Tài liệu Chương 17: X-25 pdf

Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 CHƯƠNG 17 X-25 Mạng diện rộng chuyển-gói X-25 được IUT-T phát triển từ 1976, với nhiều lần hiệu chỉnh. Theo nghĩa của chuẩn ITU-T, thì X-25 là giao diện giữa thiết bị đầu cuối dữ liệu (DTE: data terminal equipment) và mạch đầu cuối (DCE: data circuit-terminating equipment) trong các hoạt động đầu cuối trong chế độ gói của mạng dữ liệu công cộng. Hình 1 cho thấy ý niệm tổng quan về X-25. Cho dù X-25 là giao thức end-to-end, nhưng di chuyển của gói xuyên qua mạng lại không được user nhìn thấy. User chỉ nhìn thấy mạng như là một đám mây mà các gói đi xuyên qua để đến DTE nhận. X-25 định nghĩa phương thức mà chế độ gói đầu cuối có thể được kết nối với mạng gói để trao đổi dữ liệu. X-25 định nghĩa các phương thức cần thiết để thiết lập, duy trì, và kết thúc kết nối. Nó cũng một tả tập các dịch vụ, được gọi là các tiện ích, nhằm cung cấp các chức năng như thay đổi ngược (reverse change), gọi trực tiếp, và kiểm soát thời gian trể (delay control). X-26 được xem là giao thức tạo giao diện mạng thuê bao (SNI: subscriber network interface). Nó định nghĩa phương cách mà DTE của user thông tin với mạng và các gói được chuyển qua mạng dùng các DTE ra sao. Nó dùng hướng mạng ảo để chuyển mạch gói (SVC và PVC) và dùng phương pháp TDM không đồng bộ (TDM thống kê) để ghép kênh các gói. I. CÁC LỚP X.25 Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 170 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 Giao thức X.25 định rõ 3 lớp: lớp vật lý, lớp frame và lớp gói (packet). Các lớp này định nghĩa chức năng của các lớp vật lý, kết nối dữ liệu và lớp mạng trong mô hình OSI. Hình 2 minh họa quan hệ giữa các lớp trong X.25 và các lớp trong OSI. LỚP VẬT LÝ Trong lớp vật lý, X.25 chỉ rõ giao thức gọi là X.21 (hay X.21bis), là giao thức đặc biệt đã được ITU-T định nghĩa trong X.25. Tuy nhiên, tương tự như các giao thức lớp vật lý khác, như EIA-232, thì X.25 là đủ hỗ trợ được tốt. LỚP FRAME Trong lớp frame, X.25 cung cấp phương thức điều khiển kết nối dữ liệu theo hướng bit gọi là LAPB (link access procedure, balance), là một tập con của HDLC. Hình 3 cho thấy format tổng quát của gói LAPB. Các trường flag, địa chỉ, điều khiển và FCS là hoàn toàn giống với trường hợp mô tả trong chương giao thức điều khiển kết nối dữ liệu. Tuy nhiên, trong trường hợp này ta có thông tin điểm-điểm và ở chế độ không đồng bộ cân bằng, nên chỉ có hai địa chỉ là 00000001 (dùng cho lệnh từ DTE và đáp ứng do lệnh này) và 00000011 (dùng lệnh từ DCE và đáp ứng do lệnh này). Hình 4 cho thấy phương thức dùng các địa chỉ này trong lớp frame (data link). Ba dạng frame: Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 171 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 Như đã biết thì HDLC (và giao thức con LAPB) có ba dạng frame: I-frame, S-frame và U-frame. I-frame:được dùng để gói gọn các gói PLP từ lớp mạng. S-frame:dùng điều khiển lưu lượng và kiểm tra lỗi trong lớp frame. U-frame:được dùng để thiết lập và dừng kết nối giữa DTE và DCE. Có ba gói được LAPB dùng trong dạng này là SABM (hay ESABM nếu dùng chế độ địa chỉ mở rộng), UA và DISC. Các pha