Модул 4. Протоколи PPP и ISDN
В края на 1980г. Internet (голяма международна мрежа, съединяваща множествоизследователски организации, ониверситети и търговски концерни) започнало рязко проверяване големината на числата в главната изяислителна машина, осигуряваща TCP/IP.Преобладаващата част на тези главни изчислителни машини била присъединена към локалната мрежа (LAN) от различен тип, при това най-много била популярна Ethernet. Голяма част от други главни изчислителни машини се съединили чрез глобалната мрежа (WAN) ,така както общодостъпната мрежа за предаване на данни(PDN) от типа Х.25. Сравнително неголям брой от главните изчислителни машини били включени към канала за връзки с непосредствени съединения (т.е. към последователния канал за връзки). Обаче канала за връзки с непосредственото съединение принадлежат към най-стария метод за предаване на информация и почти всяка главна изчислителна машина поддържа непосредственото съединение. Например асинхронния интерфейс RS-232-C се среща фактически навсякъде.
Една от причините за малкия брой канали за връзки IP с непосредствени съединения ,била отсъствието на стандартния протокол за формиране на пакета данни Internet. Протокол Point-to Point Protokol (PPP) (Протокол на канала за връзки с непосредствени съединения) е предназначен за решаването на този проблем. Освен решения проблем за формиране на стандартния пакет от данни Internet IP в канала с непосредствени съединения, РРР също така е бил длъжен да реши и другите проблеми, в това число присвояване и управление на адресите IP, асинхронния (старт/стоп) и синхронния бит-ориентирано формиране на пакета с данни, протокола за мултиплексорни мрежи, конфигурацията на канала за връзки, проверка качеството на канала за връзки, откриването на грешки и съгласуване на варианта за такива способности, както съгласуването на адреса с това ниво и съгласувани компресни информации. РРР решава тези въпроси посредством търсения, разширяемия Протокол за Управление на Канала (Link Control Protocol) (LCP), който позволява да се съгласуват факултативните параметри на конфигуриращите и различните възможности. Сега РРР, освен IP, осигурява също така и други протоколи, в това число IPX и DECnet.
Компоненти на РРР
РРР осигурява метод за предаване на дейтаграм чрез последоваталния канал за връзки с непосредствено съединение. Той съдържа три основни компонента:
Метод за формиране на дейтаграм за предаване по последователния канал. РРР използва протокол High-level Data Link Control (HDLC) (Протокол за управление на каналното предаване на данни от високо ниво) в качеството на базиса за формиране на дейтаграм при преминаването чрез канала с непосредствено съединение. Допълнителна информация по HDLC се дава в глава 12 “ SDLC и неговите производни”.
Разширяем протокол LCP за организация, изборна конфигурация и проверки на съединенията на канала за предаване на данни.
Семейство протоколи NCP за организация и избор на конфигурации от различни протоколи от това ниво. РРР е предназначена за осигуряване и едновременно ползване на множество протоколи от това ниво.
Основни принципи на работа
За това, за да се организира връзка чрез канала за връзка с непосредствено съединение, инициативния РРР отначало отправя пакет LCP за избор на конфигурация и (факултативно) и проверка на канала за предаване на данни. След като канала е установен и пакета LCP е направил необходимото съгласуване на факултативните средства, инициативния РРР отправя пакет NCP, за да изберат и определят конфигурацията на един или повече протокола от това ниво. Както самоконфигурацията на всеки от избрания протокол е определена, дейтаграмите от всеки протокол от това ниво могат да бъдат изпратени чрез канала за данни. Канала съхранява своя конфигурация за връзки до тогава, докато явно изразяване на пакета LCP или NCP не затворят този канал, или докато докато не произлезе каквото и дабило външно събитие (например, изтича срока на бездействие на таймера или се намесва който и да е потребител).
Изискване определящо физическото ниво
РРР може да работи, чрез който и да е интерфейс DTE/DCE (например,EIA RS-423 и CCITT V.35). Единственото абсолютно изискване, което предявява РРР се явява изискване, осигуряващо дублираните схеми(или специално назначени, или превключващи), които могат да работят както в синхронен, така и в асинхронен по битове последователен режим, прозрачен за блока данни на каналното ниво РРР. РРР не предявява каквито и да е ограничения, касаещи скоростта на предаване на информацията, освен тези, които се определят в конкретно приложения интерфейс DTE/DCE.
