Протоколи та інтерфейси в мережах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Протоколи та інтерфейси в мережах



План

1. Поняття про протоколи і інтерфейси

2. Модель OSI

3. Протоколи IEEE 802

4. Протоколи ITU

5. Інші стандарти

5.1 Протоколи Х.21, HDLC, Х.25(додаток)



1. Поняття про протоколи і інтерфейси

З точки зору функціональної програмної реалізації будь-який працюючий комп'ютер розглядається як сукупність узгоджених процесів, що взаємодіють між собою. Комп'ютер, що підмикається в локальну мережу, здійснює взаємодію із спеціальними пристроями, мережевими адаптерами. У той же час мережевий адаптер, що взаємодіє із іншими мережевими адаптерами, може бути розглянутий як виділений процес.

Загальним являється процес, за допомогою якого представляється повна взаємодія всіх елементів комп'ютера і системи.

Виділяють три вида основних процесів:

інформаційний процес;

транспортний процес;

комунікаційний процес.

Будь-яка взаємодія між пристроями або системами розглядалась як процедура взаємодії між процесами на основі обміну повідомленнями, що описана набором правил і вимог - або протоколом.

Протокол - це набір правил і процедур, що регулюють порядок здійснення зв'язку.

Протокол обміну інформацією описує обмін або між однойменними процесами, або між однойменними елементами. Оскільки система може бути представлена як сукупність процесів, які розглядаються як незалежні, але взаємопов'язані ієрархічно, то система може бути розділена на деяку кількість рівнів. Міжнародний стандарт визначає 7 рівнів. Кожному рівню відповідає свій протокол. Взаємодія між протоколами описується системою правил і системою вимог (технічних, логічних, електричних, конструктивних), які відповідають за структуру даних і спосіб обміну даними і називаються інтерфейсом.

Зв'язок між рівнями протоколів описується інтерфейсом, тобто розглядаються функції видачі і прийому інформації. Управління прийомом, передачею даних і узгодження джерела з приймачем.

Комплекс вимог, що забезпечує узгодження протоколів між собою називається інтерфейсом.

Інтерфейс - це сукупність засобів взаємозв'язку і алгоритмів взаємодії функціональних пристроїв по керованої передачі цифрових даних, для яких однозначно визначені логічні, електричні і конструктивні умови.

Функції: протокол інтерфейс модель

видача і прийом інформації;

управління передачею даних;

узгодження джерела і приймача інформації.

Інтерфейси бувають:

синхронні і асинхронні;

паралельні і послідовні;

магістральні, радіальні і кільцеві.

Протоколи, що описують взаємодію двохточкових систем орієнтовані на точні відомості про відправника, про підключений термінал на протилежному кінці. Тому ЕОМ може зробити припущення відносно характеристик термінала: швидкості передачі даних; “інтелектуальності”; формату рядків і сторінок (або екрана), необхідного характеру управління і т.д. У каналі з опитуванням контроллеру відомо, який пристрій послав дані, тому що саме контроллер видає дозвіл на передачу.

Протоколи, що описують взаємодію в локальних мережах, будуються і працюють абсолютно по-іншому. Одна з їх особливостей, яка впливає на вимоги до протоколів, полягає в розділенні загальних ресурсів передачі даних між деяким числом незалежних один від одного пристроїв, причому для обміну інформацією не потрібно ніякої попередньої угоди. Інформаційні пакети можуть передаватися в мережу і сприйматися всіма пристроями. Протокол рівня каналу передачі даних повинен мати свої особливості. Наприклад, необхідно використати обидві адреси - і відправника, і одержувача, щоб мережу (або пристрої, що підключені до неї) могли направляти повідомлення по вірному маршруту, і щоб пристрій-одержувач знав, звідки прийшло повідомлення.

Кожний протокол ділиться на логічну і процедурну характеристику. Логічна характеристика - це структура (формат) і зміст (семантика) повідомлення. Задається переліком типів повідомлень і їх значення. Процедурна - визначає правила виконання дій, наказаних протоколом взаємодії. Характеристика представляється в різній математичній формі - автоматами, мережевими моделями.

Протокол визначає логіку організації обчислювальної мережі і встановлює тип, структуру повідомлень і процедури їх обробки.



2. Модель OSI

Фірми DEC, HP, IBM старалися випускати техніку певного типу з певними потужностями і можливостями. Вони конкурують між собою і видають свої стандарти. Ними вирішувалася проблема підключення віддалених станцій до могутнього комп'ютера. Захопить ринок той, чиї станції будуть купуватися. У результаті маса організацій насичена мережевими системами, але вони важко між собою сполучаються. Тому виникла проблема уніфікації. Переміщення інформації між комп'ютерами різних схем є надзвичайно складною задачею. З'явилось поняття відкрита і закрита система. Почався новий напрямок - виробництво відкритих систем.

Відкрита система - система, в якій користувач самостійно може робити будь-яку переконфігурацію. В закритій системі переконфігурація робиться тільки на заводі.

