Принцип коммутации и маршрутизации пакетов.
Работе сети по маршрутизации пакетов ускоряется за счет двух факторов:
1. Решение о продвижении пакета принимается быстрее из-за меньших размеров таблицы коммутации.
2. Уменьшенная доля служебной информации в пакетах. Адрес конечного абонента занимает 14-15 десятичных цифр (до 8 байт) в служебном поле пакета. Номер виртуального канала занимает 10- 12 бит. За счет этого вырастает скорость передачи данных.
Работа в режиме PVC является наиболее производительной: администратор сети выполняет вручную работу по маршрутизации пакетов, а коммутатор занимается продвижением пакетов на основе номеров виртуальных каналов (готовых таблиц коммутации). Обмен пакетами по PVC может происходить в любой момент времени. Недостатком PVC является то, что пользователь не имеет никаких гарантий относительно действительной производительности. Но PVC дешевле так как пользователь делит пропускную способность канала с другими пользователями.
Принципы маршрутизации пакета приведены на рисунке. При установлении соединения между узлами используют следующий тип пакета – запрос на установление соединения, который содержит многоразрядный адрес узла назначения. Допустим, конечный узел с адресом 158.11.20 начинает устанавливать виртуальную связь с узлом с адресом 158.11.30. Одновременно с адресом назначения в пакете запроса указывается номер виртуального канала VCI. Через порт можно установить много соединений, поэтому программное обеспечение глобальной сети выбирает свободный в данный момент для данного порта номер. Если, предположим, через данный порт компьютера проложено 3 виртуальных соединения (VCI=3)? То для данного запроса будет выбран номер 4, по которому можно будет всегда отличить пакет данного соединения от пакетов других соединений. Далее пакет запроса с адресом назначения 158.11.30, номером VCI=4, и адресом источника 158.11.20 отправляется в порт 1 на Коммутатор К1. адрес назначения используется для маршрутизации пакета на основании таблиц маршрутизации с простой аппаратурой записи. Запись состоит из адреса назначения и номера порта, на который необходимо переслать пакет. Адрес следующего коммутатора не нужен, так как связи коммутатора являются связями типа «точка – точка». Множественных соединений между портами нет. В примере пакет запроса необходимо послать с порта 1 на порт 3.одновременно с передачей пакета коммутатор К1 изменяет номер виртуального соединения пакета, присваивая пакету первый номер
Таблица маршрутизации коммутатора и таблица коммутации портов.
Таблица маршрутизации коммутатора К1 выглядит следующим образом:
| Адрес назначения | Порт |
| 158.32.50 | |
| 158.11.30 |
Каждый конечный узел и каждый коммутатор ведет свой список свободных и занятых номеров VCI для всех своих портов. Изменение номера виртуального канала необходимо для того, чтобы при продвижении ответного пакета в обратном направлении (виртуальный канал работает в дуплексном режиме) можно было отличить пакет данного виртуального канала от пакетов других виртуальных каналов, уже проложенных через порт 3 коммутатора К1. В примере через порт 3 проходит 9 виртуальных каналов, поэтому коммутатор меняет номер прокладываемого виртуального канала с 4 на 10. Кроме таблицы маршрутизации коммутатора для каждого его порта составляется таблица коммутации. Таблица коммутации порта 1 коммутатора1.
| VCI – in | VCI – out | Порт |
В таблице коммутации входного порта 1 маршрутизатор отмечает, что в дальнейшем пакеты, прибывшие на этот порт, с номером PCI =4 должны передаваться на порт 3, причем номер виртуального канала должен быть изменен на 10.Одновременно делается запись таблицы коммутации порта 3. Пакеты, пришедшие по виртуальному каналу 10 в обратном направлении нужно передавать на порт 1, заменить номер виртуального канала на 4. Таким образом, при получении пакета в обратном направлении компьютер-отправитель получает пакеты с тем же номером VCI, с которым он отправил его в сеть.
В результате действия такой схемы пакеты данных уже не несут длинные адреса конечных узлов, а имеют в служебном поле только номер виртуального канала. На их основе происходит маршрутизация все пакетов а запросы на установление соединения. Таким образом, в сети прокладывается виртуальный канал, который существует только во время соединения. Номера меняются от коммутатора к коммутатору, но для конечных узлов он остается постоянным.
При использовании виртуального канала эффективно передавать долговременные сообщения. А для кратко временных потоков такой тип соединения не очень подходит, так как много времени уходит на установление соединения.
Соединение по технологии виртуальных каналов осуществляется в два этапа:
1. Происходит маршрутизация пакета запроса на установление соединения на основе адреса назначения.
2. Происходит коммутация и продвижение пакетов на основе VCI.
Стандарты глобальных сетей обычно не описывают какой-либо протокол обмена информацией, позволяющий коммутаторам автоматически строить таблицы маршрутизации. Поэтому в таких сетях администраторы или составляют их вручную, обеспечивая основной и резервный пути для адреса назначения
24 Сети X.25 (особенности, технология, коммутаторы, сборщики – разборщики пакетов).
