweg gewist zonder dat er om hertransmissie wordt gevraagd. Het is duidelijk dat in het geval dat er veel fouten optreden, een dergelijk protocol lagere transmissiesnelheden zal bieden dan X.25-protocollen.

Glossarium

Nr. Conceptdefinitie 1X.25 ITU-aanbevelingen - TSS (voorheen CCITT CCITT), definieert standaarden voor communicatieprotocollen voor toegang tot pakketdatanetwerken (PDN) 2 Wide Area Networks Netwerken die geografisch verspreide computers met elkaar verbinden, mogelijk gevestigd in verschillende steden en landen 3 Pakket Bestelde verzamelgegevens en controle informatie verzonden via een netwerk als onderdeel van een bericht4 Pakketschakeling Een methode voor gegevensoverdracht waarbij informatie wordt verdeeld in afzonderlijke stukken, pakketten genoemd5 ATM ITU-gestandaardiseerde pakketschakelingstechnologie met vaste lengte - cellen6 Frame Relay Een snelle pakketschakelingstechnologie voor het overbrengen van gegevens tussen intelligente eindpunten zoals routers of FRAD's, werkend met snelheden van 56 Kbps tot 1,544 Mbps7VCI Virtual Channel Identifier8VPI Virtual Path Identifier9Protocol Formaat voor het beschrijven van verzonden berichten en de regels waarmee informatie wordt uitgewisseld tussen twee of meer systemen10NTNNational Terminal Numbe

Lijst met gebruikte bronnen

1 Olifer V.G., Olifer N.A. Computernetwerken: principes, technologieën, protocollen: leerboek voor universiteiten ed. 2e. St. Petersburg: Peter, 2005. 864 pp. 2Breyman AD. Computernetwerken en telecommunicatie. Mondiale netwerken. Studiegids. M.: MGUPI, 2006. 116 p. 3 Savostitsky Yu.A. Geschiedenis van de ontwikkeling van mondiale computernetwerken. Studiegids. M.: MIS, 2006. 512 p. 4Shakin VN, Livshits VM Principes van het bouwen van mondiale netwerken en analyse van hun kenmerken: een leerboek voor FPKP-studenten. M.: MIS, 2006. 375 p.5 Vishnevsky V.M. Theoretische grondslagen van computernetwerkontwerp. M.: Technosphere, 2003. 219 p. 6Platonov V. Global informatie netwerk. - M.: Prospekt, 2006 Broido, Vladimir Lvovich. Computersystemen, netwerken en telecommunicatie. St. Petersburg: Peter, 2003. 688 blz. 7Repkin DE. Mondiale netwerken als middel voor menselijke communicatie. - M.: ANO “ITO”, 2007. 75 p. Grondbeginselen van het bouwen van telecommunicatiesystemen en netwerken. St. Petersburg: St. Petersburg State University ITMO, 2005. 143 p. 9Moore M., Priteki T., Riggs K., Southwick P. Telecommunicatie. Beginnersgids. St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2005. - 624 pp. 10 Mondiale netwerken // lezingen.net.ru: server van computernetwerk- en telecommunicatietechnologieën. 2009. URL: http://lectures.net.ru/wan/(toegangsdatum: 5 november 2009)11Olifer V.G., Olifer N.A. Computernetwerken: principes, technologieën, protocollen: leerboek voor universiteiten ed. 2e. Sint-Petersburg: Peter, 2006. 864 p.

Beste inwoners van Khabrovsk, ik wil jullie vertellen over pakketgeschakelde netwerken die zijn gebouwd op basis van het ITU-T X.25-protocol voor gegevensoverdracht. Ik had het geluk een aantal jaren betrokken te mogen zijn bij het onderhoud en de ontwikkeling van één zakelijk X.25-netwerk.