На початку 1980 років Міжнародна Організація по Стандартизації (ISO) визнала необхідність в створення моделі мережі, яка могла б допомогти постачальникам створювати реалізації взаємодіючих мереж. Цю потребу задовольняє еталонна модель “Взаємодія Відкритих Систем” (Open System Interchange - OSI), що випущена в 1984 році.

Еталонна модель OSI швидко стала основною архітектурною моделлю для передачі міжкомп'ютерних повідомлень. Незважаючи на те, що були розроблені інші архітектурні моделі (в основному патентовані), більшість постачальників мереж, коли їм необхідно надати навчальну інформацію користувачам виробів, що поставляються ними, посилаються на них як на вироби для мережі, відповідної еталонній моделі OSI. І дійсно, ця модель є самим кращим засобом, що є в розпорядженні тих, хто сподівається вивчити технологію мереж.

Ієрархічний зв'язок.

Еталонна модель OSI ділить проблему переміщення інформації між комп'ютерами через середовище мережі на сім менш великих, і отже, більше за легко вирішувані проблеми. Кожна з цих семи проблем вибрана тому, що вона відносно автономна, і отже, її легше вирішити без надмірної опори на зовнішню інформацію.

Кожна з семи областей проблеми вирішувалася за допомогою одного з рівнів моделі. Більшість пристроїв мережі реалізовує всі сім рівнів. Однак в режимі потоку інформації деякі реалізації мережі пропускають один або більше рівнів. Два самих нижчих рівня OSI реалізовуються апаратним і програмним забезпеченням; інші п'ять вищих рівнів, як правило, реалізовуються програмним забезпеченням.

Довідникова модель OSI описує, яким чином інформація пробиває шлях через середовище мережі (наприклад, проводи) від однієї прикладної програми (наприклад, програми обробки великоформатних таблиць) до іншої прикладної програми, що знаходиться в іншому комп'ютері. Так як інформація, яка повинна бути відіслана, проходить вниз через рівні системи, по мірі цього просування вона стає все меншою схожої на людську мову і все більше схожу на ту інформацію, яку розуміють комп'ютери, а саме “одиниці” і “нулі”.

Як приклад зв'язку типу OSI припустимо, що Система А на рисунку 1 має інформацію для відправки в Систему В. Прикладна програма Системи А з'єднується з Рівнем 7 Системи А (верхній рівень), який з'єднується з Рівнем 6 Системи А, який в свою чергу з'єднується з Рівнем 5 Системи А, і т.д. до Рівня 1 Системи А. Задача Рівня 1 - віддавати (а також забирати) інформацію в фізичне середовище мережі. Після того, як інформація проходить через фізичне середовище мережі і поглинається Системою В, вона піднімається через шари Системи В в зворотному порядку (спочатку Рівень 1, потім Рівень 2 і т.д.), поки вона нарешті не досягне прикладну програму Системи В.



Рисунок 1 Еталонна модель OSI

Хоч кожний з рівнів Системи А може з'єднуватися із суміжними рівнями цієї системи, їх головною задачею є повідомлення з відповідними рівнями Системи В. Тобто головною задачею Рівня 1 Системи А є зв'язок з Рівнем 1 Системи В; Рівень 2 Системи А повідомляється з Рівнем 2 Системи В і т.д. Це необхідно тому, що кожний рівень Системи має свої певні задачі, які він повинен виконувати. Щоб виконати ці задачі, він повинен повідомлятися з відповідним рівнем в іншій системі.

Рівнева модель OSI виключає прямий зв'язок між відповідними рівнями інших систем. Отже, кожний рівень Системи А повинен покладатися на послуги, що надаються йому суміжними рівнями Системи А, щоб допомогти здійснити зв'язок з відповідним йому рівнем Системи В. Взаємовідносини між суміжними рівнями окремої системи показані на рисунку 2.



Рисунок 2 Залежність між сусідніми рівнями в одній системі моделі OSI

Припустимо, що Рівень 4 Системи А повинен зв'язатися з Рівнем 4 Системи В. Щоб виконати цю задачу, Рівень 4 Системи А повинен скористатися послугами Рівня 3 Системи А. Рівень 4 називається “користувачем послуг”, а Рівень 3 - “джерелом послуг”. Послуги Рівня 3 забезпечуються Рівню 4 в “точці доступу до послуг” (SAP), яка являє собою просто місцеположення, в якому Рівень 4 може запитати послуги Рівня 3. Як видно з рисунку, Рівень 3 може надавати свої послуги безлічі об'єктів Рівня 4.

Формати інформації.

Яким чином Рівень 4 Системи В дізнається про те, що необхідно Рівню 4 Системи А? Специфічні запити Рівня А запам'ятовуються як керуюча інформація, яка передається між відповідними рівнями в блоці, що зветься заголовком; заголовки передують фактичній прикладній інформації. Наприклад, припустимо, що Система А хоче відправити в Систему В наступний текст (що називається “дані” або “інформація”): The small grey cat ran up the wall to try to catch the red bird.