Канално ниво РРР
РРР използва принципа, терминология и структура на блока от данни процедура HDLC(ISO 3309-1979) Международна Организация по Стандартизации(ISO), модифициран стандарт ISO 3309-1984/PDAD1 “Addendum 1: Start/stop Transmission” (Приложение 1:Стартстопно предаване”). ISO 3309-1979 определя структурно блока данни HLDC за приложения в синхронното обкръжение. ISO 3309-1984/PDAD1 определя приложения за стандарта ISO 3309-1979 модификация, която позволява неговото използване в асинхронното обкръжение. Процедурите за управление на РРР използват дефиниции и кодирани управляващи полета,стандартизираните ISO 4335-1979 и ISO 4335-1979 (Addendum 1-1979.
На фиг.10-1 приведен формат на блока данни РРР.
Flag
Дълга последователност “флаг” равна на един байт; тя указва началото или края на блока от данни. Тази последователност се състои от бинарната последователност 01111110.
Address
Дължина от поле “адрес” равна на един байт; тя съдържа бинарна последователност 11111111, представляваща собствения стандартен широко предаван адрес. РРР не присвоява индивидуалния адрес на станцията.
Control
Поле “управление”съставляващо един байт и съдържащо бинарната последователност 00000011, която изисква от потребителя предаване на информацията в непоследователни кадри.
Предвидени услуги без установено съединение на канала за връзки, аналогична услуга LLC Type1. Подробна информация за типа LCC и блока данни виж в глава12 “SDLC и неговите производни”.
Protocol
Дължина поле “протокол”е равна на два байта; неговото значение се идентифицира с протокол затворен в информационното поле на блока за данни. Повечето съвременни значения за полето протокол е определено в последното издание Assigned Numbers Request for Comments (RFC).
Data
Дължина поле “данни”- от нула и повече; той съдържа дейтаграма за протокола, зададен в полето на протокола. Края на информационното поле се определя с локализираната затворена последователност “флаг” и представено двубайтово поле FCS. Максималната дължина на информационното поле е равна на 1500 байта. В съответсвие с априорното споразумение, разрешаващо реализацията на РРР могат да се използват и други значения за максималната дължина на информационното поле.
Frame check sequence
Проверовъчно контролно поле за последователността в блока данни (FCS) обикновенно съставен от 16 бита(2 байта). В съответствие с априорното споразумение, разрешаващо реализацията на РРР може да се използва 32-х битово (4 байтово) поле FCS, за да се подобри процеса на откриване на грешки.
Link Control Protocol (LCP) може да съгласува модификацията на стандартната структура на блока данни РРР. Обаче модифицираните блокове от данни винаги са ясно различими от стандартния блок от данни.
Протокол за управление канала за връзки РРР (LCP)
LCP осигурява метод на организация, избор на конфигурация , поддръжка и крайната работа на канала с непосредствено съединение. Процеса LCP преминава през четери ясно различими фази:
Организация на канала и неговите съгласувани конфигурации. Преди да може да бъде произведен обем в който и да е дейтаграм от това ниво (например, IP), LCP отначало е длъжен да намери връзка и да съгласува параметрите в конфигурациите. Тази фаза се завършва след като пакета за потвърждение на конфигурацията бъде изпратен и приет.
Определяне качеството на канала за връзки. LCP осигурява факултативна фаза за определяне качествата на канала за връзки,която следва след фазата организация на канала и съгласуваните му конфигурации.В тази фаза канала се проверява, за да определи, явява ли се качеството на канала достатъчно за повикване на протокола от това ниво. Тази фаза се явява напълно факултативна. LCP може да задържа предадената информация от протокола на това ниво за завършване на тази фаза.
