Сети Frame Relay

Сети ISDN
Литература по данной лекции:
Internetworking Technology Handbook (Cisco Systems)
http://lectures.by.ru/lectures/default.htm (А.Филимонов. Сети
ЭВМ и телекоммуникации)
National Semiconductor Application Note 492. "Intuitive ISDN"
- An ISDN tutorial
Г.Хелд. Технологии передачи данных.
http://www.aaanet.ru/cts/439253 (Оборудование ISDN в
помещении заказчика)
Rev. 1.02 / 22.03.2008
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Характеристики ISDN
Integrated Services Digital Network (сеть с интегрированными
цифровыми услугами) предназначена для одновременной передачи голоса,
данных, видео и др. вида трафиков.
Региональная сеть с коммутацией каналов (физических соединений).
Сети ISDN начали развиваться в 1987 году (1995 - год выпуска
стандарта).
Стандарт ISDN описывает взаимодействие на физическом, канальном и
сетевом уровнях.
Данные передаются по телефонным проводам.
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Схема подключения по ISDN
S
U
ISDN
TE1 - terminal equipment (оконечное оборудование), ТЕ-2 - не ISDN, нужен
адаптер ТА.
NT1 - устройство разделения общедоступных коммутируемых сетей.
NT2 - абонентское коммутационное оборудование, например, внутренняя
АТС.
Иногда все устройства TE1, NT2, NT1 совмещены в одном модеме.
Точка U - телефонный кабель.
Точка S - две витых пары, разъем RJ-45 (раздельные пары приемпередача).
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Услуги ISDN
Услуги ISDN
Basic Rate Interface (BRI) - 2 В-канала (по 64 Kb/сек) и один D-канал (16
Kb/сек) (2B+D).
Primary Rate Interface (PRI) (база - сети PDH)
Европа: 30 В-каналов и один 64 Kb/сек D-канал и общая скорость
интерфейса 2.048 Mb/сек (канал Е1).
Америка: 23 В-каналов и один 64 Kb/сек D-канал и общая скорость
интерфейса 1.544 Mb/сек (канал Т1).
ISDN позволяет устанавливать ширину канала с кратностью в 64кбит/с.
Например, для оцифрованного видео возможно использовать канал Н0 =
384кбит/с (6 В-каналов).
D-канал отвечает за установку, сопровождение и завершение соединений.
На канальном уровне существует стек протоколов для управления потоком
кадров.
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Физ. уровень ISDN (BRI)
Физический уровень. Точка S.
Кадр состоит из 48 бит и передается с частотой 4 кГц (период повторения
250 мсек). В состав кадров входят 32 бит(4х8) данных, которые передаются
в В-каналах интерфейса BRI эти байты обозначаются В1 и В2 и 4 бита
канальной сигнализации, которые обозначаются D. Остальные биты (12)
используются в целях контроля, синхронизации, подтверждения и т.д.
Физический уровень. Точка U.
Для обеспечения требуемой дальности передачи используется линейное
кодирование данных по алгоритму 2B1Q (2 бита - один квартет). Данные
через точку сопряжения U передаются в виде кадров длиной 240 бит.
Восемь кадров образуют суперкадр. 216 бит кадра используются для
передачи собственно каналов полезной нагрузки (12 комплектов по 20 байт
(2B+D)). Первые 18 бит кадра используются для передачи
синхронизирующего слова. Завершающие 6 бит кадра называются М-биты
и используются для формирования технологического канала и передачи
сигналов обрамления суперкадра.
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Канальный уровень ISDN
Канальный уровень в ISDN представлен протоколом LAPD (Link Access
Procedure, D-channel), аналогичным по функциональному назначению
LAPB (контроль ошибок, подтверждение приема по D-каналу).
Flag (1)
Address (2)
Control (1)
Data
FCS (2)
Flag (1)
Flag - байт 01111110.
Address - (1 или 2 байта) указатель того, команда это или ответ на нее, а
также указывает номер приложения верхнего уровня (Service Access Point
Identifier). Использование различных SAPI дает возможность передавать
звук и данные ЛВС одновременно.