Цей текст передається з прикладної програми Системи А у верхній рівень цієї системи. Прикладний рівень Системи А повинен передати певну інформацію в прикладний рівень Системи В, тому він вміщує керуючу інформацію (в формі кодованого заголовку) перед фактичним текстом, який повинен бути переданий. Цей інформаційний блок передається в Рівень 6 Системи А, який може передувати його своєю власною керуючою інформацією. Розміри повідомлення збільшуються по мірі того, як воно проходить вниз через рівні доти, поки не досягне мережі, де оригінальний текст і вся керуюча інформація, яка пов'язана з ним, переміщаються до Системи В, де вони поглинаються Рівнем 1 Системи В. Рівень 1 Системи В відділяє заголовок рівня 1 і прочитує його, після чого він знає, як обробляти даний інформаційний блок. Злегка зменшений в розмірах інформаційний блок передається в Рівень 2, який відділяє заголовок Рівня 2, аналізує його, щоб дізнатися про дії, які він повинен виконати, і т.д. Коли інформаційний блок нарешті дійде до прикладної програми Системи В, він повинен містити тільки оригінальний текст.

Концепція заголовка і власне даних відносна і залежить від перспективи того рівня, який в даний момент аналізує інформаційний блок. Наприклад, в Рівні 3 інформаційний блок складається із заголовка Рівня 3 і наступними за ним даними. Однак дані Рівня 3 можуть містити заголовки Рівнів 4, 5, 6 і 7. Крім того, заголовок Рівня 3 є просто даними для Рівня 2. Ця концепція ілюструється на рисунку 3. І нарешті, не всі рівні потребують приєднання заголовків. Деякі рівні просто виконують трансформацію фактичних даних, які вони отримують, щоб зробити їх більш або менш такими, що читаються для суміжних з ними рівнів.



Рисунок 3 Заголовок і дані

Проблеми сумісності.

Еталонна модель OSI не є реалізацією мережі. Вона тільки визначає функції кожного рівня. У цьому відношенні вона нагадує план для споруди корабля. Точно також, як для виконання фактичної роботи за планом можуть бути укладені контракти з будь-якою кількістю кораблебудівних компаній, будь-яке число постачальників мережі можуть побудувати протокол реалізації по специфікації протоколу. І якщо цей план не буде гранично зрозумілим, кораблі, побудовані різними компаніями, що користуються одним і тим же планом, нехай трохи, але будуть відрізнятися один від одного. Прикладом самого незначної відмінності можуть бути цвяхи, забиті в різних місцях.

Чим пояснюється різниця в реалізаціях одного і того ж плану корабля (або специфікації протоколу)? Частково ця різниця викликана нездатністю будь-якої специфікації врахувати всі можливі деталі реалізації. Крім того, різні люди, що реалізовують один і той же проект, завжди інтерпретують його трохи по-різному. І нарешті, неминучі помилки реалізації приводять до того, що вироби різних реалізацій відрізняються виконанням. Цим пояснюється те, що реалізація протоколу Х однієї компанії не завжди взаємодіє з реалізацією цього протоколу, здійсненою іншою компанією.

Еталонна модель OSI, яку іноді називають стеком OSI, представлена на рисунку 1 і представляє собою 7-ми рівневу мережеву ієрархію, яка розроблена Міжнародною організацією по стандартам (International Stardatization Organization - ISO). Ця модель містить в собі по суті 2 різні моделі:

горизонтальну модель на базі протоколів, що забезпечують механізм взаємодії програм та програм на різних машинах

вертикальну модель на основі послуг, що забезпечують сусіднім рівням друг друга на одній машині.

В горизонтальній моделі двом програмам потребується загальний протокол для обміну даних. В вертикальній - сусідні рівні обмінюються даними з використанням інтерфейсів API.

Рівень 1, фізичний

Фізичний рівень визначає електротехнічні, механічні, процедурні та функціональні характеристики активації, підтримання та дезактивації фізичного каналу між кінцевими системами. Фізичний рівень отримує пакети даних від канального рівня, що лежить вище, і перетворює їх в оптичні або електричні сигнали, що відповідають 0 або 1 бінарного потоку. Ці сигнали посилаються через середовище передачі на приймальний вузол. Механічні і електричні/оптичні властивості середовища передачі визначаються на фізичному рівні та включають в себе:

тип кабеля та рознімів

розведення контактів в рознімах

схему кодування сигналів для значень 0 та 1

Специфікації фізичного рівня визначають такі характеристики як рівні напруги, синхронізацію зміни напруги, швидкість передачі фізичної інформації, максимальну відстань передачі інформації, фізичні з'єднувачі та інші аналогічні характеристики.

До числа найбільш розповсюджених специфікацій фізичного рівня відносяться:

EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 - механічні / електричні характеристики незбалансованого послідовного інтерфейсу.

EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - механічні, електричні і оптичні характеристики збалансованого послідовного інтерфейсу.