Съгласуване на конфигурации от протоколи на това ниво. След като LCP завърши фазата за определяне качеството на канала за връзки, конфигурация мрежови протокол може да бъде по отделно избран съответстващия NCP и те могат да бъдат в който и да е момент извикани и освободени за по-следващо използване. Ако LCP затваря данните в канала той информира за това протокола от това ниво, за да могат да вземат съответните мерки.
Прекратяване действието на канала. LCP може в който и да е момент да затвори канала. Това обикновенно се прави по запитване от потребителя, но може да произлиза и от някакво физическо събитие, тогава когато загубата на носителя или изтичане периода на бездействие на таймера.
Съществуват три класа на пакета LCP:
Пакети за организация на канала за връзки. Използват се за организация и избор на конфигурацията на канала.
Пакети за завършване действието на канала. Използват се завършване действието на канала за връзки.
Пакети за поддържане работоспособността на канала. Използват се за поддръжка и отстраняване на канала.
Тези пакети се използват за постигане работоспособност във всяка от фазите на LCP.
Глава 11. ISDN.
Библиографична справка
Компоненти на ISDN
Услуги ISDN
Ниво 1
Ниво 2
Ниво 3
Библиографична справка
Названието мрежи Integrated Services Digital Network (ISDN) (Цифрова мрежа с интегрирани услуги) се отнасят към набор от цифрови услуги, които стават достъпни за крайния потребител. ISDN допуска цифрова телефонна мрежа за онези, които гласа, информацията, текста, графичното изображение, музиката, видеосигналите и други материални източници могат да бъдат предадени на крайния потребител по съществуващ телефонен кабел и получени на един от терминалите на крайния потребител.Привържениците на ISDN описват мрежа със световен мащаб в много приличаща на сегашната телефонна мрежа, с тези изключения, че в нея се използва предаване на цифров сигнал и се появяват нови разнообразни услуги.
ISDN се явява като един вид опит да се стандартизират абонаментските услуги, интерфейса потребител/мрежа и мрежови и междумрежови възможности. Стандартизираната абонаментска услуга се явява опит да се гарантират нивата съвместими с международния мащаб.
Стандартизацията интерфейс потребител/мрежа стимулира разработката и продажбата на пазара на тези изработени интерфейси, явяващи се третата участваща страна. Стандартизацията мрежови и междумрежови възможности помагат за постигнатата цел за възможното обединяване в световен мащаб чрез осигурена лекота при свързване на мрежите ISDN една с друга. Прилагането на ISDN включва бързодействаща система за обработка на изображението (такива, като максимиле Group 1V ), допълнителна телефонна линия в дома за обслужваните индустрии с дистанционен достъп, високоскоростно предаване на файлове и проведените видеоконференции. Предаването на гласа, несъмнено ще стане популярна приложна програма за ISDN.
Много търговски мрежови връзки започват да предлагат ISDN на по-ниски тарифни цени. В Северна Америка търговските мрежи са свързани с комутаторна локална мрежа (Local-exchange carrier) (LEC) започват да се осигуряват услуги ISDN в качеството на алтернативно съединение Т1, което в настоящото време изпълнява голяма част от услугите на “ Глобална телефонна служба”(WATS)(wide-area telepfone servise).
Компоненти на ISDN
В числото за компоненти на ISDN влизат терминали, терминални адаптери (ТА), устройства за приключване работата на мрежите, оборудване за приключване на работните линии и оборудване за приключени комутации. Съществуват два типа терминали ISDN. Специализирания терминал ISDN се нарича “терминално оборудване тип 1” (terminal equipment type 1) (TE1). Терминалите разработващи се не за ISDN, такива като DTE, които по-рано са се появили от стандарта ISDN се наричат “терминално обурудване от тип 2” (terminal equipment type 2) (TE2). Терминала ТЕ1 се включва към мрежата ISDN чрез цифрова линия за връзки от четери чифта усукани проводници. Терминала ТЕ2 се включва към мрежата ISDN чрез терминален адаптер. Терминалният адаптер (ТА) ISDN може да бъде или автономно устройство, или вграден в ТЕ2. Ако ТЕ2 е реализиран като автономно устройство, то той се включва към ТА чрез стандартния интерфейс от физическо ниво (например,EIA 232, V.24 или V.35).
