Реферат: Маршрутизаторы Cisco в сетях X.25

Рис. 1. 2. Стек протоколов сети Х.25

Транспортный уровень может быть реализован в конечных узлах, но он стандар­том не определяется.

Протокол физического уровня канала связи не оговорен, и это дает возможность использовать каналы разных стандартов.

На канальном уровне обычно используется протокол LAP-B. Этот протокол обес­печивает сбалансированный режим работы, то есть оба узла, участвующих в со­единении, равноправны. По протоколу LAP-B устанавливается соединение меж­ду пользовательским оборудованием DTE (компьютером, IP- или IPX-маршрути­затором) и коммутатором сети. Хотя стандарт это и не оговаривает, но по прото­колу LAP-B возможно также установление соединения на канальном уровне внутри сети между непосредственно связанными коммутаторами. Протокол LAP-B почти во всех отношениях идентичен протоколу LLC2, описанному в главе 7, кро­ме адресации. Кадр LAP-B содержит одно однобайтовое адресное поле (а не два — DSAP и SSAP), в котором указывается не адрес службы верхнего уровня, а на­правление передачи кадра — 0x01 для направления команд от DTE к DCE (в сеть) или ответов от DCE к DTE (из сети) и 0x03 для направления ответов от DTE к DCE или команд от DCE к DTE. Поддерживается как нормальный режим (с мак­симальным окном в 8 кадров и однобайтовым полем управления), так и рас­ширенный режим (с максимальным окном в 128 кадров и двухбайтовым полем управления).

Сетевой уровень Х.25/3 (в стандарте он назван не сетевым, а пакетным уровнем) реализуется с использованием 14 различных типов пакетов, по назначению ана­логичных типам кадров протокола LAP-B. Так как надежную передачу данных обеспечивает протокол LAP-B, протокол Х.25/3 выполняет функции маршрути­зации пакетов, установления и разрыва виртуального канала между конечными абонентами сети и управления потоком пакетов.

После установления соединения на канальном уровне конечный узел должен ус­тановить виртуальное соединение с другим конечным узлом сети. Для этого он в кадрах LAP-B посылает пакет Call Request протокола Х.25. Формат пакета Call Request показан на рис. 1.3. Этот пакет является пакетом сигнализации для сети Х.25, которая отличается тем, что режим сигнализации в ней не выделен в отдельный протокол, а представляет собой один из режимов работы общего про­токола сетевого уровня Х.25/3.

Рис. 1. 3. Формат пакета Call Request

Поля, расположенные в первых трех байтах заголовка пакета, используются во всех типах кадров протокола Х.25. Признаки Q и D и Modulo находятся в стар­шей части первого байта заголовка. Признак Q предназначен для распознавания на сетевом уровне типа информации в поле данных пакета. При получении па­кета информация, расположенная в поле данных, а также значение бита Q пере­даются верхним уровням пользовательского стека протоколов (непосредственно транспортному уровню этого стека). Значение Q = 1 означает управляющую пользовательскую информацию, a Q = 0 - данные. Признак D означает подтвер­ждение приема пакета узлом назначения. Обычный механизм подтверждения принятия пакетов с помощью квитанций имеет для протокола Х.25 только ло­кальный смысл - прием пакета подтверждает ближайший коммутатор сети, че­рез который конечный узел запросил и установил виртуальное соединение. Если же узел-источник запросил подтверждение приема конечным узлом, то это под­тверждение индицируется установкой бита D (delivery confirmation) в пакетах, идущих от узла назначения.

Признак Modulo идентифицирует модуль, по которому ведется нумерация паке­тов (8 или 128). Значение 10 означает модуль 128, а 01 - модуль 8.

Поле LGN ( Lodical Group Number - номер логической группы) содержит значение номера логической группы виртуального канала. Каналы образуют логические группы по функциональному признаку, например:

• постоянный виртуальный канал;
• коммутируемый виртуальный канал только для входящих сообщений (сим­плексный канал);
• коммутируемый виртуальный канал только для исходящих сообщений (сим­плексный канал);
• коммутируемый дуплексный виртуальный канал.