IEEE 802.3 - Ethernet

IEEE 802.5 - Token Ring

Рівень 2, канальний

Канальний рівень забезпечує створення, передачу кадрів даних. Цей рівень обслуговує запити мережевого рівня і використовує сервіс фізичного рівня для прийому та передачі пакетів. Канальний рівень вирішує питання фізичної адресації (в противагу мережевій або логічній адресації) топології мережі, лінійній дисципліни (яким чином кінцевій системі використовувати мережевий канал), повідомлення про несправність, впорядкованій доставці блоків даних і управління потоком інформації. Специфікації IEEE 802.x ділять канальний рівень на два підрівня: управління логічним каналом (LLC) та управління доступом до середовища (MAC). LLC забезпечує обслуговування мережевого рівня, а підрівень MAC регулює доступ до фізичного середовища, що розділяється.

Найбільш часто використовуємі на 2 рівні протоколи включають:

HDLC для послідовного з'єднання

IEEE 802.2 LLC (тип І та тип ІІ) забезпечують MAC для середовищ 802.х

Ethenet

FDDI

X.25

Frame Relay

Рівень 3, мережевий

Мережевий рівень відповідає за поділ користувачів на групи. На цьому рівні відбувається маршрутизація пакетів на основі перетворення MAC-адресів в мережеві адреса. Мережевий рівень забезпечує також прозорість передачі пакетів на транспортний рівень.

Найбільш часто на мережевому рівні використовують протоколи:

IP - протокол Internet

IPX - протокол міжмережевого обміну

X.25 (частково цей протокол реалізований на рівні 2)

CLNP - мережевий протокол без організації з'єднань

Так як дві кінцеві системи, що бажають організувати мережу, може розділяти значна географічна відстань і множина підмереж, мережевий рівень являється доменом маршрутизації. Протоколи маршрутизації вибирають оптимальні маршрути через послідовність з'єднаних між собою підмереж. Традиційні протоколи мережевого рівня передають вздовж цих маршрутів.

Рівень 4, транспортний

Межа між сеансовим та транспортним рівнем може бути представлена як межа між протоколами прикладного рівня і протоколами нижчих рівнів. В той час, коли прикладний рівень, рівень представлення та сеансовий рівень заняті прикладними питаннями, чотири нижчих рівня вирішують проблеми транспортування даних.

Транспортний рівень намагається забезпечити послуги по транспортуванню даних, які позбавляють вищі шари від необхідності вникати в її деталі. Зокрема, турботою транспортного рівня є розв'язання таких питань, як виконання надійного транспортування даних через об'єднану мережу. Надаючи надійні послуги, транспортний рівень забезпечує механізми для установки, підтримки і впорядкованого завершення дії віртуальних каналів, систем виявлення і усунення несправностей транспортування і управління інформаційним потоком (з метою запобігання переповненню системи даними з іншої системи).

Транспортний рівень поділяє потоки інформації на достатньо малі фрагменти (пакети) для передачі їх на мережевий рівень.

Найбільш поширені протоколи транспортного рівня включають:

TCP - протокол управління передачею

NCP - Netware Core Protocol

SPX - впорядкований обмін пакетами

TP4 - протокол передачі класу 4

Рівень 5, сеансовий

Сеансовий рівень відповідає за організацію сеансів обміну даними між кінцевими машинами.

Сеанси складаються з діалогу між двома або більш об'єктами представлення (сеансовий рівень забезпечує своїми послугами представницький рівень). Сеансовий рівень синхронізує діалог між об'єктами рівня представлення і управляє обміном інформації між ними. У доповнення до основної регуляції діалогів (сеансів) сеансовий рівень надає засоби для відправки інформації, класу послуг і повідомлення у виняткових ситуаціях про проблеми сеансового, рівня представлення і прикладного рівнів.

Протоколи сеансового рівня звичайно являються складовою частиною функцій трьох верхніх рівнів моделі.

Рівень 6, рівень представлення

Рівень представлення відповідає за можливість діалога між додатками на різних машинах. Цей рівень забезпечує перетворення даних (кодування, компресія і таке інше) прикладного рівня в потік інформації для транспортного рівня. Рівень занятий не тільки форматом і представленням фактичних даних користувача, але також структурами даних, які використовують програми. Тому, крім трансформації формату фактичних даних (якщо вона необхідна), рівень представлення узгоджує синтаксис передачі даних для прикладного рівня. Протоколи рівня представлення звичайно являються складовою частиною функцій трьох верхніх рівнів моделі.

Рівень 7, прикладний

Прикладний рівень відповідає за доступ додатків в мережу. Задачами цього рівня являється перенесення файлів, обмін поштовими повідомленнями і управління мережею.

Прикладний рівень ідентифікує і встановлює наявність передбачуваних партнерів для зв'язку, синхронізує спільно працюючі прикладні програми, а також встановлює угоду по процедурах усунення помилок і управління цілісністю інформації. Прикладний рівень також визначає, чи є в наявності досить ресурсів для передбачуваного зв'язку.

До числа найбільш розповсюджених протоколів верхніх рівнів відносять:

FTP - протокол переносу файлів

TFTP - спрощений протокол переносу файлів

X.4000 - електронна пошта

Telnet

SMTP - простий протокол поштового обміну

CNMP - загальний протокол управління мережею

NFS - мережева файлова система

FTAM - метод доступу для переносу файлів



3. Протоколи IEEE 802

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) є професійною організацією (США), що визначає стандарти, пов'язані з мережами і іншими аспектами електронних комунікацій. Група IEEE 802.х містить опис мережевих специфікацій і містить стандарти, рекомендації і інформаційні документи для мереж і телекомунікацій.