Следващата точка на съединение в мрежата ISDN, разположена в границите на устройство ТЕ1 и ТЕ2, се явява NT1 или NT2. Това устройство приключва работата на мрежите ,които се включват четерипроводния абонаментски монтаж към традиционния контур от двупроводна локална мрежа. В Северна Америка NT1 се явява устройство “оборудване за пратка на клиента”(customer premises equipment) (CPE). В по-вечето други части на света NT1 се явява част от мрежа, осигуряваща търговски мрежови връзки. NT2 се явява по-сложно устройство,което обикновенно се прилага в “частни цифрови телефонни станции с излизане в общата мрежа”(PBX) и изпълнява функциите на протокол ниво 2 и 3, и услугите по конкретни данни. Съществува също устройство NT1/2; то е отделно устройство, което съчетава функциите на NT1 и NT2.
В ISDN е създадено определено число контролни точки. Тези контролни точки определят логическите интерфейси между функционалните групировки, такива като ТА и NT1. Контролните точки ISDN се явяват точки “R” (контролна точка между неспециализираното оборудване на ISDN и TA), “S”( контролна точка между терминалите потребител и NT2), “T” (контролна точка между устройствата NT1 и NT2 ) и “U” (контролна точка между устройствата NT1 и оборудването за приключени работни линии в търговските мрежови връзки). Контролната точка “U” има отношение само към Северна Америка, където функцията NT1 не осигурява търговски мрежови връзки.
На фигура 11-1 е показан “ Образец на конфигурацията ISDN”. На фигурарата са изобразени три устройства, включени към комутатора ISDN, намиращо му се на централната станция. Две от тези устройства са съвместими с ISDN, затова те могат да се включат към устройствата NT2 чрез контролната точка “S”. Третото устройство (стандартно, неспециализирано за ISDN телефон) се включва към ТА чрез контролна точка “R”. Което и да е от тези устройства може така да бъде включено към устройството NT1/2, че да замести и двете устройства NT1 и NT2. Аналогичните потребителски станции ( не показани на фигурата) са включени към самия прав превключвател ISDN.
Услуги ISDN
Услугите “Интерфейсна базова скорост” (Basic Rate Interface) (BRI), осигуряващи ISDN, предлагат два В-канала и един D-канал (2B+D). Обслужването на В-канал от BRI се осъществява със скорост 64 Кв/сек; то е предназначено за преноса на управляваща информация за сигнализация, макар при определени обстоятелства може да се поддържа предаването на потребителска информация. Протокола за обмена на сигнала D-канал включва ниво 1-3 еталонен модел OSI. BRI осигурява също така управление на отбелязаните и други непроизводителни операции, при това общата скорост на битово предаване достига до 192кв/сек. Спецификация на физическото ниво BRI се явява CCITT 1.430.
Услугата “ Интерфейсна първична скорост” ISDN (Primary Rate Interface) (PRI) предлага 23В-kанала и един D-канал в Северна Америка и Япония, осигуряващи обща скорост на битово предаване 1.544 Мв/сек (канал-D PRI работят със скорост 64 кв/сек). PRI ISDN в Европа, Австралия и други части на света осигуряват 30В- канала и един 64 кв/сек.D-канал и общата скорост на интерфейса е 2.048 Мв/сек. Спецификацията на физическото ниво PRI се явява CCITT 1.431.
Ниво 1
Формата на блока данни на физическото ниво (ниво 1) ISDN се различава в зависимост от това дали се явява блок с данни отправен в границите на терминала (от терминала в мрежата) или входящ в граничния терминал (от мрежата в терминала). Двата вида блока данни от физическото ниво показани на фигура11-2 “Формат на блоковете данни от физическото ниво ISDN”. Дължината на блока с данни е равна на 48 бита, от които 36 бита представляват информация. Бит “F” осигурява синхронизация. Бит “L” регулира средното значение на бита. Бита “E” се използва за разрешаването на конфликтни ситуации, когато няколко терминала на която и да е пасивна шина, претендират за един канал. Бит “S” още не е получил назначаване. Битовете “B1”, “B2” и “D” са предназначени за данните на потребителя.