X.25-protocol

Het X.25-protocol is ontwikkeld ter vervanging van het ISDN-protocol, dat de mogelijkheid heeft om gegevens te verzenden aanzienlijke tekortkomingen(geen statistische multiplexing). De eerste editie van de standaard werd in 1976 goedgekeurd. Het protocol is gebaseerd op de volgende hoofdideeën:
- Controle van de transmissie tussen twee netwerkknooppunten
- Controle van de transmissie tussen eindabonnees
- Routering op het moment dat de verbinding tot stand wordt gebracht
- Pakketschakeling langs een vastgestelde route

Veel bronnen zeggen dat X.25 een linklaagprotocol is. Dit is verkeerd. X.25 is gemaakt vóór de ontwikkeling van het zevenlaagse OSI-model. Het wordt alleen in de datalinklaag "geschreven" vanwege de veelgebruikte inkapseling van het IP-protocol in X.25. In feite heeft het protocol alle kenmerken van een netwerklaag (routing tussen netwerken) en biedt het controle over de transmissie tussen eindabonnees, d.w.z. verlaat de transportlaag.

Het belangrijkste voordeel van het protocol is de hoge efficiëntie ervan in netwerken die zijn gebouwd op communicatiekanalen met een hoog foutenpercentage. De belangrijkste nadelen zijn de beperkte prestaties en het onvermogen om realtime gegevens over te dragen.

X.25-netwerk

Alle abonnees van het X.25-netwerk zijn onderverdeeld in synchroon en asynchroon. Synchrone hebben ingebouwde X.25-interfaces, terwijl asynchrone apparaten gebruiken die PAD (Packet Assembler-Disassembler) worden genoemd om gegevens over te dragen. De PAD accepteert asynchrone streams van zijn poorten en verzendt deze via een inbelverbinding via de X.25-interface.

De basis van het netwerk zijn pakketschakelaars. Ze zijn met elkaar verbonden via synchrone communicatiekanalen (voornamelijk X.21 via synchrone modems via PM-kanalen of radiokanalen). Synchrone netwerkabonnees maken rechtstreeks verbinding met pakketschakelaars. Op de schakelaars zijn ook PAD's aangesloten.

Het netwerk maakt gebruik van X.121-adressering. Het doet enigszins denken aan IP-adressering, maar dan zonder punten en met een decimaal masker. Het masker wordt nooit expliciet gespecificeerd; alleen de lengte van het adres kan variëren van 10 tot 15 decimale tekens.

Het X.121-adres is:
DDDDNNNPPPP
Waar
DDDD - DNIC (netwerknummer, analoog autonoom systeem in IP)
NNN - Knooppunt
PPPP - Poort
SSSSS - Subadres

Elke pakketschakelaar heeft zijn eigen routeringstabel. De tabel geeft aan via welke poort de verbinding naar het opgegeven adres moet worden gerouteerd. Het adres van de afzender wordt meestal niet geparseerd.

Een belangrijk punt is dat routering plaatsvindt op het moment dat een logische verbinding (SVC) tot stand wordt gebracht; nadat de verbinding tot stand is gebracht, vindt er alleen nog maar schakelen plaats. Om dit te doen, worden op elke poort logische kanalen (LCI's) gemaakt. Het aantal beschikbare LCI's op een interface beperkt het aantal logische verbindingen dat erdoor beschikbaar is.

Als er een fout optreedt langs de route van de tot stand gebrachte verbinding, zullen de abonnees na een time-out en nieuwe pogingen de verbinding opnieuw tot stand brengen.

Het netwerk waarmee ik te maken kreeg, werd aanvankelijk gebruikt om asynchrone terminals te bedienen, die via zmodem bestanden naar een bestandsschakelaar (“spinner”) overbrachten. Later verschenen er synchrone terminals die informatie uitwisselden met de server en IP-routers. Alles werkte heel langzaam en zeer betrouwbaar. De snelheid op de hoofdkanalen van de PM was niet hoger dan 19200, en in de outback was er zelfs 2400 'voor geluk', wat de datatransmissie niet hinderde.

Later begonnen FR-kanalen te verschijnen en werden deze gebruikt voor X.25 via FR. Toen IP-kanalen van hoge kwaliteit verschenen, begonnen ze geleidelijk XOT (X.25 over IP) te introduceren.

Een belangrijk punt is dat beide technologieën X.25-tunneling via niet-native protocollen omvatten. Soms is het handig om het X.25-protocol te ‘beëindigen’ op de interface waar het via de tunnel aankomt. Het protocol voorziet hier niet in; beëindiging van het protocol is alleen mogelijk op interfaces met pure X.25 (via LAP-B), en tunneling kan alleen binnen het netwerk worden gebruikt voor het schakelen tussen knooppunten.