Публікації IEEE є результатом роботи різних технічних, дослідницьких і робочих груп.

Рекомендації IEEE пов'язані головним чином із 2 нижніми рівнями моделі OSI - фізичним і канальним. Ці рекомендації ділять канальний рівень на 2 підрівня нижній - MAC (управління доступом до середовища) і верхній - LLC (управління логічним каналом).

Частина стандартів IEEE (802.1 - 802.11) була адаптована ISO (8801-1 - 8802-11, відповідно), отримавши статус міжнародних стандартів. У літературі, однак, набагато частіше згадуються початкові стандарти, а не міжнародні (IEEE 802.3, а не ISO/IEC 8802-3).

Нижче приведений короткий опис стандартів IEEE 802.х:

802.1 - задає стандарти управління мережею на MAC-рівні, включаючи алгоритм Spanning Tree. Цей алгоритм використовується для забезпечення єдиного шляху (відсутність петель) в багатозв'язних мережах на основі мостів і комутаторів з можливістю його заміни альтернативним шляхом у разі виходу з ладу. Документи також містять специфікації мережевого управління і міжмережевої взаємодії.

802.2 - визначає функціонування підрівня LLC на канальному рівні моделі OSI. LLC забезпечує інтерфейс між методами доступу до середовища і мережевим рівнем. Прозорі для вищележачих рівнів функції LLC включають кадрування, адресацію, контроль помилок. Цей підрівень використовується в специфікації 802.3 Ethernet, але не включений в специфікацію Ethernet II.

802.3 - описує фізичний рівень і підрівень MAC для мереж з немодульованою передачею (baseband networks), що використовують шинну топологію і метод доступу CSMA/CD. Цей стандарт був розроблений спільно з компаніями Digital, Intel, Xerox і дуже близький до стандарту Ethernet. Однак стандарти Ethernet II і IEEE 802.3 не повністю ідентичні і для забезпечення сумісності різнотипних вузлів потрібно застосовувати спеціальні заходи. 802.3 також включає технології Fast Ethernet (100BaseTx, 100BaseFx, 100BaseFl).

802.5 - описує фізичний рівень і підрівень MAC для мереж з кільцевою топологією і передачею маркерів. Цьому стандарту відповідають мережі IBM Token Ring 4/16 Мбіт/с.

802.8 - звіт TAG по оптичних мережах. Документ містить обговорення використання оптичних кабелів в мережах 802.3 - 802.6, а також рекомендації по встановленню оптичних кабельних систем.

802.9 - звіт робочої групи по інтеграції голосу і даних (IVD). Документ задає архітектуру і інтерфейси пристроїв для одночасної передачі даних і голосу по одній лінії. Стандарт 802.9, прийнятий в 1993 році, суміщається з ISDN і використовує підрівень LLC, що визначений в 802.2, а також підтримує кабельні системи UTP (неекрановані кабелі з скручених пар (виті пари)).

802.10 - в цьому звіті робочої групи по безпеці ЛОМ розглянуті питання обміну даними, шифрування, управління мережами і безпека в мережевій архітектурі, сумісній з моделлю OSI.

802.11 - ім'я робочої групи, що займається специфікацією 100BaseVG Ethernet 100BaseVG. Комітет 802.3, в свою чергу, також запропонував специфікації для Ethernet 100 Мбіт/с.

Зазначимо, що робота комітету 802.2 послужила базою для декількох стандартів (802.3 - 802.6, 802.12). Окремі комітети (802.7 - 802.11) виконують в основному інформаційні функції для комітетів, пов'язаних з мережевою архітектурою.

Зазначимо також, що різні комітети 802.х задають різний порядок бітів при передачі. Наприклад, 802.3 (CSMA/CD) задає порядок LSB, при якому передається спочатку найменш значущий біт (молодший розряд), 802.5 (Token Ring) використовує зворотний порядок - MSB, як і ANSI X3T9.5 - комітет, що відповідає за архітектурні специфікації FDDI. Ці два варіанти порядку передачі відомі як “little-endian” (канонічний) і “big-endian” (неканонічний), відповідно. Ця різниця в порядку передачі має істотне значення для мостів і маршрутизаторів, що зв'язують різні мережі.



4. Протоколи ITU

ITU (міжнародний телекомунікаційний союз) являє собою міжнародну організацію в області стандартизації при ООН, відповідальну за розробку стандартів для телекомунікаційний обладнання і послуг.

ITU включає три підрозділи:

ITU-T (телекомунікаційний сектор, раніше Міжнародний консультативний комітет по телефонному і телеграфному зв'язку - CCITT) відповідає за комунікаційні стандарти. Ця група є найбільш активним розробником стандартів в сфері передачі даних по мережах.

CCIR - міжнародний консультативний комітет по радіозв'язку.

IFRB - міжнародний комітет по реєстрації частот, що відповідає за виділення радіочастот для телекомунікацій.