Control - (1 байт) уточняет тип кадра (информационный, управляющий
(для управления потоком) или ненумерованный (для разрыва и
установления соединения, согласования параметров линии…)).
Data - данные верхнего уровня.
FCS - (2 байта).
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Сетевой уровень ISDN
На сетевом уровне в соответствие с разными способами организации
логического канала связи (выделенный канал, пакетная коммутация,
коммутация каналов) специфицирован набор служебных сообщений,
например, "установить связь", "прервать", "соединение установлено",
"состояние линии" и т.д.
При установлении соединения также может запрашиваться скорость
передачи данных запрашиваемого вызова
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Применение ISDN
Интернет
Маршрутизатор
провайдера
Городская
АТС
ISDN
коммутатор
офис
ISDN NT
Маршрутизатор
Чаще всего для ISDN связи используются
выделенные каналы. Вместо них могут
применяться любые цифровые DSL модемы,
например, ADSL (Asymmetric Digital Subsriber
Line).
Скорость доступа в Интернет будет определяться
каналом с минимальной пропускной
способностью (чаще всего "последней милей",
т.е. оконечным оборудованием ISDN).
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
Ethernet хаб
NETS and OSs
Преимущества ISDN
Преимущества ISDN по сравнению с обычными телефонными сетями и
сетями передачи данных:
o высочайшее качество;
o надежность и конфиденциальность связи - улучшенная
помехоустойчивость передачи речи благодаря цифровому кодированию;
o мгновенное соединение с абонентом;
o возможность одновременно вести телефонные переговоры и передавать
данные;
o подключение к сети ISDN по обычной медной паре;
o возможность содержать на одной ISDN-линии до восьми аппаратов с
индивидуальным номером;
o удаленная служба безопасности и теленаблюдение;
o широкий выбор дополнительных видов услуг.
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Сети Frame Relay
Массовое внедрение оптоволокна в качестве среды передачи привело к
резкому снижению аппаратных ошибок связи (с 10-5 до 10-9).
Необходимость в гарантированной доставке данных на канальном уровне
отпала.
Сети Frame Relay (передача кадров с задержкой) являются логическим
продолжением сетей Х.25 и ISDN.
Для увеличения скорости были убраны часть процедур канального уровня,
связанные с контролем ошибок, подтверждением переданных данных.
В сетях Frame Relay (отсутствует сетевой уровень) кадры просто
передаются от узла к узлу на основании чтения заголовочной части кадров,
с ними не производится никаких действий.
К тому же коммутатор Frame Relay имеет право игнорировать отдельные
кадры в период перегрузок (специальный бит пометки в заголовке кадра).
В качестве транспортной подсистемы в сетях Frame Relay могут
использоваться каналы цифровой передачи PDH.
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Связь в Frame Relay
Всем виртуальным каналам в сетях Frame Relay приписаны
идентификаторы DLCI (10 битовый Data-Link Connection Identifier,
соответствующее поле в заголовке каждого пакета), которые выдаются на
этапе установления соединения. В сети WAN может существовать
несколько каналов с одним и тем же DLCI.
DLCI
DTE
DLCI
сеть Frame Relay
31
22
DTE
64
18
DTE
81
64
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Применение Frame Relay
Применение FR: передача оцифрованных речевых сигналов, данных,
факсов благодаря возможности установлению заранее согласованной с
провайдером гарантированной пропускной способности логического
канала, а также поддержки кадра переменной длины и статистического
мультиплексирования (защита от перегрузок).
Расширение LMI позволяет
ввести в FR систему глобальной
адресации, широковещание и
сообщения о состоянии
виртуальных каналов.
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
NETS and OSs
Сравнение Х.25, ISDN, FR
Технология Frame Relay была разработана в начале 1980-х для
использования в сетях ISDN и для динамического разделения ресурсов
физического канала между пользовательскими процессами передачи данных.
Параметр
выделение фиксированной полосы под
вызов
ISDN
X.25
Frame relay
+
+
+
виртуальные каналы
высокая степень готовности
+
+
малая величина задержки
+
+
высокая эффективность использования
канала
использование в сетях WAN
низкая стоимость передачи трафика
Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004
+
+
+
+
+
NETS and OSs