Tęsinys. Pradžia 1999 m. RTN Nr. 3.
3. IEEE 802 protokolai (LAN)
3.1. OSI ir bendrakanalė kreiptis
Bendrakanalėse terpėse (Common Channel Media), tokiose kaip vietiniai tinklai, kabelinės televizijos tinklai ar paketinio duomenų perdavimo radijo tinklai, 2-ojo sluoksnio (duomenų perdavimo kanalo sluoksnis) ir 1-ojo sluoksnio (fizinis sluoksnis) kreipties protokolai gali gerokai skirtis nuo ką tik aprašytojo HDLC protokolo. Šiose terpėse kreipties mechanizmas yra kitoks nei numatytasis HDLC LAPB protokole, kuris buvo skiriamas daugiau sujungimų režime veikiančioms dvitaškėms teritorinių tinklų WAN jungtims.
Atsižvelgdami į įvairių pramonės kompanijų pasiūlymus vietiniams tinklams, šiame skyrelyje apsiribosime 802 LAN grupės protokolais, apibrėžtais IEEE. Šių protokolų dabar daugiausia yra perėmusi ISO, suteikusi jiems IS (tarptautinio standarto) arba DIS (Drafted International Standard - parengtinio tarptautinio standarto) statusus.
Šių protokolų ryšį su žemiausiais OSI modelio sluoksniais galima suprasti pažiūrėjus į 9 pav.
 |
| 9 pav. Ryšys tarp IEEE 802 ir OSI. |
Daugelio LAN naudojamą duomenų perdavimo kanalo sluoksnį sudaro du pasluoksniai: LLC (Logic Link Control - loginis kanalo valdymas) pasluoksnis ir MAC (Medium Access Control - kreipties į perdavimo terpę valdymas) pasluoksnis. LLC protokolas yra suderinamas su visais egzistuojančiais MAC 802 protokolais. Naudotiną MAC protokolą nusako LAN rūšis. Tuo pat metu IEEE MAC standartas apibūdina ir tinkamą fizinį sluoksnį.
3.2. LLC standartas (ANSI / IEEE 802.2-1985 ir ISO / DIS 8802/2)
Protokolas teikia paslaugas OSI modelio tinklo sluoksniui (3-iasis sluoksnis). Paslaugos kreipties taške jis elgiasi panašiai kaip HDLC protokolas.
LLC protokolas vykdo visas duomenų perdavimo kanalo sluoksnio funkcijas, jei tik pastarosios nepriklauso nuo terpės ir nuo kreipties į LAN būdo. Protokolas siūlo tris skirtingas paslaugų rūšis:
Įvairių paslaugų vykdymui LLC turi LLC protokolo duomenų bloką LLC PDU su trimis valdymo lauko formatais (žr. 10 pav.).
 |
| 10 pav. LLC protokolo duomenų jungties formatai. |
LLC PDU formatas apima DSAP (Destination Service Access Point - gavėjo paslaugų kreipties taškas) lauką ir SSAP (Source Service Access Point - siuntėjo paslaugų kreipties taškas) lauką. I ir III rūšies paslaugose naudojamas vien nenumeruotųjų valdymo laukų formatas, o II rūšies paslaugose - visi trys formatai.
3.3. CSMA / CD standartas (ANSI / IEEE 802.3-1985)
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection - kolektyvioji nešlio jutimo kreiptis su susidūrimų aptikimu) yra panašus į vietinių tinklų Ethernetą, nors ir nevisiškai jam tapatus duomenų perdavimo tinklo protokolas. Ryšį tarp įvairių šio standarto apibrėžiamų funkcijų žr. 11 pav.
 |
| 11 pav. Įvairios funkcijos CSMA/CD protokole. |
Transyveris (transeiver) - siuntėjo ir gavėjo kreiptis į fizinę terpę - atsako už:
Kodavimo ir iškodavimo dalis atitinkamai pakeičia signalo kodus ir kartu su SFD (Start Frame Delimiter - pradinis freimo riboklis) sukuria ir pašalina 64 bitų sinchronizavimo lauką užimančią preambulę. Šį lauką sudaro pakaitomis pasirodantys 1 ir 0, o jis baigiasi 1011. Taip pat naudojant aplanką (pad), nustatomas mažiausias freimo ilgis, reikalingas susidūrimams aptikti.