Нижче приведений список найбільш поширених стандартів ITU:

V.11 - електричні характеристики збалансованих пристроїв при швидкостях до 10 Мбіт/с. Суміщений з RS-422.

V.22 - робота синхронних і асинхронних модемів по виділених і комутуючих лініях при швидкостях до 1200 біт/с.

V.22bis - робота синхронних і асинхронних модемів по виділених і комутуючих лініях при швидкостях до 2400 біт/с з можливістю зниження до 1200 біт/с.

V.24 - пристрої фізичного обміну даними для підключення комп'ютерного обладнання. RS-232D є частиною V.24. V.28 визначає електричні параметри пристрою.

V.25bis - процедура автоматичних дзвінків (з'єднань) і відповідей, що реалізовує командний протокол, подібний набору команд Hayes AT, але орієнтованих на підтримку систем міжнародного зв'язку.

V.28 - електричні характеристики незбалансованого пристрою обміну, що використовується спільно з фізичним пристроєм V.24. Напруга від 5 до 15 В визначає двійковий 0; від -5 до -15 - двійкову 1. Стандарт сумісний з RS-232D.

V.32 - робота синхронних і асинхронних модемів по виділених і комутуючих лініях при швидкостях до 9600 і 4800 біт/с.

V.32ter - версія стандарту V.32, запропонована AT&Т для швидкості 19200 біт/с з можливістю зниження до максимальної швидкості, що підтримується лінією і пристроями.

V.32 bis - робота синхронних і асинхронних модемів по виділених і комутуючих лініях при швидкостях до 14400 біт/с з можливістю зниження до максимальної швидкості, що підтримується лінією і пристроями.

V.35 - фізичний пристрій обміну даними для підключення комп'ютерного обладнання при швидкостях до 48 Кбіт/с замість застарілих V.36 і V.37. Зараз V.35 є базовим терміном для опису фізичного з'єднання і електричних параметрів при швидкостях до 2 Мбіт/с.

V.42 - Стандарт CCITT для контролю помилок при зв'язку асинхронних модемів. Визначає протокол LAP-M.

V.42bis - Стандарт CCITT для вбудованого в модеми протоколу корекції помилок і компресії даних.

V.34 - робота синхронних і асинхронних модемів по виділених і комутуючих лініях при швидкостях до 28800 біт/с.



5. Інші стандарти

Американський національний інститут стандартів (ANSI). Представляє США в ISO. До числа найбільш важливих стандартів ANSI відноситься FDDI.

ATM форум. Некомерційна організація (консорціум), задачею якого є забезпечення інтероперабельності обладнання на базі міжнародних стандартів і забезпечення кооперації виробників обладнання. До числа найбільш важливих стандартів ATM Forum відносяться:

Емуляція ЛОМ (ATM LAN Emulation v. 1.0)

Специфікація заснованої на кадрах взаємодії користувач-мережа (FUNI)

UNI 3.0, 3.1 і 4.0

Асоціація електронної промисловості (EIA)

Найбільш важливі стандарти EIA:

Інтерфейс RS-232D

Кабельні системи EIA/TIA-568

5.1 Протоколи Х.21, HDLC, X.25

5.1.1 Інтерфейс Х.21

G - земля (загальна);

Ga - земля (корпус);

T - лінія для передачі;

R - лінія для прийому;

I - індикація встановлення та припинення з'язку;

S - синхронізація передачі бітів;

B - синхронізація передачі байтів;

С - управління КОД зі сторони АПД

Даний інтерфейс забезпечує встановлення з'єднання кінцевого обладнання даних (КОД) з апаратурою передачі даних (АПД), передачу і прийом даних, роз'єднання, накладає вимоги на конкретний конструктив з'єднання (число ліній, тип сигналів).

5.1.2 Протокол HDLC

Функції HDLC

Канальне управління передачею пакетів кадрів.

Забезпечення передачі даних з помилкою (10^-8… 10^-9).

Відновлення інформації у разі її втрати.

Засоби, що використовуються HDLC

У кадр вводиться циклічний код. При отриманні кадру код перераховується.

Використання механізму time-out.

Використання негативних кавітацій.

Використання спеціальних команд, що передаються в кадрах.

Основу протоколу складають кадр і керуючі команди.



В якості прапорців використовується байт фіксованої структури 01111110. В залежності від призначення даного кадру прапорці діляться на:

інформаційні I;

супервізорні S;

ненумеровані N.

Щоб можна було відрізнити один кадр від іншого використовують спеціальні ознаки, що встановлюються в полі команд (заголовок).

Структура заголовка в залежності від призначення кадру

1	2	3	4	5	6	7	8

біт 1 - встановлений в 0;

биті 2, 3, 4 - номер кадру, що передається N(S);

біт 5 - біт запит-відповідь PF;

NR - номер останнього прийнятого кадру;

S - поле супервізорних команд;

М - об'єднане поле команд.

Інформаційні кадри призначені для передачі пакетів, даних, що представляються в полі.

Супервізорні кадри потрібні для відновлення кадрів, що загубилися через спотворення в каналі і для управління потоком.

Інформаційним умовно вважається той кадр, який містить одну команду. Супервізорний кадр містить 4 команди від 2 до 5.