Максимальное количество логических групп - 12, хотя в конкретной сети до­пустимо и меньшее количество.

Поле LCN ( Logical Channel Number - номер логического канала) содержит номер виртуального канала, назначаемый узлом-источником (для коммутируемых вир­туальных каналов) или администратором сети (для постоянных виртуальных ка­налов). Максимальное количество виртуальных каналов, проходящих через один порт, равно 256.

Поле Туре (тип) идентифицирует тип пакета. Например, для пакета Call Request отведено значение типа, равное ОхОВ. Младший бит этого поля определяет, яв­ляется ли пакет управляющим (бит равен 1) или пакетом данных (бит равен 0). Значение ОхОВ содержит 1 в младшем бите, поэтому это управляющий пакет, а остальные биты в этом случае определяют подтип пакета. В пакете данных ос­тальные биты поля Туре используются для переноса номеров квитанций N(S) и N(R).

Следующие два поля определяют длину адресов назначения и источника (DA и SA) в пакете. Запрос на установление виртуального канала содержит оба адреса. Первый адрес нужен для маршрутизации пакета Call Request, а второй - для принятия решения узлом назначения о возможности установления виртуально­го соединения с данным узлом-источником. Если узел назначения решает при­нять запрос, то он должен отправить пакет Call Accepted - «Запрос принят», в котором также указать оба адреса, поменяв их, естественно, местами. Адреса могут иметь произвольный формат или же соответствовать требованиям стан­дарта Х.121 или ISO 7498.

Сами адреса назначения и источника занимают отведенное им количество бай­тов в следующих двух полях.

Поля FL ( Facilities Length - длина поля услуг) и Facilities (услуги) нужны для со­гласования дополнительных услуг, которые оказывает сеть абоненту. Например, услуга «Идентификатор пользователя сети» позволяет задать идентификатор пользователя (отличный от его сетевого адреса), на основании которого могут оплачиваться счета за пользование сетью. Пользователь с помощью услуги «Со­гласование параметров управления потоком» может попросить сеть использо­вать нестандартные значения параметров протокола - размера окна, максималь­ного размера поля данных пакета и т. п. Протокол Х.25 допускает следующие

максимальные значения длины поля данных: 16, 32, 64, 128, 256, 512 и 1024 байт. Предпочтительной является длина 128 байт.

Пакет Call Request принимается коммутатором сети и маршрутизируется на основании таблицы маршрутизации, прокладывая при этом виртуальный канал. Начальное значение номера виртуального канала задает пользователь в этом па­кете в поле LCN (аналог поля VCI, упоминавшегося при объяснении принципа установления виртуальных каналов). Протокол маршрутизации для сетей Х.25 не определен.

Для сокращения размера адресных таблиц в коммутаторах в сетях Х.25 реализуется принцип агрегирования адресов. Все терминалы, имеющие общий префикс в адресе, подключаются при этом к общему входному коммутатору подсети, со­ответствующей значению префикса. Например, если путь ко всем терминалам, имеющим адреса с префиксом 250 720, пролегает через общий коммутатор К1, то в таблице маршрутизации коммутаторов, через которые проходит путь к комму­татору К1, помещается единственная запись - 250 720, которая соответствует как конечному узлу 250 720 11, так и конечному узлу 250 720 26. Маски в ком­мутаторах не используются, а младшие разряды адреса, которые не нужны при маршрутизации, просто опускаются.

После установления виртуального канала конечные узлы обмениваются пакетами другого формата - формата пакетов данных (пакет Data). Этот формат по­хож на описанный формат пакета Call Request - первые три байта в нем имеют те же поля, а адресные поля и поля услуг отсутствуют. Пакет данных не имеет поля, которое бы определяло тип переносимых в пакете данных, то есть поля, аналогичного полю Protocol в IP-пакете. Для устранения этого недостатка пер­вый байт в поле данных всегда интерпретируется как признак типа данных.