Kanalo vadyba (link management) atsako už teisingą kreipties mechanizmo veikimą; tam yra panaudojami nešlio jutimo bei susidūrimų aptikimo signalai. Freimo formatas parodytas 12 pav.
 |
| 12 pav. CSMA/CD freimo formatas. |
Naudojant CSMA/CD standartą galima rinktis įvairiausius perdavimo variantus, tokius kaip: plačiajuostį ar bazinės juostos, bendraašį kabelį ar neekranuotą vytąją porą, įvairią duomenų spartą ir įvairius linijos kodus.
3.4. Žiedinis markerinis kreipties būdas ir jo fizinio sluoksnio specifikacijos (ANSI / IEEE 802.5-1985 ir ISO 8802/5)
Šiame protokole yra naudojamas markeris arba ženklas (token), parodytas 13 pav.
 |
| 13 pav. Markerio formatas. |
SD (Starting Delimiter - pradžios riboklis) skiriasi nuo visų kitų duomenų tuo, jog jame yra pažeidimas V (violation) - specialiai įvedamas kanale naudojamo kodo sulaužymas. ED (Ending Delimiter - pabaigos riboklis) sukuriamas taip pat naudojant panašius pažeidimus. Tačiau jei SD šie pažeidimai yra užkoduojami derinant juos su 0, tai ED yra naudojamas ir 0, ir 1 derinys. 14 pav. yra parodyti abu laukai, kartu su AC (Access Control - kreipties valdymas) lauku.
 |
| 14 pav. Markerio specifikacijos. |
Markerio AC lauke yra PM (Priority Mode - pirmumo moda) - 3 bitai, 8 lygmenys. Jei LLC protokole stoties pirmumas nurodomas didesniu ar lygiu tam tikrai vertei duomenų bloku, markerį priėmusi stotis gali jį paversti freimu. Tam reikia ne tik paversti markerio bitą T (token bit), bet ir pridėti keletą papildomų laukų, pavyzdžiui, LLC PDU informaciją ir kitus įmanomus pakeitimus (žr. 15 pav.).
 |
| 15 pav. IEEE 802.5 freimai. |
3.5. CCITT X.25 (PDN)
CCITT rekomendacija X.25 apibrėžia DTE (Data Terminal Equipment - duomenų terminalo įranga), prijungtos per DCE (Data Circuit Terminating Equipment - galinė duomenų perdavimo kanalo įranga) prie PDN (Public Data Network - bendrasis duomenų tinklas), interfeiso bei kreipties protokolus. Nors X.25 interfeisas daugiau naudojamas kompiuterių sistemose, displėjų terminalai ir asmeniniai kompiuteriai prie jo paprastai yra jungiami per PAD (Packet Assembly / Dissassembly - paketų sudarymas ir išformavimas) sistemos elementą, išverčiantį palyginti paprastus terminalų protokolus į sudėtingesnius X.25 protokolus.
X.25 yra trys OSI modelio sluoksniai:
4.1. X.25 PLP
X.25 PLP apibrėžia paketus, perduodamus HDLC freimų informacijos laukuose. Egzistuoja daug įvairių paketų rūšių, kurios apžvelgiamos 1 lentelėje.
| 1 lentelė. Paketų tipai. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Duomenų paketai yra naudojami duomenims perduoti. Tokio paketo sandara yra parodyta 16 pav. Be 4 bitų, reikalingų norint atskirti šios rūšies paketą nuo kitų (bendrasis formato indikatorius), čia rasime ir loginį kanalų grupės numerį, kuris kartu su loginiu kanalo numeriu sudaro dvejetainį skaičių, naudojamą identifikuojant visus tam tikrai VC (virtualioji grandinė) priklausančius paketus.
 |
| 16 pav. DTE ir DCE duomenų paketų formatai. |
Taigi vienoje fizinėje jungtyje įmanoma realizuoti daug, iki 4K (dvejetainis 12 bitų skaitmuo, daugiau kaip 4000) VC. Minėtasis skaičius yra nustatomas DTE-DCE interfeise. Šis skaičius nėra naudojamas kitoje jungties pusėje arba tinklo viduje, nes keliaujančiam tinklu duomenų paketui nuolat suteikiami vis kiti kanalų numeriai. Ryšiai kiekviename mazge iš anksto nustatomi jau ryšio užmezgimo fazėje. Taigi virtualiųjų jungčių tinkle skaičius nesibaigia 4000.
