x25

Разработана в 1976 г. Изначально предназначена только для передачи эластичного трафика.
Разрабатывалась для плохих каналов, т.е. скорости низкие, но высокая надежность.
Использует аппарат виртуальных каналов (впервые предложен).
Имеет свою адресацию.
Модель OSI разрабатывалась исходя из Х.25
В настоящее время пока еще используется в банковских сетях и для организации внутристанционных связей.
Общие сведения

Модель Х.25
сетевой
канальный
физический
Х.25 – адресация, маршрутизация, сборка/
разборка пакетов.
Х.21 – стандарты физического подключения, в
т. ч. Характеристики передаваемых сигналов.
LAP-B (HDLC) – способ передачи данных между
рабочей станцией и коммутатором.
Идея: сеть построена на коммутаторах пакетов. Х.25 адаптирован для
применения в сетях общего пользования. Каждая пользовательская рабочая
станция подключается не к сети, а к коммутатору.
Особенность – обеспечение надежности осуществляется на каждом
уровне модели. Канальный уровень – контрольная сумма, подтверждение о
доставке. Сетевой уровень – обнаружение ошибок и восстановление пакетов
(механизм контрольных сумм, тайм-аутов). Транспортный уровень – обеспе-
чение надежности сквозного соединения, квитирование.

Адресация в Х.25
ХХХХ
ХХХХХХХХХХ
Код страны
и номер провайдера.
4 цифры
Номер пользователя.
10 или 11 цифр
Логический адрес назначается для каждого соединения.
Адрес задается в десятичных цифрах.

Формат пакета Х.25
(сетевой уровень)
Идентификатор канала
№ группы логич.каналов
№ логического канала
Идентификатор пакета
Данные
резерв
К.С.
0
3
4
7 бит
Вся полоса пропускания делится поровну между активными виртуальными
каналами (VC). Виртуальные каналы разделяются на два типа:
PVC – постоянные виртуальные каналы;
SVC – временные виртуальные каналы.
Несколько каналов образуют группу. Максимальное число VC 4092 (8 бит
для № логич. канала + 4 бита для № группы логич. каналов.
№ логического канала однозначно определяет виртуальный порт для
данного пользовательского процесса.

Формат кадра Х.25
(канальный уровень)
флаг
адрес
управление
данные
контр.
сумма
флаг
Задает тип кадра:
-информационный (с пользовательской информацией)
-управляющий (аналог установления соединения)
-ненумерованный (контроль за состоянием соединения)
Комбинация 01111110
Расстояние между флагами
не менее 32 бит – обеспечивает
контроль за ошибками.

LAP-B – Link Access Procedure Balanced.
Протокол семейства HDLC. Ориентирован на
низкоскоростные каналы. Обеспечивает контроль за
ошибками за счет перезапроса с предыдущего узла.
перезапрос
перезапрос
перезапрос
перезапрос
Т.о., перезапросы приводят к необходимости
дополнительного буфера на промежуточных узлах и к
существенному понижению скорости. Следовательно,
для построения больших сетей Х.25 непригодна.

Виртуальные каналы
На канальном уровне
пакеты всех VC
собираются в один
общий поток
Особенности протокола LAP-B:
-дуплекс, полудуплекс;
-циклическая нумерация
передаваемых блоков данных;
-скользящее окно;
-решающая обратная связь;
-избыточный циклический код
в режиме обнаружения ошибок.
Образующий полином:

Другие протоколы
и рекомендации Х.25
Х.3, Х.28, Х.29 – рекомендации, определяющие различные типы терминалов. Управляют процессом сборки/разборки пакетов.
Х.21 – протокол физического уровня. Симметричный. Поддерживает V.24.

Frame Relay

Основная особенность – отсутствие явного управления потоками (сигнализация переносится в кадр данных).
Оперирует кадрами данных, каждый из которых содержит адреса получателя, отправителя и управляющей информацией.
Работает на канальном (протокол LAP-F) и физическом (поддержка рекомендаций серии V, Х.21, T1/E1, BRI/PRI) уровнях.
Использует статистическое мультиплексирование
Организует постоянные и проключаемые виртуальные каналы (PVC и SVC)

Базовые возможности:
Поддержка дуплекса
Скорость для абонентов 2 Мбит/с, для транспортных сегментов до 155 Мбит/с
Сохранение порядка кадров
Определение ошибок передачи. Перезапрос производится с узла-получателя.
Впервые применена прозрачность передачи данных (т.е. модификация только адресного поля и поля контрольной суммы при сохранении структуры кадра).

Структура кадра
(канальный уровень)
Данные
Заголовок
Контр.
сумма
флаг
флаг
Комбинация 01111110.
Для избежания ложного срабатывания
на передаче используется bit-staffing –
Вставка 0 после каждых пяти 1.
Комбинация из пятнадцати или более 1
означает состояние покоя канала
Размер поля данных от 1 до 4096 байт
Рассчитывается по всему
кадру. Занимает 1 байт

Адрес FR
Структура заголовка
Резерв
1 бит
+ адрес
FR
FECN
BECN
Адрес в пределах FR и расширение адреса
10 бит + 1 бит
Уведомление о перегрузке,
1 бит
Разрешение сброса,
1 бит

Модели качества обслуживания
1. Механизм предотвращения перегрузки: позволяет протоколам верхних уровней реагировать на сообщения о перегрузке сети:
FECN (Forward Explicit Congestion Notification) – прямое уведомление о перегрузке;
BECN (Backward Explicit Congestion Notification) – обратное уведомление о перегрузке.

2. Фрагментация: разбиение больших пакетов эластичного трафика на части и их мультиплексирование с пакетами трафика реального времени. Механизмы: WFQ, организация раздельных очередей для каждого типа трафика.

3. Механизмы выравнивания трафика: позволяют выравнивать трафик в соответствии с CIR (скоростью, с которой кадры поступают на обслуживание) на каждом виртуальном канале.
Механизмы:
корзина маркеров,
дырявое ведро,
методы обслуживания очередей (например, WFQ)

Корзина маркеров
Дозирование и выравнивание трафика. Применяется во всех
пакетных сетях. Имеет две модификации:
стандартная: не поддерживает резкого увеличения всплеска,
допускает потери пакетов (отбрасывание хвоста);
-с возможностью резкого увеличения всплеска: количество
маркеров может изменяться при увеличении интенсивности трафика

Алгоритм «дырявого ведра»
Семейство алгоритмов класса «дырявое ведро» (LB – Leaky Backet )
используется практически во всех современных коммутаторах
Frame Relay и АТМ-коммутаторах.
Подробно рассматривается в лаб. работе.

CIR – Committed Information Rate: средняя скорость трафика;
Т — период усреднения скорости;
Вс — объем пульсации, соответствующий средней скорости CIR
и периоду Т: Вс = CIR × Т;
Ве — допустимое превышение объема пульсации.
DE=1 (Discard Eligibility) – признак «окрашивания» пакета.
Если пакет с признаком DE=1 не обслужен в течение периода,
то он должен быть отброшен.

Механизмы обслуживания очередей
FIFO (First In First Out) – без использования дополнительных возможностей, используется в best effort
PQ (Priority Queuing) – приоритетные очереди, вводится приоритет трафика (1-8)
CQ (Custom Queuing) – настраиваемые очереди, используется при резервировании ресурсов
WFQ (Weighting Fair Queuing) –взвешенное справедливое обслуживание, позволяет динамически управлять ресурсами