Casuscommunicatie

Het netwerk waarmee ik werkte, was gebouwd op apparatuur van het Engelse bedrijf Case Communications. Dit bedrijf veranderde vaak van eigenaar en naam, ooit heette het Cray Communications. Ze begonnen met pakketschakelaars, ze hadden ook Ethernet-producten en routers. De divisie die routers produceerde werd door Intel opgekocht, waardoor er nogal wat ontstonden bekende modellen Intel Express Router 9100 en anderen vinden het leuk. Momenteel houdt het bedrijf zich bezig met de ontwikkeling en productie van Linux-routers.

De Case-lijn van pakketschakelaars bestond uit Packet Switch Exchange (PSE)-knooppunten, X.25/Frame-Relay Assembler-Disassembler (XFRAD)-schakelaars en PAD's. De eigenaardigheid van PSE was dat het mogelijk was om trunkverbindingen tussen hen te maken, die niet als gewone poorten werden geadresseerd, maar werden gebruikt voor communicatie tussen netwerkknooppunten. Het netwerk werd voorzien van een besturingssysteem gebaseerd op het Sun-platform grafische interface onder X11.

Het meest geavanceerde model was de modulaire PSE8525. Dit is een chassis met 13 units voor een 19" rack met 16 interfacemodules en een besturingsmodule; er zijn maximaal 5 voedingen in het chassis geïnstalleerd. De architectuur van dit ding verdient speciale aandacht.

De basis was een verticaal backplane-bord. Er zijn geen actieve elementen op gevonden (!) - alleen een set banden. Backplane verdeelde het chassis in twee delen - aan de voorkant waren er borden met controllers en processors, aan de achterkant - borden met interfaces, in totaal 17 slots. De eerste 16 slots bieden plaats aan X.25-poortkaarten of PAD-kaarten. In het laatste slot bevindt zich een managerbord.

Alle andere borden bestonden uit twee delen: een controllerbord en een processorbord. Processorborden(UPM) waren voor alle borden hetzelfde, de X.25-poortcontroller (SP-XIM) en manager waren verschillend.

Het systeem wordt in fasen geladen. Nadat de stroom was aangezet, werd de manager geladen vanaf diskette A. Na het opstarten las het de configuratie van diskette B en laadde de interfacekaarten één voor één. De PAD's startten vanzelf op zodra er stroom beschikbaar was. Nadat alle borden waren geladen, konden ze onafhankelijk werken, elk van hen kon afzonderlijk opnieuw worden opgestart. De manager in het systeem was alleen nodig bij het wijzigen van de configuratie of het opnieuw opstarten.

Alle planken konden in een handomdraai worden verwijderd en opnieuw worden geïnstalleerd. Er zijn gevallen waarin het chassis langer dan een maand zonder manager werkte. Vergelijk dit met het trekken van een supervisor uit een Cisco7600! ;)

Conclusie

Het X.25-protocol heeft zijn rol gespeeld in telecommunicatie en communicatie. Toen het werd gemaakt, loste het het probleem op effectief gebruik communicatiekanalen met lage snelheid en een hoog niveau aan transmissiefouten. De ontwikkelaars van de X.25-apparatuur vertrouwden daarom niet op snelheid, maar op de betrouwbaarheid en overlevingskansen van de oplossing. banksector dit protocol leeft nog steeds.

De ontwikkeling van communicatiesystemen heeft ertoe geleid dat het X.25-protocol niet meer aan de eisen voldoet moderne toepassingen aan de snelheid van de gegevensoverdracht en de aanwezigheid van snelle communicatiekanalen met een laag foutniveau stelt u in staat problemen op te lossen moderne uitdagingen met behulp van protocollen uit de TCP/IP-familie.

De grondbeginselen van het X.25-protocol en de netwerkarchitectuur illustreren een rationele benadering voor het oplossen van een bepaald probleem, en zijn uitstekend educatief materiaal. Misschien zullen sommige ideeën uit X.25 terugkeren, maar op hogere niveaus. Met name de MPLS TE-technologie (Traffic Engineering) lijkt enigszins op X.25 wat betreft de constructie van logische kanalen.