Paketų siuntimo numeracija P (S) ir priėmimo numeracija P (R) juos perduodant daugelyje tinklų nesikeičia. Naudojant langų koncepciją ir vėlinant gero priėmimo patvirtinimą, priimantysis terminalas gali valdyti naujų duomenų paketų srautą tinklu. Šis procesas yra vadinamas srauto valdymu. Daugybinis duomenų bitas M (More data bit) leidžia paženklinti tam tikrus paketus, priklausančius vienai grupei.
 |
| 17 pav. Skambučio užklausa ir ateinančių skambučio duomenų paketų formatas. |
Pageidaujamos jungties sudarymo procedūra, arba virtualusis skambutis (žr. 17 pav.), pradedama terminalui DTE siunčiant CRP (Call Request Packet - sujungimo reikalavimo paketą). Tai darant yra užregistruojami skambinančiojo ir skambinamojo DTE adresai. Šiame pakete taip pat galima nurodyti, kada pageidaujamos specialios paslaugos. 2 lentelėje yra išvardintos X.25 siūlomos specialiosios paslaugos. Kuomet ryšys yra užmegztas, skambinamasis DTE priima ateinančio skambučio paketą, kuriame yra ta pati adresinė informacija kaip ir CRP.
| 2 lentelė. Specialios X.25 protokolo galimybės. | ||||||||||||||||||
|
Paprastai skambinamasis DTE atsako siųsdamas sujungimo priėmimo paketą, kuris skambinantįjį pasiekia kaip sujungimo įvykdymo paketas. Sujungimas yra nutraukiamas panašiu būdu paeiliui naudojant nutraukimo reikalavimą, nutraukimo nurodymą, DTE nutraukimo patvirtinimą ir DCE nutraukimo patvirtinimą.
Ilgalaikiams sujungimams arba PVC (Permanent Virtual Circuits - ilgalaikės virtualiosios grandinės) nereikia sudaryti sujungimą ar nutraukti jį. Todėl šiuo atveju DTE nenaudoja VC būdingų paketų.
Paketų lygmenyje yra srauto valdymo galimybė, panaši į tą, kuri HDLC protokole yra realizuojama naudojant RR ir RNR paketus. Galinis įrenginys gali perduoti DTE RR ir DTE RNR paketus, o DCE srautą gali valdyti siųsdamas DCE RR bei DCE RNR paketus.
Jei HDLC atveju pakako vienos rūšies pakartotinio nustatymo (reset) komandos, tai paketų lygmenyje reikia turėti daugiau. Taip yra todėl, kad ši operacija gali paliesti arba DTE interfeisą, o tuo pačiu ir visus per jį praeinančius VC, arba tik vieną VC, atitinkantį tam tikrą sujungimą.
18 pav. yra pavaizduotas tinklo, kuriame yra ir PVC, ir VC, 3-iasis sluoksnis. Duomenų srautai tarp tinklo mazgų gali būti tokie intensyvūs, kad VC gali tekti naudotis keliomis fizinėmis grandinėmis. CCITT yra apibrėžusi 2-ajam sluoksniui MLP (Multi Link Protocol - daugiakanalis protokolas), skirtą būtent tokioms situacijoms; kanalų pralaida yra padalijama tolygiai visoms aktyvioms virtualiosioms grandinėms (PVC ir VC).
 |
| 18 pav. 3-asis X.25 sluoksnis: VC ir PVC. |
5. CCITT 7-oji signalizavimo sistema (PSTN ir ISDN).
CCITT 7-oji signalizavimo sistema (SS No.7) yra tarptautinė standartizuota kompiuteriu valdomų telefono stočių signalizavimo sistema. Sistema turėjo tikti sujungimų sudarymui, vadybinės ir priežiūros informacijos perdavimui, įskaitant ir SS No.7, o taip pat dar ir kuriant egzotiškas sistemas, pvz., ISDN ar komutuojamųjų grandinių duomenų perdavimo tinklus. Šiuo metu SS No.7 naudojančias signalizavimo sistemas yra įdiegę daugelyje šalių, nors dažnai nacionalinės versijos gali šiek tiek skirtis. Sistema yra optimizuota signalizavimui naudojant 64 kb/s kanalus, nors SS No.7 gali veikti ir analoginiuose lėtesnių bitų srautų kanaluose, o taip pat ir palydovinio ryšio kanaluose.
SS No.7 yra bendrakanalė signalizavimo sistema, tai yra, vienu bendru kanalu yra perduodama daugelio kitų kanalų signalinė informacija. Tatai labai skiriasi nuo daugumos senesniųjų sistemų, kuriose balsui ir signalizavimui būdavo naudojamas tas pats kanalas.