Сети X.25, самые распространенные сети с коммутацией пакетов, используемые для построения корпоративных сетей. Основная причина – длительное время сети х.25 были единственными доступными сетями с коммутацией пакетов. В них давались гарантии коэффициента готовности сети. Эти чети также хорошо работают на ненадежных линиях как КТСОП, благодаря наличию протоколов установления соединений о коррекции ошибки на двух уровнях – канальном и сетевом.
Стандарт х.25 – интерфейс между оконечным данных и аппаратурой передачи данных для терминалов, работающих в пакетном режиме в сетях передачи данных общего пользования. Они подходят наилучшим образом для передачи трафика низкой интенсивности, характерного для терминалов и в меньшей степени соответствуют требованиям трафика локальных сетей, стандартно описывает внутреннее строение сети, а только определяет пользовательский интерфейс.
Технология х.25 имеет несколько особенностей, отличающих ее от других технологий.
1. наличие в структуре сети специального устройства PAD (СРП – сборщик/разборщик пакетов) – при направлении пакета для обработки.
2. Наличие трехуровневого стека протоколов с использованием на канальном и сетевом уровнях протоколов с установлением соединения, управляющим потоком данных и коррекцией ошибки.
3. Ориентация на однородные стеки транспортных протоколов во всех узлах сети, так как сетевой уровень рассчитан на работку только с одним протоколом канального уровня и не может работать с различными протоколами.
Схема сети х.25.
Сеть х.25 состоит из коммутаторов S, называемых также центрами коммутации, расположенных в различных географических точках и соединенных высокоскоростными выделенными каналами. Асинхронные старт-стоповые терминалы Т подключены к сети через устройства PAD, которые могут быть встроенными или удаленными. Терминал обеспечивает доступ к встроенному PAD по телефонной линии сети, через модем через асинхронный интерфейс. Встроенный PAD подключается также к телефонной сети посредством асинхронного модема.
Удаленный PAD представляет собой небольшое автономное устройство, подключенное к коммутатору через выделенные каналы связи х.25. К удаленному PAD терминал подключается по асинхронному интерфейсу. Один PAD обеспечивает доступ к сети для 8, 16, 24 станций. Основные функции PAD, определенные стандартом х3 относятся:
· Сборка символов, полученных от асинхронных терминалов, в пакеты.
· Разборка полей данных из пакетов и вывод на асинхронный терминал.
· Управление процессами соединения и разъединения.
· Передача символов, включающих стандартные сигналы и биты проверки на четность, по требованию асинхронного терминала.
· Продвижение пакетов при наличии соответствующих условий.
Терминалы не имеют наличия адресов сети. Сетевой адрес присваивается порту PAD. Несмотря на то, что задача подключения неинтеллектуальных терминалов к удаленным компьютерам возникает редко, функции PAD остаются востребованы.
Стандарт х.28 определяет параметры терминала, а также протокол взаимодействия терминала с PAD. При работе с терминалом позволатель производит некоторый текстовый диалог с устройством.
PAD с терминалами работает в двух режимах:
1. Управляющем.
2. Передачи данных.
При Ctrl+P PAD переходит в режим передачи данных и воспринимает символы как данные, которые нужно передать в узлы назначения в пакете. Пользователь с помощью устройства PAD устанавливает соединение с нужным компьютером, а затем может вести диалог с его операционной системой, запуская нужные программы и просматривая результаты их работы на своем экране.
Компьютеры и локальные сети подключаются к х.25 непосредственно через адаптер или маршрутизатор, поддерживающий на своих интерфейсах протокол x.25. Для управления работой PAD в сети существует протокол х.29 с помощью которого узел сети может управляться и можно конфигурировать PAD удаленно по сети.
При необходимости передачи данных компьютеры подключаются к сети непосредственно услугами PAD не используются, а самостоятельно устанавливается виртуальный канал VCI и передают ним данные в пакете х.25.
Если сеть х.25 не связана с другими сетями, то адресам можно давать произвольные значения. Если необходимо обмениваться данными с другими сетями х.25, то следует придерживаться стандарта х.121. Первые 4 цифры адреса сети называются кодом идентификации сети. 3 из определяют страну, в которой находится сеть, а четвертая – номер сети х.25 в данной стране. Остальные цифры называются номером национального терминала DTE (ООД) в сети.
Международные сети х.25 могут также использовать международный стандарт абонентской нумерации ISO-7498? По которому для нумерации сетей х.25 к адресу в стандарте х.121 добавляется 1 байт префикса, несущий код 36 (в адресе используются только коды десятичных цифр) и 37 (в адрес используются любые двоичные комбинации). Этот код позволяет универсальным коммутаторам, например коммутаторам ISDN, поддерживающим также и коммутацию пакетов х.25 автоматически распознавать тип адреса и правильно выполнять маршрутизацию запроса на установленное соединение.