Есептеу желілеріне кіріспе

 

Х.25 желі хаттамаларының стегі

Х.25 желілерінің стандарттарын хаттамалардың үш деңгейімен сипаттайды (7.2-суретті қараңыз):

- физикалық деңгейде  мәліметерді беру жабдығына –  егер белгіленген арна сандық  болса, не болмаса DSU/CSU, егер арна ұқсас болса, не болмаса синхронды модемге Х.21 және Х.21 bis синхронды интерфейстер анықталған;

- арналық деңгейде бағытта  қате туындаған жағдайда автоматты  түрде беру мүмкіндігін қамтамасыз  ететін HDLC хаттамасының ішкі жиыны  пайдаланылады (LAP-B);

- желілік деңгейде  соңғы жабдық және мәліметтерді беру желісінің арасындағы пакеттермен алмасудың Х.25/3 хаттамасы анықталған.

 

7.2 сурет.  Х.25 хаттамасының  стегі

 

Байланыс арнасының физикалық деңгей хаттамасы ескертілмеген, бұл әртүрлі стандарттардағы арналарды пайдалану мүмкіндігін береді. Әдетте арна деңгейінде  LAP-B хаттамасы пайдаланылады. Бұл хаттама жұмыстың теңдестірілген режимін қамтамасыз етеді, яғни байланысқа қатысушы екі торап та тең құқылы. LAP-B хаттамасы бойынша DTE пайдаланушы жабдығы (компьютер, IP- немесе IPX-бағдарлаушы) және желі коммутаторы арасында байланыс орнайды. LAP-B кадрында бір байтты бір мекенжай өрісі бар, онда DTE-ден DCE-ге (желіге) пәрмендерді немесе DСE-ден DТE-ге жауаптарды жіберу үшін  0x01 кадрын және DTE-ден DCE-ге жауаптарды немесе DСE-ден DТE-ге жіберу үшін 0x03 кадрын беру бағыты көрсетіледі.

Қалыпты режим секілді (8 кадрдағы ең көп терезе  және басқарудың бір байтты өрісімен) ұлғайтылған режимде де (128 кадрдағы ең көп терезе  және басқарудың екі байтты өрісімен)  қолдау табады.

Х.25/3 желілік деңгей LAP-B хаттама  кадрларының ұқсас түрлерінің мақсаты бойынша пакеттердің әртүрлі 14 түрін пайдалану арқылы таралады. Мәліметтердің сенімді берілісін LAP-B хаттамасы қамтамасыз еткендіктен, Х.25/3 хаттамасы пакеттерді бағыттау, соңғы абонент желілері және пакеттер ағынын басқару арасындағы виртуалды арнаны орнату және бөлу функцияларын орындайды. Арналық деңгейде қосылыстарды орнатқаннан кейін соңғы торап   желінің басқа соңғы торабымен виртуалды қосылыс орнатуы керек. Осы үшін ол LAP-B кадрларында Х.25 хаттамасының Call Request (7.3-суретті қараңыз) пакетін жібереді. Осы пакет Х.25 желісі үшін сигнализация пакеті болып табылады, желідегі сигнализация режимі жеке хаттамада белгіленбегендігімен, ал өзін Х.25/3 желілік деңгейдің жалпы хаттамасының жұмысындағы режимдердің бірі деп ұсынатындығымен ерекшеленеді. Пакет тақырыбының бірінші үш байтында орналасқан өрістер Х.25 хаттамасының барлық кадр түрлерінде қолданылады. Q мен D және Modulo белгілері тақырыптың бірінші байтының үлкен бөлігінде орналасқан. Q белгісі мәліметтер пакетінің өрісіндегі ақпарат түрінің желілік деңгейінде тануға арналған.  Мәліметтер өрісінде орналасқан ақпарат пакетін, сондай-ақ бит мәнін алу кезінде Q хаттамалардың пайдаланушы стегінің жоғарғы деңгейімен (көлік деңгейіне) беріледі. Q=l мәні басқару пайдаланушы ақпаратын, ал Q=0 – мәліметтерді білдіреді. D белгісі пакетті тағайындау торабымен қабылдауды растауды білдіреді. Квитанциялардың көмегімен пакеттерді қабылдауды растаудың қарапайым механизмінің Х.25 хаттамасы үшін тек жергілікті мағынасы бар – пакетті қабылдауды соңғы торап виртуалды қосылысты сұрастырып және орнатқан желінің жақын жердегі коммутаторы арқылы растайды. 