Ik raad iedereen die een netwerk- en communicatieprofessional wil worden aan om de basisprincipes van het X.25-protocol te leren, hoewel kennis ervan niet vereist is voor werk in veel communicatiebedrijven. Bij het bestuderen ervan raad ik aan om je niet te concentreren op de manier waarop deze of gene functie wordt geïmplementeerd, maar op het doel waarvoor deze in het protocol is opgenomen.

WAN-pakketgeschakelde netwerken

Lezing nr. 11.

X.25-netwerken zijn de allereerste pakketgeschakelde netwerken die worden gebruikt om bedrijfsnetwerken met elkaar te verbinden. De netwerken waren oorspronkelijk ontworpen voor datatransmissie op lage snelheid via communicatielijnen met veel ruis, en werden gebruikt om geldautomaten en verkooppuntterminals die creditcards accepteren met elkaar te verbinden, en om bedrijfsnetwerken met elkaar te verbinden.

Lange tijd was het X.25-netwerk het enige wijdverbreide commerciële netwerk ( Internet-netwerk(omdat het commercieel is, werd het vrij recentelijk gebruikt), dus er was geen keuze voor zakelijke gebruikers.

Momenteel blijft het X.25-netwerk succesvol functioneren, waarbij gebruik wordt gemaakt van snelle digitale verbindingen om de switches te verbinden. Met name de meeste banken en industriële ondernemingen in het Westen gebruiken dus het X.25-netwerk om zich te organiseren toegang op afstand naar uw netwerken.

Een X.25-netwerk bestaat uit switches die punt-tot-punt met elkaar zijn verbonden en die werken om een virtueel circuit tot stand te brengen. Voor communicatie tussen schakelaars, digitale lijnen PDH/SDH of analoge modems werken aan een speciale lijn.

Computers (routers) die de X.25-interface ondersteunen, kunnen rechtstreeks verbinding maken met de switch, en minder intelligente terminals (geldautomaten, kassa's) kunnen worden aangesloten met behulp van een speciaal PAD-apparaat (Packet Assembler Disassembler). De PAD kan in de schakelaar of afstandsbediening worden ingebouwd. De terminals hebben toegang tot de ingebedde PAD via het telefoonnetwerk met behulp van modems (de ingebedde PAD maakt ook verbinding met het telefoonnetwerk met behulp van meerdere modems). Een externe PAD is een klein, zelfstandig apparaat dat zich op het terrein van de klant bevindt en via een speciale lijn op een switch is aangesloten. De terminals zijn via een COM-poort (RS-232C-interface) verbonden met de externe PAD.

Eén PAD biedt meestal toegang tot 8, 16 en 24 aansluitingen.

Terminals hebben geen definitieve adressen op het netwerk X.25 – het adres wordt alleen aan de PAD-poort toegewezen.

Adressering in X.25-netwerken is in aanbouw volgens het volgende principe: gebruikt in het adres decimale cijfers, de adreslengte kan niet groter zijn dan 16 cijfers. Als het X.25-netwerk niet met de buitenwereld is verbonden, kan het elk adres gebruiken. Als het X.25-netwerk van plan is om met andere netwerken te communiceren, is het noodzakelijk om zich te houden aan de internationale adresseringsstandaard (X.121-standaard - International Data Numbers, IDN).

Het adresformaat in een X.25-netwerk is als volgt:

4 cijfers – Data Network Identification Code (DNIC), 3 cijfers – bepalen het land waarin het X.25-netwerk zich bevindt, 1 cijfer – het nummer van het X.25-netwerk in dit land, de overige cijfers – het nummer van de National Terminal Number, NTN) (komt overeen met het computeradres op het netwerk).

Uit het gegeven formaat blijkt duidelijk dat er in één land slechts 10 X.25-netwerken kunnen zijn. Als er meer dan 10 netwerken moeten worden genummerd, krijgt één land meerdere codes. Tot 1995 had Rusland bijvoorbeeld één code: 250, en in 1995 kreeg het een andere code toegewezen: 251.

Het adres kan niet alleen cijfers bevatten, maar ook willekeurige tekens (hiervoor moet u een speciaal voorvoegsel aan het adres toevoegen), waardoor universele switches, zoals ISDN-netwerkswitches, kunnen werken met X.25-netwerkpakketten.

