1.9 Примеры систем передачи данных
1.9.1 SMDS - Мегабитная система передачи данных с коммутацией
Эта система была разработана фирмой Bellcore для тех пользователей, у которых есть несколько LAN подразделений, территориально разобщенных. Для их соединения либо надо арендовать 6 телефонных линий (рис.1-27(а)), либо поступить так как показано на рис.1-27(b). В последнем случае надо арендовать четыре короткие линии от LAN до SMDS сети точки подключения.
Развитие этой службы идет в направлении вещательной передачи, когда пользователь может определить несколько адресов для доставки пакета. В тоже время если допустить возможность предопределения тех телефонных номеров, от которых можно получать пакеты, пользователи получат прекрасную возможность создания своей индивидуальной сети на основе телефонной службы.
1.9.2 Сети Х.25
Некоторые телефонные сети, особенно в Европе, используют стандарт Х.25, разработанный МКТТ 70-х годах и определяющий интерфейс между сетью с коммутацией пакетов и пользователями, а так же взаимодействие пользователей через сеть передачи данных.
Рекомендации этого стандарта охватывают физический, канальный и сетевой уровни. Они определяют способ передачи цифровых данных по телефонным каналам.
1.9.3 Frame Relay
Ретрансляция кадров (frame relay, FR) - это метод доставки сообщений в сетях передачи данных (СПД) с коммутацией пакетов (в отличие от СПД с коммутацией каналов и сообщений). Первоначально разработка стандарта FR ориентировалась на цифровые сети интегрированного обслуживания (ISDN - Integrated Services Digital Networks), однако позже стало ясно, что FR применим и в других СПД (здесь под данными понимается любое сообщение, представленное в цифровой форме). К числу достоинств метода прежде всего необходимо отнести малое время задержки, простой формат кадров, содержащих минимум управляющей информации, и независимость от протоколов верхних уровней ЭМВОС.
Эту службу можно рассматривать как аренду виртуальной линии, по которой можно передавать пакеты длиной до 1600 байт. Можно заказать постоянную виртуальную линию от одного ко многим. Разница между арендуемой физической линией и виртуальной в том, что по физической линии можно гнать данные с максимальной скоростью целый день, по виртуальной - средняя скорость будет меньше.
Эта служба предоставляет минимальный сервис. Если фрейм поступил с ошибкой, то он просто сбрасывается. Дело пользователя определить какой фрейм пропущен и как его восстановить. В отличии от Х.25 FR не поддерживает уведомлений о доставке и обычного управления потоком.
В настоящее время разработкой и исследованием стандартов FR занимаются три организации:
Frame Relay Forum (FRF) - международный консорциум, включающий в себя свыше 300 поставщиков оборудования и услуг, среди которых 3Com, Northern Telecom, Digital, Cisco, Netrix, Ascom Timeplex, Newbridge Networks, Zilog и др.; American National Standards Institute (ANSI, Американский национальный институт по стандартизации); Международный союз электросвязи (ITU-T).
Любой международный стандарт имеет (и всегда будет иметь) множество прикладных реализаций, что зачастую приводит к несовместимости аппаратно-программных средств разных производителей. Международные организации неоднократно пытались решить данную проблему. Результатом одной из таких попыток (предпринятой FRF) стал проект стандарта, включающего в себя спецификации ANSI, которые обязательны для выполнения членами FRF. В январе 1992 г. этот проект был доработан Техническим комитетом FRF и утвержден собранием членов FRF.
Принятый FRF проект рассматривает только спецификации для постоянных виртуальных каналов (PVC) и интерфейса "пользователь-сеть" (UNI). В него не вошли стандарты для коммутируемых виртуальных каналов (SVC) и интерфейса межсетевого взаимодействия. Однако работа по этим направлениям продолжается и ее результаты найдут свое отражение в новых стандартах FR. Проект FRF не рассматривает и стандарты физических интерфейсов, поэтому при создании сетей FR допускаются различные физические интерфейсы, среди которых V.35, G.703, X.21 и др.
1.9.4 Высокоскоростной ISDN и ATM
Кроме проблем, связанных с быстро растущими требованиями в области сервиса, телефонные компании сталкиваются с еще одной серьезной проблемой - соединений разных сетей. Например, SMDS и FR используют собственные сети с коммутацией пакетов. DQDB - другой пример сети. Связывать и обслуживать все это разнообразие сетей - огромная головная боль. А есть еще кабельное телевидение и т.д. и т.д.
Выход из этого ада - создать единую сеть, обеспечивающую такую высокую скорость передачи, что она будет способна поддерживать любую услугу. Это нельзя сделать быстро за одну ночь. Это очень масштабный проект и он уже начался.
Этот новый сервис передачи данных называется Broadband ISDN - высокоскоростной ISDN. Этот сервис будет поддерживать передачу видео, аудио и цифровых данных высокого качества. Обеспечивать высокоскоростную связь между локальными сетями.
Основной технологией, которая делает возможным реализацию B-ISDN сервиса является АТМ (Asynchronous Transfer Mode) асинхронный способ передачи.
Центральная идея АТМ - передавать данные малыми порциями, фиксированной длины, называемых ячейками. Каждая ячейка имеет 53 байта длину - 48 на данные и 5 на заголовок. Рис.1-29. АТМ это и технология, т.е. не видимая для пользователя, и сервис, т.е. видим для пользователя.
Переход от 100 технологии коммутации каналов, на коммутацию пакетов - это гигантский шаг. Есть много причин почему удобно передавать небольшим пакетами - ячейками:
1.9.5 Эталонная модель B-ISDN АТМ
.Рассмотрим эталонную модель АТМ в том виде, как она представлена в области телефонии. Она представлена на рис.1-30. Эта модель трехмерная. Она состоит из трех уровней: физического, АТМ и уровня адаптации. Сверху пользователь может поместить любое приложение, например, стек TCP/IP.
Физический уровень определяет правила передачи и приема данных в форме потока битов и преобразования их в ячейки. Носителями этого потока могут быть разные среды. АТМ не ограничивает их число.
АТМ уровень отвечает за транспорт ячеек. Он определяет формат ячейки, заголовок, его содержимое. Отвечает за установление и поддержание виртуальных соединений. Управление потоком и перешрузками также сосредоточено здесь.
Уровень адаптации AAL обеспечивает приложениям пользователям возможность работы в терминах пакетов или подобных им единиц, а не ячеек.
Плоскость пользователя отвечает за транспорт данных, управление потоком, исправление ошибок и другие функции пользователя. Плоскость управления отвечает за управление соединением.
Уровни управления уровнем и плоскостью отвечают за управление ресурсами и координацию межуровневых взаимодействий.
Физический уровень и уровень адаптации имеют по два подуровня. Они показаны на рис.1-31.
1.9.6 Сравнение СПД
На рис.1-32 сведены в таблицу основные данные по каждому ранее рассмотренному сервису передачи данных. Почему так много? Все они появились в разное время, под давлением разных потребностей разных категорий пользователей, разрабатывались разными компаниями из разных областей: телефония, цифровые сети, телевизионные сети.