 

 

8 дәріс. Frame Relay желілерін құрудың негізгі қағидалары

 

Frame Relay технологиясын мәліметтерді  виртуалды қосылыстарды техникке  беру үшін пайдаланады және  кадрларды физикалық және арналық деңгейлер хаттамалары бойынша (белгіленген виртуалды қосылыстар кезінде) береді. 

Frame Relay желілеріндегі LAP-F арна деңгейінің  хаттамасында жұмыстың екі режимі  бар: – негізгі (core) және басқарушы (control). Бүгінгі Frame Relay желілерінде тәжірибе алатын негізгі режимде кадрлар жергілікті желі коммутаторларындағы секілді өзгеріссіз және бақылаусыз беріледі. Осы желі есебінен  коммутатордағы кадрлар өзгеріске ұшырамайтындықтан, ал желі коммутаторлар арасында әрбір пайдаланушы кадрына растау квитанциясын бермейтіндіктен Frame Relay жоғары өнімділікке ие. Стек құрылымы (8.1-суретін қараңыз) Frame Relay желісі ISDN хаттамаларының стегінен көбін алғандықтан (SVC орнату процедуралары) ISDN технологиясының қойнауындағы Frame Relay технологиясының шығуын кескіндейді. Технологияның негізін LAP-D хаттамасының қысқартылған нұсқамасы болып табылатын LAP-F core хаттамасы құрайды.

 

 

8.1 сурет. Frame relay хаттамасының стегі

 

LAP-F хаттамасы (Q.922 ITU-T стандарты) ISDN желісінің  кез келген арналарында, сондай-ақ Т1/Е1 типті арналарда жұмыс істейді. Терминалды жабдық желіге кез келген уақытта, коммутатор желісіндегі виртуалды арна салынғандығын есептей отырып,  LAP-F кадрын жібереді. PVC пайдаланған кезде Frame Relay жабдығының тек LAP-F core хаттамасын ғана қолдау керек. LAP-F contol хаттамасы кадрларды жеткізуді бақылау және ағынмен басқару функцияларын орындайтын LAP-F core міндетті емес баптау болып табылады. Бұл кезде control желісін frame switching қызметі іске асырады.

SVC стандартын орнату үшін  ITU-T пайдаланушы интерфейсінің D арнасын ұсынады. Ол арнада ISDN желілерінде сенімді беру үшін пайдаланылатын LAP-D хаттамасы жұмыс істейді. Осы хаттаманың үстінен соңғы абоненттердің мекенжайы негізінде виртуалды қосылысты (Е.164 немесе ISO стандартында), сондай-ақ виртуалды қосылыстар нөмірлерін  (DLCI) орнататын, Q.931 хаттамасы немесе Q.933 хаттамасы (Q.931 ISDN модификациясы) жұмыс істейді. Frame Relay желісінде  кадрлар орнатылғаннан кейін, оларды DLCI жергілікті мәндері пайдаланылатын  порттарды коммутациялау кестесінің көмегімен коммутациялайтын LAP-F хаттамасы бойынша SVC беріле алады. LAP-D хаттамасымен салыстырғанда LAP-F core хаттамасы LAP-D хаттамасына қарағанда, пакеттерді  LAP-F control хаттамасына сенімді тапсыру функциялары үшін орын қалдыра отырып, арналық деңгей функцияларының барлығын орындай алмайды. Frame Relay хаттамасы соңғы тораптардың көлік немесе одан жоғары деңгей хаттамаларының жұмыс істеу есебінен қателерді табатындығын және түзейтіндігін түсінеді. Бұл соңғы жабдықтан кейбір деңгейдегі зерделілікті талап етеді. LAP-F хаттамасының кадр құрылымы 8.2-суретте берілген. Негізі үшін HDLC кадрының пішімін алу, бірақ мекенжай өрісі өзінің пішімін түбегейлі өзгертті, ал басқару өрісі тіпті жоқ. DLCI өрісі 1024 дейінгі виртуалды қосылыстарды пайдалануға мүмкіндік беретін 10 битен тұрады. Бұл өріс разрядтардың көп санына ие болуы мүмкін  – бұларды ЕАО және ЕА1 (Extended Address – кеңейтілген мекенжай) белгілері басқарады. Егер бит осы белгіде нөлге орнатылған болса, онда белгі ЕАО деп аталады және келесі байтта мекенжай өрісінің жалғасы бар екендігін білдіреді, ал егер 1-ге тең болса, онда өріс  ЕА1 (мекенжай өрісінің соңы) деп аталады.