Het belangrijkste nadeel Het probleem met het X.25-netwerk is dat het geen netwerkdoorvoer garandeert. Het maximale wat het kan doen is prioriteiten stellen voor individuele virtuele kanalen. Daarom wordt het X.25-netwerk alleen gebruikt voor vertragingsgevoelig verkeer (bijvoorbeeld spraak). Dit probleem wordt opgelost Frame-netwerken Relais en geldautomaat.

Wereldwijde netwerktechnologieën X.25, Frame Relay, ATM

Globaal computernetwerk, GKS (English Wide Area Network, WAN) - een computernetwerk dat grote gebieden bestrijkt en inclusief groot aantal computers. Mondiale netwerken verschillen van lokale netwerken doordat ze zijn ontworpen voor een onbeperkt aantal abonnees en in de regel communicatiekanalen van niet erg hoge kwaliteit en een relatief lage transmissiesnelheid gebruiken, en hun uitwisselingscontrolemechanisme in principe niet kan worden gegarandeerd snel zijn. Tegenwoordig is er slechts één mondiaal mondiaal computernetwerk: het internet.

In de jaren 80, voor de betrouwbare integratie van lokale netwerken en grote computers Het bedrijfsnetwerk gebruikte vrijwel dezelfde technologie als WAN-netwerken met pakketschakeling: X.25. Tegenwoordig is de keuze veel breder geworden; naast X.25-netwerken omvat het ook technologieën zoals Frame relay en ATM.

Tabel 3.1

Vergelijkende kenmerken van mondiale netwerken

X.25-netwerkprotocol ontworpen om gegevens tussen computers over te dragen via telefoonnetwerken. X.25-netwerken zijn ontworpen voor lijnen van lage kwaliteit en met veel ruis (analoge telefoonlijnen) en bieden datatransmissie met snelheden tot 64 Kbps. X.25 werkt goed op communicatielijnen van lage kwaliteit vanwege het gebruik van verbindingsbevestigings- en foutcorrectieprotocollen op de datalink- en netwerklagen.

De X.25-standaard definieert de gebruikersnetwerkinterface in openbare datanetwerken of “de interface tussen dataterminalapparatuur en datacommunicatieapparatuur voor terminals die in pakketmodus werken in openbare datanetwerken.” Met andere woorden, X.25 definieert een point-to-point interface (huurlijn) tussen de DTE-pakketterminalapparatuur en de DCE-dataterminalapparatuur.

Figuur 3.1 toont een blokdiagram van het X.25-netwerk, waarin de belangrijkste elementen worden weergegeven: DTE – apparatuur voor gegevensoverdracht (kassa's, geldautomaten, terminals voor het boeken van tickets, pc's, d.w.z. apparatuur voor eindgebruikers); DCE – datalink-eindapparatuur (telecommunicatieapparatuur die toegang biedt tot het netwerk); PSE – pakketschakelaars.

De X.25-interface biedt: gebruikerstoegang op afstand tot de hostcomputer; externe pc-toegang tot lokaal netwerk; communicatie van een extern netwerk met een ander extern netwerk.

Figuur 3.1 – X.25-netwerkblokdiagram

De X.25-interface bevat drie lagere lagen van het OSI-model: fysiek, datalink en netwerk. Een kenmerk van dit netwerk is het gebruik van geschakelde virtuele kanalen om gegevens tussen netwerkcomponenten over te dragen. Het tot stand brengen van een geschakeld virtueel circuit wordt uitgevoerd door serviceprotocollen die fungeren als signaleringsprotocol.

Frame Relay-netwerk is een frame-switchingnetwerk of frame-relaisnetwerk gericht op het gebruik van digitale communicatielijnen. Frame Relay-technologie werd aanvankelijk gestandaardiseerd als een dienst op ISDN-netwerken met datasnelheden tot 2 Mbps.

Frame Relay ondersteunt de fysieke OSI- en linklagen. Frame-technologie Relay maakt gebruik van de techniek van virtuele verbindingen (geschakeld en permanent) om gegevens te verzenden.

De Frame Relay-protocolstack verzendt frames via een bestaande virtuele verbinding met behulp van fysieke en datalinklaagprotocollen. Frame Relay verplaatste netwerklaagfuncties naar de datalinklaag, waardoor de noodzaak van een netwerklaag overbodig werd. Op de datalinklaag multiplext Frame Relay de datastroom in frames.