Ненумерований містить 17 команд від 6 до 22. До них відносяться команди: встановити режим, підтвердження, роз'єднання та інші.

1. Інформаційні

Супервізорний

2. Готовність до прийому

3. Неготовність до прийому

4. Відмова

5. Селективний відмова

Ненумеровані

6. Установити режим нормальних відповідей

7. Установити розширений режим нормальних відповідей

8. Установити режим асинхронних відповідей

9. Установити розширений режим асинхронних відповідей

10. Установити збалансований асинхронний режим

11. Установити збалансований асинхронний розширений режим

12. Роз'єднати

13. Установити режим ініціалізації

14. Запит режиму ініціалізації

15. Запит передачі

16. Скидання

17. Інформаційний

18. Обмін ідентифікаторами

19. Підтвердження

20. Режим без роз'єднання

21. Запит роз'єднання

22. Відмова кадру

5.1.3 Мережевий протокол Х.25

Його основні функції полягають в наступному:

Мережеве управління передачею пакетів,

Організація віртуальних каналів,

Передача по каналу послідовності пакетів.

До засобів реалізації Х.25 відносяться:

Процедури формування вікон пакетів,

Процедури опиту і повторного запуску передачі,

Спеціальні команди, що передаються в пакетах.

Перший стандарт Х.25 прийнятий CCITT/ITU-T (МККТТ) в 1974 році. Він був заснований на протокольних рішеннях, що використовуються в мережах Telenet, Tymnet.

Х.25 дозволяє здійснити ефективне функціонування мереж MAN. Всі користувачі мережі виявлялися в єдиному інформаційному просторі. Х.25 реалізовує послуги електронної пошти. Через єдиний стандарт Х.25 виявляється можливим міжмережева взаємодія цих мереж.

Першою європейською мережею Х.25 була мережа TRANS PAC. Вона також увійшла до складу всіх мереж із Х.25.

По мережах Х.25 зараз пересилається біля 50-80 млн. біт інформації щоденно (робота через телефонні канали). Для стандартизації роботи був розроблений стандарт FISPUB 1000/FS 1041.

Telenet - мережа загального призначення, охоплює майже все США і більше за 40 міст інших країн. До неї можуть підключатися:

по центральних виділених каналах із швидкістю 50 - 60 кбіт/с

по комутуючих каналах зі швидкістю 9600 - 14400 кбіт/с

через інші мережі Х.25.

У ній функціонує своя спеціальна служба електронної пошти Telemail. Передача даних по мережі здійснюється з використанням пакетів розміром не більше за 1024 біт.

Tymnet - мережа загального призначення дозволяє передавати дані як на низьких, так і на високих швидкостях. Підключення:

спеціальні виділені канали 56 кбіт/с

комутуючи канали (телефонні)

транзитні мережі.

На канальному рівні забезпечується підтримка протоколу SD4C. Режим підключення буває синхронним і асинхронним.

В основі Х.25 лежить пакет, як інформаційна структура, а також набір керуючих команд та логічні віртуальні канали.

Оскільки команди задаються в пакеті, то розрізнюють пакети типу:

Встановлення і роз'єднання з'єднання.

Дані і переривання.

Управління потоком і скидання.

Рестарт.

Пакети можуть йти і від абонента, і від мережі. Взаємодія в мережі здійснюється через логічні канали. До будь-якого каналу підключається певний абонент. Число логічних каналів визначене технічними характеристиками конкретною ЕОМ. Будь-який канал має номер, фактично, з'єднання встановлюється між логічними каналами. Якщо таке з'єднання вже встановлено, і існує зв'язок А-В, що проходить через мережу, то кажуть, що утворений віртуальний канал.

Фізичне підключення до мереж Х.25.

Підключення відбувається або через робочі станції або через мережу LAN типу Ehternet.

Підключення здійснюється наступними способами:

Встановлюється зовнішня і внутрішня плати (SINGLE PAD);

Якщо треба підключити велику групу користувачів для узгодження LAN і Х.25, то використовується пристрій DCC.

Протокольні вимоги до 1-му і 2-му рівням.

На 1 рівні можливо використання протоколу RS232, Х.21. Обов'язково повинні бути ланцюги Т - передачі, R - прийому, С - контролю, I - індикації.

На 2 канальному рівні використовується або HDLC, або LAPB - протокол підмножини HDLC. Він забезпечує захист від помилок при передачі даних “вузол-вузол”, “вузол-станція”.

Х.25 передбачає використання стандартів:

Х.1 - класи користувача обслуговування;

Х.2 - можливості користувача;

Х.10 - категорії доступу;

Х.92 - зв'язок повідомлень для пакетів з передачею даних;

Х.121 - схема міжнародної нумерації;

Х.213 - служба мережі.

Типи комутацій в мережі Х.25

Механізм створення і підтримка віртуальних каналів в Х.25 дозволяє підтримати чотири типи комутації каналів:

постійні віртуальні ланцюги;

віртуальний виклик;

виклик із швидким вибором;

виклик із швидким вибором і негайним очищенням.