 

8.2 сурет. IAP-F кадрының құрамы

 

DLCI ондық разрядты пішімі негізгі  болып табылады, бірақ DLCI өрісін адресациялау үшін үш байтты қолданған кезде ұзындығы 16 бит болады, ал төрт байтта – 23 бит болады. Frame Relay стандарттарын пайдаланушы және желі арасында DLCI мекенжайын келесі түрде бөледі:

- 0 – LMI виртуалды арна үшін пайдаланылады;

- 1-15 – кейінгі пайдалану үшін сақталады;

- 16-991 –PVC және SVC нөмірлеу үшін абоненттермен  пайдаланылады;

- 992-1007 –желі ішіндегі қосылыстар  үшін желілік көлік қызметімен  пайдаланылады;

- 1008-1022 – кейінгі пайдалану үшін  сақталады;

- 1023 – арналық деңгеймен басқару үшін пайдаланылады.

Пайдаланушының соңғы құрылғыларына арналған Frame Relay интерфейсінде  DLCI 976 мекенжайы апарылған. Мәліметтер өрісі 4056 байт дейін мөлшерде болуы мүмкін. C/R өрісінде HDLC хатамасына арналған қарапайым мағынасы бар – бұл «пәрмен-жауап» белгісі. DE, FECN және BECN өрістері трафикпен басқаруға және виртуалды арнаға қызмет көрсетудің берілген сапасын қолдауға арналған хаттаманы пайдаланылады. Frame Relay технологиясы локальды желілерді біріктіру кезіндегі қажетті көліктік қызмет көрсету сапасының негізгі параметрлерін кепілдікпен қамтамасыз етеді. Әрбір виртуалды қосылыстар үшін қызмет көрсету сапасына әсер ететін параметрлер анықталған:

- CIR (Committed Information Rate) –келісілген ақпараттық жылдамдық, осы арқылы  желі пайдаланушыға мәліметтерді береді;

- Bc –пульсациялаудың келісілген көлемі, (Т уақыт аралығында осы пайдаланушыдан берілген байттардың ең көп мөлшері);

- Bе (Excess Burst Size) –пульсациялаудың қосымша көлемі, яғни  желі Т уақыт аралығында Вс белгіленген мәнге қоса беруге тырысатын байттардың ең көп мөлшері.

Егер осы шамалар анықталған болса, онда Т уақыт мына формуламен анықталады: Т = Bc/CIR. CIR және Т мәндерін беруге болады, онда туынды шама Вс трафик дыбысының шамасы болады. 

Виртуалды қосылыстарды орнатқан кезде абонент және желі келісім жасайтын негізгі параметр  CIR болып табылады. PVC үшін бұл келісім желі қызметін пайдалануға жасалынған келісімшартының бөлігі болып табылады. SVC орнатқан кезде қызмет көрсету сапасы жөніндегі келісім Q.931/933 хаттамасының көмегімен жасалынады – талап етілген CIR, Вс және Be параметрлер қосылыстарды орнатуды талап ету пакетінде беріледі. Мәліметтерді беру жылдамдығы уақыттың қандай да бір интервалмен өлшенетіндіктен, Т интервалы келісім шарттары тексерілетін бақылау интервалы болып табылады. Жалпы жағдайда пайдаланушы осы интервал ішінде мәліметтерді CIR асып түсетін орташа жылдамдықпен желіге бермеуі тиіс. Егер ол келісімді бұзса, онда желі тек кадрды жеткізуге кепілдік бермейді, осы кадрды 1-ге тең,   яғни жойылуға тиісті кадр ретінде DE (Discard Eligibility) белгісімен белгілейді. Дегенмен осындай белгімен белгіленген кадрлар тек, егер желіде жүктеме байқалған жағдайда ғана желіден жойылады. Егер жүктеме жоқ болса, онда DE=1 белгісі бар кадрлар адресатқа жеткізіледі.