SS No.7 leidžia signalizavimui naudojamą maršrutą pasirinkti visai kitą nei tą, kuriuo sklinda duomenys ar balsas, taigi signalizavimas nebūtinai yra susietas su konkrečiu kanalu. Tinkle SS No.7 naudoja atskirus kanalus, jų visuma sudaro SS No.7 signalizavimo tinklą.
SS No.7 pranešimų siuntėjai ir gavėjai yra SP (Signalling Points - signalizavimo taškai). Signalizavimo tinklo mazgas (žr. 19 pav.), galintis siųsti SS No.7 pranešimus iš vienos jungties į kitą, yra vadinamas tranzitiniu signalizavimo punktu (STP - Signalling Transfer Point).
 |
| 19 pav. SS No.7 signalizavimo takas. |
5.1. SS No.7 CCITT-ITU-T rekomendacijos
CCITT pradėjo SS No.7 apibūdinimo darbus dar 1976 metais. Nors žymioje šių specifikacijų dalyje, ypač ten, kur kalbama apie tris žemiausiuosius sluoksnius, jau yra pasiektas tam tikras stabilumas, darbo pabaiga dar toli. 1988 m. CCITT paskelbtoje "Mėlynojoje knygoje" (Blue Book) yra net 1000 SS No.7 signalizavimui skirtų puslapių. 3 lentelė padės įsivaizduoti esančių rekomendacijų mastus.
| 3 lentelė. SS No.7 liečiančios CCITT rekomendacijos. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
5.2. SS No.7 ir OSI modelis
Pirmosios SS No.7 specifikacijos buvo orientuotos į sujungimų režimo telefono tinklus. 1976 m., kai CCITT ėmė jas kurti, ISO dar nebuvo pradėjusi darbo su OSI modeliu.
Atsižvelgus į to laiko reikalavimus, buvo pasirinktas keturių lygmenų modelis. Trys žemiausieji lygmenys, sudarantys MTP (Message Transfer Part - pranešimų perdavimo posistemė), vėliau yra naudojami įvairioms vartotojo posistemėms aptarnauti. 1 ir 2 SS No.7 lygmenys atitinka OSI modelio 1 ir 2 sluoksnius.
Trijų neseniai apibrėžtų vartotojo posistemių, t. y. ISDN vartotojo posistemės (ISDN-UP) ir TC (Transaction Capabilities - transakcijos galimybė) posistemės, labui CCITT bandė priderinti SS No.7 architektūrą prie OSI modelio įvesdama papildomą modulį, vadinamą SCCP (Signalling Connection Control Part - signalizavimo jungties valdymo posistemė). Tai leidžia SS No.7 4-ojo lygmens paslaugoms naudoti OSI modelio 3-iąjį sluoksnį (žr. 20 pav.).
 |
| 20 pav. CCITT SS No.7 architektūra. |
Taigi OSI sluoksniai ir SS No.7 lygmenys tarpusavyje yra gerai suderinti.
5.3. Pranešimų perdavimo posistemė (MTP)
MTP sudaro trys lygmenimis vadinamos dalys:
MTP 1 lygmuo apima fizinę ir elektrinę duomenų perdavimo jungties terpę, kreipties į tą jungtį priemones ir sujungimo sudarymo bei nutraukimo galimybes. Skaitmeninėse ryšio sistemose tam yra naudojami 64 kb/s kanalai.
MTP 2 lygmuo pasinaudoja 1 lygmens duomenų perdavimo jungtimi ir užtikrina patikimą bitų perdavimą. MTP 2 yra visiškai palyginamas su 2-uoju OSI sluoksniu ir su LAPB. Atlikdamas nuolatinę jungties patikrą ir naudodamas tam FISU (Fill-in Signal Units - signaliniai užpildymo vienetai), MTP 2 leidžia greičiau aptikti duomenų perdavimo linijoje atsiradusias problemas netgi ir tuomet, kai linija nėra perduodami jokie duomenys (žr. 21 pav.).
 |
| 21 pav. FISU struktūra. |
FISU vienete esantys FSN (Forward Sequence Number - tiesioginės sekos numeris) bei BSN (Backward Sequence Number - atgalinės sekos numeris) yra panašūs į LAPB ar HDLC atveju naudojamus N (S) ir N (R). Kontroliniams bitams (CK) tenka toks pat vaidmuo kaip ir freimo patikros sekai FCS.
LI (Length Indicator - ilgio indikatorius) nurodo tarp LI ir CK esančių oktetų skaičių, todėl šios rūšies blokas yra lygus 0. Pakartotinių perdavimų metu yra naudojami BIB ir FIB (Backward and Forward Indication Bits - atgaliniai ir tiesioginiai indikaciniai bitai).