Физически към една верига може да бъде включено множество потребителски устройства ISDN. За такава конфигурация от стълкновения могат да бъдат резултат от едновременно предаване на двата терминала. Затова ISDN са предвидили средства за определени конфликти в канала за връзки. При полученото устройство NT, бит D от ТЕ, отразява този бит ехо-сигнал, обратно в съседната позиция Е-бит. ТЕ очаква, че съседния Е-бит е длъжен да бъде същия, че и бит D, който той е предал на последното предаване.
Терминалите не могат да предават в D-канал до тогава, докато те неразпознаят спецефичното число единица (указващ “отсъствие на сигнал”),предварително съответстващ на установения приоритет. Ако устройството ТЕ е открил какъвто и да е бит в канала с ЕХО-сигнала (Е), отдалечаващ се от неговия бит D, то е длъжно незабавно да прекрати предаването. Този престой на приемане се явява гаранция за онези, че едновременно само един терминал може да предава своите D-съобщения. След успешно предадените D-съобщения приоритет на този терминал се остановява по-низкия, като се осигурява чрез предявлените му потребности до детектиране на по-голямо число от последователни единици. Приоритета в терминала може да не се повиши тогава, докато всички други устройства на тази линия не получат възможност да изпратят D-съобщение. Телефонните връзки имат по-висок приоритет, отколкото всички други служби, а информацията за обмена на сигналите имат по-висок приоритет, отколкото несигнализиращата информация.
Ниво 2
Нивото 2 от протокола за обмен на сигнали ISDN се явява Link Access Procedure, D-channel.(Достъпна процедура към канала за връзки, D-канал) известна също така като LAPD. LAPD е аналогична “Управление на канала при предаване на данни от високо ниво” (HDLC) и “Достъпна процедура към канала за връзки, балансирана” (LAPB) (виж глава 12 “SDLC и неговите производни” и глава 13 “Х.25”, където се дава по-подробна информация за тези протоколи). Както се вижда от открития му ,LAPD се използва в D-канал за онези, за да осигурява поток и съответстващо приемане на управляваща и сигнализираща информация. Формата на блока данни LAPD (виж фигура 11-3) много прилича на формата HDLC; също така, както HLDC, LAPD използва блока от данни супервайзора, информационните и непронумерованите блокове с данни. Протокол LAPD формално е определен в CCITT Q.920 и SSITT Q.921.
Полетата “флаг” (flag) и “управление” (control) LAPD са идентични с тези полета в HDLC. Дължината на поле “адрес” LAPD може да се състои от един или два байта . Ако в първия байт е зададен бит с разширения адрес (ЕА), то адреса се състои от един байт, ако той не е зададен то адреса се състои от два байта. Първия байт от адресното поле съдържа servize access point identifier (SAPI) (идентификатор на достъпни точки към услуги), в който услугите LAPD се осигуряват в ниво 3.Бит C/R указва, съдържа ли блока с данни команда или ответен сигнал. Поле “идентификатор на крайни точки в терминала” (terminal end-point identifier) (TEI) указва дали се явява терминала единствен от изброените по-горе, който указва на радиопредавател.
Ниво 3
За предаване на сигнал ISDN се използват две спецификации в ниво 3: CCITT 1.450 (известна също така като CCITT Q.930) и CCITT 1.451 (известна също така като SSITT Q.931). Съвместно тези два протокола осигуряват свързване на потребител-потребител, свързване с комутационния канал и с комутационния пакет. В тях са определени разнообразни съобщения по организация и завършване на обръщенията, информационни и смесени съобщения, в това число SETUP (установяване), CONECT (включване), RELEASE (изключване), USER INFORMATION (информация на потребителя) CANSEL (отмяна), STATUS (състояние) и DISCONNECT (разсъединяване). Тези съобщения са функционално сложни със съобщенията, които осигуряват протокол Х.25 (по-подробно виж в глава 13 “ Х.25”). На фигура 11-4, взет от спецификация CCITT 1.451, са показани типичните стадии с обръщане с комутационния канал ISDN.
Сподели с приятели: |