Желінің осындай тәртібі Т мерзімі ішінде желіге пайдаланушымен берілген мәліметтердің жалпы саны Вс+Ве көлемінен асып кетпеген жағдайға сәйкес келеді. Егер осы шек жоғары болса, онда кадр DE белгісімен белгіленбейді, дереу желіден жойылады.

 8.3 сурет.  Пайдаланушылардың қимылына желінің реакциясы

 

Қызмет көрсету сапасының параметрлері туралы келісімді қадағалау үшін Frame Relay желісінің барлық коммутаторлары «тесік шелек» деп аталатын алгоритмді орындайды. Алгоритм пайдаланушыдан түсетін байттың С санауышын пайдаланады. Әрбір Т секундта осы санауыш Вс шамасына азаяды (егер санауыш мәні Вс қарағанда аз болса, 0-ге түседі). Мәліметтері санауыш мәнінің Вс шегінен жоғары барлық кадрлары DE-0белгісінің мәнімен  желіге жіберіледі. Мәліметтері Вс жоғары, бірақ Вс+Ве төмен санауыш мәніне алып келетін кадрлар желіге беріледі, бірақ DE=1 белгісімен беріледі. Сонымен, Вс+Ве көп санауыш мәніне алып келген кадрлар коммутатормен кері тасталады. Пайдаланушы осы виртуалды арнада қызмет көрсету сапасының барлық параметрлерінде емес, тек кейбірінде ғана қосу туралы келісе алады. Мысалы, тек  CIR және Вс параметрлерін ғана пайдалануға болады. Кадрлар ешқашан коммутатормен бірден кері тасталмайтындықтан, осы нұсқа аса сапалы қызмет көрсетуді береді. Коммутатор Т уақыт ішінде, DE=1 белгісімен шектен асып түсетін кадрларды ғана белгілейді. Егер желі жүктелмесе, онда осындай арнаның кадрлары әрқашан соңғы торапқа дейін жетеді, тіпті егер пайдаланушы үнемі желімен шартты бұзса да. Тек Ве шегі ғана ескерілетін, ал   CIR жылдамдығы нөлге тең болатын қызмет көрсету сапасына тапсырыс беру түрі. Осындай арнаның барлық кадрлары бірден DE=1 белгісімен белгіленеді, бірақ желіге жіберіледі, ал  Ве шегінен асқан кезде олар кері тасталады. Бұл жағдайда Т уақытының бақылау интервалы Be/R  ретінде есептелінеді, мұндағы R – арнаның рұқсат етілген жылдамдығы. Frame Relay технологиясында кадрлармен басқару механизмі – желі коммутаторларында жүктеме туындағаны туралы соңғы пайдаланушыларды жариялау анықталған. FECN кадрының биті бұл жөнінде қабылдаушы тарапқа хабар береді. Осы бит мәндерінің негізінде қабылдаушы тарап жоғарғы деңгейлі хаттамалардың көмегімен (TCP/IP, SPX және с.с) желіге пакеттерді жөнелту қарқындылығын төмендету керектігі туралы беруші тарапқа хабар беруі керек. BECN биті желіде толып кеткендегі туралы беруші тарапқа хабар береді және берудің қарқынын дереу төмендету ұсыныстары болып саналады. BECN биті әдетте Frame Relay желісіне – маршрутизаторлар, мультиплексорлар және  CSU/DSU құрылғыларына рұқсат етілген құрылғылар деңгейінде өңделеді. Frame Relay хаттамасы бекітілген биттері бар кадрлардан алынған құрылғылардан FECN және BECN талап етпейді. Бұл биттер пакеттерді беру қарқынын төмендету туралы өте жоғарғы деңгейлі (TCP, SPX, NCP және с.с.) хаттамалар үшін нұсқау қызметін атқаруы тиіс. Ағынды реттеу әртүрлі хаттамаларда түрліше – қабылдаушы тарап секілді берушімен басталатындықтан, әзірлеушілер желінің толуы туралы ескерту ақпаратымен екі бағытты да жабдықтауды  ескерді. FECN және BECN биттері жалпы жағдайда ескерілмеуі мүмкін.