LSSU (Link Status Signalling Units - grandies būsenos signaliniai vienetai) turi vienam arba dviem lygų LI (žr. 22 pav.); ši vertė priklauso nuo SF (Status Field - būsenos laukas) dydžio.
 |
| 22 pav. LSSU struktūra. |
SF yra naudojamas norint atskirti įvairias LSSU rūšis, pavyzdžiui:
 |
| 23 pav. (MSU) struktūra. |
Paties signalizavimo pranešimo perdavimui yra naudojamas MSU (Message Signal Unit - pranešimo signalo blokas) (žr. 23 pav.). MTP 3 lygmeniui skirta informacija yra SIF (Signalling Information Field - signalizavimo informacijos lauke). Šiuo atveju LI yra lygus 2 arba daugiau. SS No.7 naudojamų pranešimų rūšys yra pateiktos 4 lentelėje.
| 4 lentelė. CCIT Nr.7 pranešimų tipai. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
5.4. Vartotojo posistemės
CCITT yra apibrėžusi šias vartotojo posistemes (žr. 20 pav.):
Tikimasi, jog ateityje gali prireikti (pavyzdžiui, tinklų priežiūrai) ir daugiau vartotojo posistemių. Visas jas bus galima prijungti be jokių komplikacijų.
6. Tarptinkliniai protokolai
Norint sujungti tarpusavyje keletą duomenų paketų perdavimo režime dirbančių tinklų, būtini tarptinkliniai protokolai (internetworkings protocols). Plačiausiai yra naudojami du tokie protokolai: X.75 ir "Interneto" protokolas IP.
X.75 yra skirtas dviejų tinklų, naudojančių X.25, sujungimui. Būtinybė plėsti tinklų veiką už vienos šalies ribų ėmė ryškėti tuomet, kai nacionaliniai bendrieji duomenų tinklai PDN pasiekė brandą. X.25 apibūdina galinio įrenginio (DTE) ir tinklo sąsają. Norėdami sukurti dviejų tinklų interfeisą turime turėti dvi lygiavertes puses siejantį protokolą. Tas protokolas turi būti simetriškas. X.25 protokolas yra skiriamas dvikryptei veikai, todėl simetriška prigimtis yra būdinga didelei šios specifikacijos daliai. Tačiau šiuo protokolu siejamos pusės nėra lygiavertės. Pavyzdžiui, galinis įrenginys neprivalo teikti tinklo informacijos, o tinklo pusė negali žinoti terminalo pusės techninių detalių: taigi X.25 nėra simetriškas.
X.75 naudoja tik simetriškas protokolo X.25 dalis ir turi kai kuriuos specifinius, tarptinklinį jungimą apibūdinančius priedus. Svarbiausias X.75 tikslas yra viename sujungimo režime X.25 protokolo tinkle sudarytą virtualią grandinę VC pratęsti kitame panašiame tinkle. Taigi vartotojui yra suteikiama VC, nusidriekusi per du tinklus. Sujungus daugiau tokios pat rūšies tinklų, VC gali driektis per visus juos. Tatai daro įmanomą tarptautinių duomenų tinklų veiką. Skirtingai nei X.25, protokolas X.75 neleidžia sudaryti PVC, o tik VC.
Situacija darosi labiau komplikuota, kuomet yra jungiami daugelio įvairių rūšių tinklai. Tokių tinklų, kaip skirtingų kompanijų pagaminti LAN ir komutuojamųjų paketų tinklai, jungimui tarpusavyje buvo sukurtas IP protokolas. IP veikia dviejų tinklų interfeise. Buvo pasirinktas besujungiminis protokolas. Pavieniai duomenų paketai, kurių kiekviename yra siuntėjo ir gavėjo adresai, keliauja tinkamiausiu to laiko maršrutu.
Galimybė to paties pranešimo paketams pakeliui į tą patį gavėją keliauti skirtingais maršrutais kelia pavojų, kad paketai gali būti gaunami sumaišyta eile. Todėl reikia dar vieno protokolo, kuris koreguotų panašios rūšies problemas. Pasauliniame kompiuterių tinkle "Internete" naudojamas šio tipo protokolas yra TCP (Transmission Control Protocol - perdavimo valdymo protokolas). TCP - transporto sluoksnio protokolas. Abu kartu, IP ir TCP, yra vadinami IP/TCP protokolu.
El. p.: info@elektronika.lt