Коммутаторы (ЦКП) сетей Х.25 представляют собой гораздо более простые и дешевые устройства по сравнению с маршрутизаторами сетей TCP/IP. Это объ­ясняется тем, что они не поддерживают процедур обмена маршрутной информа­цией и нахождения оптимальных маршрутов, а также не выполняют преобразо­ваний форматов кадров канальных протоколов. По принципу работы они ближе к коммутаторам локальных сетей, чем к маршрутизаторам. Однако работа, кото­рую выполняют коммутаторы Х.25 над пришедшими кадрами, включает больше этапов, чем при продвижении кадров коммутаторами локальных сетей. Комму­татор Х.25 должен принять кадр LAP-B и ответить на него другим кадром LAP-B, в котором подтвердить получение кадра с конкретным номером. При утере или искажении кадра коммутатор должен организовать повторную передачу кадра. Если же с кадром LAP-B все в порядке, то коммутатор должен извлечь пакет Х.25, на основании номера виртуального канала определить выходной порт, а затем сформировать новый кадр LAP-В для дальнейшего продвижения пакета. Комму­таторы локальных сетей такой работой не занимаются и просто передают кадр в том виде, в котором он пришел, на выходной порт.

В результате производительность коммутаторов Х.25 оказывается обычно невысокой - несколько тысяч пакетов в секунду. Для низкоскоростных каналов дос­тупа, которыми много лет пользовались абоненты этой сети, такой производи­тельности коммутаторов (1200-9600 бит/с) хватало для работы сети.

Гарантий пропускной способности сеть Х.25 не дает. Максимум, что может сде­лать сеть, - это приоритезировать трафик отдельных виртуальных каналов. При­оритет канала указывается в запросе на установление соединения в поле услуг.

Протоколы сетей Х.25 были специально разработаны для низкоскоростных линий с высоким уровнем помех. Именно такие линии составляют пока большую часть те­лекоммуникационной структуры нашей страны, поэтому сети Х.25 будут по-преж­нему еще долго являться наиболее рациональным выбором для многих регионов.

2. Поддержка сервиса Х.25 в Cisco IOS

Межсетевая операционная система Cisco IOS обеспечивает работу маршрутизаторов Cisco в сети Х.25. При этом совместимость с рекомендациями ITU-T позволяет использовать маршрутизаторы в качестве платформы доступа к публичным сетям с коммутацией пакетов, а также для организации сервиса Х.25 в сети предприятия.

В частности, при конфигурировании маршрутизаторов Cisco IOS обеспечиваются следующие базовые возможности по работе в сети Х.25:

• выбор инкапсуляции пакетов Х.25 в режиме DTE или DCE;
• трансляция протокольных адресов (IP, IPX и др.) в адреса Х.121;
• организация постоянных виртуальных соединений (PVC) Х.25;
• организация входящих, исходящих или двунаправленных коммутируемых виртуальных соединений (SVC) Х.25;
• настройка параметров Х.25: длины исходящих и входящих пакетов, размеров окон для приема и выдачи пакетов, диапазона нумерации пакетов на третьем уровне;
• организация портов PAD в соответствии с рекомендациями Х.З/Х.28/Х.29.

При конфигурировании портов маршрутизатора в режиме DCE маршрутизатор работает как коммутатор Х.25 по отношению к оборудованию пользователя. В этом случае трафик Х.25 может маршрутизироваться между серийными портами локального маршрутизатора (локальная коммутация) или передаваться по соединению TCP через IP-сеть к удаленному Х.25-хосту.

При конфигурировании порта в режиме DTE маршрутизатор может использоваться для подключения к внешним сетям Х.25.

2.1 П остроения сервиса Х.25 в IP-сети предприятия