Frame Relay multiplext meerdere datastromen in één communicatiekanaal. Frames worden niet getransformeerd wanneer ze via de switch worden verzonden, daarom wordt het netwerk frame relay genoemd. Het netwerk schakelt dus tussen frames en niet tussen pakketten. Gegevensoverdrachtsnelheden tot 44 Mbit/s, maar zonder garantie op gegevensintegriteit en betrouwbaarheid van de levering ervan.

Frame Relay is gericht op digitale datatransmissiekanalen van goede kwaliteit, dus het verifieert niet de verbinding tussen knooppunten en controleert de betrouwbaarheid van gegevens op linkniveau. Hierdoor hebben Frame Relay-netwerken hoge prestaties.

Frame Relay-technologie wordt voornamelijk gebruikt om lokale netwerkprotocollen via openbare communicatienetwerken te routeren. Frame Relay biedt pakketgeschakelde gegevensoverdracht via een interface tussen DTE-gebruikerseindpunten (routers, bridges, pc's) en DCE datalink-eindpunten (cloud-switches).

Frame Relay-schakelaars maken gebruik van cut-through-technologie, wat betekent dat frames van schakelaar naar schakelaar worden overgedragen zodra het bestemmingsadres wordt gelezen, waardoor hoge snelheid gegevensoverdracht.

Figuur 3.2 toont een blokdiagram van een Frame Relay-netwerk, dat de belangrijkste elementen toont: DTE – datatransmissieapparatuur (routers, bruggen, pc's); DCE – datalink-eindapparatuur (telecommunicatieapparatuur die toegang biedt tot het netwerk).

Figuur 3.2 – Frame Relay-netwerkblokdiagram

ATM-technologie. Doorslaggevend bij de keuze voor een geldautomaat was dat de meeste informatiebronnen intermitterend werken. De spraakactiviteitscoëfficiënt is bijvoorbeeld 0,3 - 0,4, deze is zelfs nog lager in interactieve datatransmissiesystemen, video-informatie is zeer divers, enz. Daarom is het gebruik van de synchrone overdrachtsmodus (STM), waarin een overeenkomstige constante bandbreedte wordt toegewezen naar de hoogste momentane snelheid van informatieoverdracht blijkt zeer ineffectief. Tegelijkertijd maakt de asynchrone overdrachtsmodus, gebaseerd op statistische (pakket)methoden, een flexibele toewijzing van bandbreedte mogelijk, waardoor samenwerken verschillende services in omstandigheden van veranderende serviceparameters en belasting.

Zoals gedefinieerd in Aanbevelingen I.113 en I.121 verwijst de term ATM naar een specifieke pakketgeoriënteerde transportmodus die gebruik maakt van een asynchrone tijdverdelingstechniek waarbij de informatiestroom is georganiseerd in blokken van vaste lengte die cellen worden genoemd. Een cel is 53 bytes lang, waarvan 48 bytes gebruikersinformatie en 5 bytes header zijn. Het belangrijkste doel van de header is het identificeren van cellen die tot hetzelfde virtuele kanaal behoren.

ATM is een verbindingsgerichte methode. Voordat informatie tussen gebruikers kan worden overgedragen, moet er een virtueel kanaal worden georganiseerd. Signalering en gebruikersinformatie worden via afzonderlijke virtuele kanalen verzonden. Een groep virtuele kanalen die in bepaalde delen van het netwerk in dezelfde richting lopen, kan worden gecombineerd tot een virtueel pad. Omdat ATM gebruik maakt van hoge snelheid en zeer geluidsbestendig digitale systemen transmissie (meestal gebaseerd op glasvezellijnen), wordt de betrouwbaarheid alleen verbeterd in gebruikersapparatuur. Weigering om de betrouwbaarheid van schakelknooppunten te vergroten, vereenvoudigt het algoritme van hun werking aanzienlijk en maakt het gebruik van hardware daarin mogelijk die aanzienlijk hogere prestaties levert dan programmeerbare microprocessors. De hoge capaciteit van transmissiepaden, de snelheid van schakelapparatuur en de korte lengte van de cellen zorgen in de regel voor snelle levering cellen via het netwerk. De controle over de levering ervan vindt plaats in de eindapparatuur van de gebruikers.