 

 

 

 

9  дәріс. ATM технологиясы

 

Берілу режимінің асинхронды технологиясы (ATM) B-ISDN үшін бірыңғай әмбебеп көлік ретінде жасалған. Әзірлеушілер жоспары бойынша бір көлік технологиясы төменде аталған бірнеше мүмкіндіктерді қамтамасыз ете алатындығы болжанды:

- кідірістерге сезімтал компьютерлік  және мультимедиялық (дауыс, бейне) трафикті беру, сонымен бірге  әрбір трафик түрі үшін қызмет  көрсету сапасы оның қажеттіліктеріне  сәйкес келеді;

- жауапты қосымшалар үшін кепілдендірілген  өткізу қабілеттілігімен бір секунд ішінде ондаған мегабиттерден бастап бірнеше гигабиттерге дейінгі мәліметтерді беру жылдамдығының иерархиясы;

- локальды және ғаламдық желіге  арналған жалпы көліктік хаттамалар;

- физикалық арналардың немесе  физикалық хаттамалардың қолда  бар инфрақұрылымдарды сақтау: Т1/Е1, ТЗ/ЕЗ, SDH STM-n, FDDI;

- локальды және ғаламдық желілердің  мұраланған хаттамалармен өзара  әрекеттесуі: IP, SNA, Ethernet, ISDN.

ATM желісінде аймақтық желі құрылымы  бар – өз кезегінде өте жоғарғы  деңгейлі коммутаторлармен қосылатын соңғы бекеттер төменгі деңгейлі коммутаторлары бар жеке арналармен қосылады. ATM коммутаторлары виртуалды арналар негізінде трафикті маршрутизациялау үшін соңғы тораптардың 20-байтты мекенжайларын пайдаланады. АТМ жекеменшік желілері үшін PNNI (Private NNI) маршрутизациялау хаттамасы анықталған, олардың көмегімен коммутаторлар маршрутизация кестелерін  автоматты түрде жасай алады. Пакеттердің коммутациясы виртуалды арнаны орнату кезінде қосылуға тағайындалатын және қосылыстар жарылған кезде жойылатын (VCI) виртуалды арна идентификаторы негізінде жүреді. Негізінде виртуалды арна салынатын ATM соңғы торап мекенжайында иерархиялы құрылым бар және елдердің, қалалардың, қызметтерді жеткізуші желілерінің және с.с. кодтарының префиксын қолданады, осылайша CIDR техникасына сәйкес агрегирленген ІР-мекенжайларын қолданған кездегідей қосылыстарды орнату сұраныстарының маршрутизациясын қысқартады.

 Виртуалды қосылыстар PVC және SVC бола алады. Коммутацияны жеделдету  үшін үлкен желілерде виртуалды  арналарды қосатын, АТМ желіде бастапқы және соңғы тораптар арасындағы жалпы маршрут немесе желінің кейбір екі коммутаторы арасындағы маршруттың жалпы бөлігі бар виртуалды жол – Virtual Path түсінігі пайдаланылады. Виртуалды жолдың идентификаторы (Virtual Path Identifier, VPI) локальды мекенжайдың үлкен бөлігі ьолып табылады және әртүрлі виртуальды арналардың кейбір мөлшері үшін жалпы префиксті ұсынады. Мекенжайларды агрегирлеу идеясы АТМ технологиясында екі деңгейде – соңғы торап мекенжайларының деңгейінде (виртуалды арнаны орнату кезеңінде жұмыс істейді) және виртуалды арна нөмірлерінің деңгейінде (қолда бар виртуалды арна бойынша мәліметтерді беру кезінде жұмыс істейді) қолданылған.