Постійні віртуальні ланцюги - комутація аналогічна орендованої лінії телефонної мережі. Робочій станції гарантовано з'єднання зі станцією, що викликається. При цьому з'єднання встановлюється без якого-небудь арбітражу і угод про сесію (сеансі) і канал знаходиться в стані передачі даних. Створюється постійний віртуальний зв'язок зі станцією, що викликається - лінія завжди активна. При віртуальному виклику пересилка йде поки не буде сформований запит на очищення. Щоб процес обміну відбувався нормально, будь-яка робоча станція виступає як станція, що закріплена за певним логічним каналом. Одночасно може бути 4095 логічних каналів. Виклик з швидким викликом аналогічний віртуальному виклику, але відрізняється тим, що при першому запиті можна передавати дані.

Тобто 1 же запит несе в собі запит на виклик і дані. Кількість призначених для користувача даних, що приєднуються до заголовка, звичайно біля 128 байт. Далі встановлюється постійне з'єднання, що аналогічно постійному віртуальному ланцюгу. Розрив лінії відбувається по команді очищення. Виклик із швидким вибором і негайним очищенням передбачає, що внаслідок передачі даних, постійного віртуального з'єднання не відбувається.

Команди і пакети Х.25

Обробка процедур Х.25 відбувається при підтримці фіксованого набору команд, який передбачає, що певного типу пакети поступають на вузол, а зворотно - відгук з вузла у вигляді пакету.

Команди	Відгуки
1. Інформація	1. Готовність до прийому
2. Готовність до прийому	2. Не прийом
3. Не прийом	3. Нема готовності до прийому
4. Нема готовності до прийому	4. Ненумероване підтвердження
5. Роз'єднання	5. Не прийом кадру
6. Встановлення режиму асинхронної відповіді	6. Фаза роз'єднання
7. Встановлення асинхронного збалансованого режиму

Так як команди кодуються в заголовках і відсилаються з пакетами, то всі пакети діляться на відповідні типи.

Типи пакетів

Від робочої станції до мережі	Від мережі до робочої станції
Встановлення виклику і очищення
Запит виклику, прийнятий виклик, запит очищення, підтвердження очищення	Вхідний виклик, підключений виклик, індикація очищення, підтвердження очищення вузла
Дані і переривання
Дані робочої станції, переривання робочої станції	Дані вузла, переривання вузла, підтвердження переривання вузла
Управління потоком і скидання
Готовність робочої станції, неприйом робочої станції, запит скидання, підтвердження скидання	Неприйом вузла, індикація скидання, підтвердження скидання
Рестарт
Запит рестарту, підтвердження рестарту	Вказівка рестарту, підтвердження рестарту
Діагностика і реєстрація
Реєстрація, запит реєстрації	Підтвердження реєстрації, діагностика

Не для всіх режимів комутації використовуються всі групи пакетів.

Процедури, що підтримуються Х.25

Процедура переривання дозволяє DCU послати один пакет в непослідовність до іншому DCI. При цьому порушується нормальний порядок управління потоком. Процедура використовується, коли прикладне ПО (активний процес) вимагає передачі даних при незвичайних умовах. Процедура не впливає на правильність проходження даних в режимі віртуального виклику або сталого віртуального ланцюга.

Процедура підтримки пакету “готовність/неготовність прийому” визначає функцію управління потоком зі сторони користувача. Ці пакети передають номери послідовності в потік, що йде від одного користувача для вказівки номерів наступного потоку, який буде передаватися від користувача.

Процедура підтримки пакету “неприйом” забезпечує знищення пакетів, що приймаються. Якщо використовується пакет, то станція вимагає повторної передачі, починаючи з номера, вказаного в Р (R).

Процедура підтримки пакетів “скидання” забезпечує повторну ініціалізацію комутуючого віртуального виклику (ланцюга) і забезпечує видалення всіх пакетів, що йдуть від одного DCI до другого (користувач-користувач), які виявилися в мережі на момент активізації процедури скидання. Використовується процедура тільки в процесі передачі даних.

Процедура підтримки пакету рестартів забезпечує ініціалізацію вперше або повторно, інтерфейс між КОД і вузлом на пакетному рівні. Процедура знімає всі віртуальні ланцюги, що знаходяться на рівні інтерфейсу, до якого може бути підключено до 4096 логічних каналів.

Процедура підтримки пакетів очищення забезпечує очищення сеансів КОД-КОД, сервер-сервер, робоча станція-робоча станція, а також підтримується індикація на те, що запит на виклик не може бути прийнятий, при цьому передається код причини.

Процедури підтримки пакетів діагностики використовуються протоколом Х.25 для виявлення умов, які не усуваються процедурами рестарт, скидання або інші повторні запуски. Процедури підтримують 66 діагностичних кодів. Приклади таких кодів: вичерпаний ліміт часу, постійні проблеми маршрутизації мережі та інші.

Процедура підтримки пакетів реєстрації дозволяє кінцевому користувачеві вимагати зміни в робочому режимі мережі без ручного втручання або ж навпаки - обмежень можливостей користувача в ресурсах мережі.

Размещено на Allbest.ru

...