trong lớp frame: Trong lớp frame, thông tin giữa DTE và DCE gồm ba pha: thiết lập kết nối, truyền gói, và kết thúc kết nối. (xem hình 5) Thiết lập kết nối: Kết nối giữa DTE và DCE phải được thiết lập trước khi các gói từ lớp gói được chuyển đi. DTE và DCE đều có thể thiết lập kết nối bằng cách gởi đi frame SABM (set asynchronous balanced mode); bên đáp ứng trả lời bằng frame UA (unnumbered acknoledgment) cho biết là kết nối đã thực hiện xong. Truyền dữ liệu: Sau khi thiết lập kết nối xong, hai phía có thể truyền và nhận các gói lớp mạng (dữ liệu và điều khiển) dùng I-frame và S-frame. Kết thúc kết nối: khi lớp mạng không còn cần đến kết nối nữa, thì chỉ cần một phía gởi frame ngừng kết nối (DISC) để yêu cầu kết thúc kết nối. Phía còn lại chỉ cần gởi frame UA để trả lời. LỚP PACKET Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 172 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 Lớp mạng trong X.25 được gọi là giao thức lớp gói (PLP: packet layer protocol). Lớp này đảm nhiệm việc thiết lập kết nối, truyền dữ liệu và kết thúc kết nối. Ngoài ra, X.25 còn phải tạo ra mạch ảo và thương lượng các dịch vụ mạng giữa hai DTE. Trong khi lớp frame đảm nhiệm việc tạo kết nối giữa DTE và DCE, thì lớp gói chỉ thực hiện kết nối giữa hai DTE (end-to-end connection). X.25 điều khiển lưu lượng ở hai mức (lớp frame và lớp gói). Điều khiển lưu lượng và kiểm tra lỗi giữa (kết nối) DTE và DCE do lớp frame. Điều khiển lưu lượng và kiểm tra lỗi giữa hai DTE (end-to-end) do lớp gói thực hiện. Xem hình 6. Mạch ảo: Giao thức X.25 là mạng mạch ảo chuyển mạch gói. Chú ý là mạch ảo trong X.25 được tạo ra tại lớp mạng (không phải ở lớp kết nối dữ liệu như trong Frame relay hay ATM). Tức là, một kết nối vật lý được thiết lập giữa DTE và DCE có thể mang nhiều mạch ảo tại lớp mạng trong đó mỗi mạch chịu trách nhiệm mang dữ liệu hay thông tin điều khiển, theo mọt ý niệm được gọi là in-band signalling. Hình 7 Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 173 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 Nhận dạng mạch ảo: Mỗi mạch ảo trong X.25 cần được nhận dạng dùng các gói. Bộ nhận dạng mạch ảo trong X.25 được gọi là số kênh logic (LCN: logical channel nember). Khi mạng ảo đã thiết lập giữa hai DTE, thì thường có một cặp LCN: một định nghĩa mạng ảo giữa DTE và DCE tại chổ, và LCN còn lại dùng cho DTE và DCE đối tác. Mục đích là nhằm tạo ra miền LCN local. Điều này cho phép tập các LCN tại mỗi kết nối là bé và tạo ra các trường LCN ngắn. Một global LCN cần một tập LCN lớn và tạo ra trường LCN dài. LCN local cho phép dùng cùng tập LCN này được dùng bởi hai cặp kết nối khác nhau DTE-DCE mà không tạo ra nhầm lẫn. Hình 5 cho thấy LCN trong mạng X.25 X.25 dùng cả hai phương pháp chuyển mạch ảo (PVC và SVC). PVC được thiết lập do các provider mạng X.25 và tương tự như đường thuê trong mạng điện thoại. LCN được nhà cung cấp mạng chỉ định thường trực. Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 174 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 SVC được thiết lập trong mỗi lần thiết lập. Lớp mạng dùng gói điều khiển để thiết lập kết nối. Sau khi kết nối xong, thì cả các kết nối DTE-DCE do LCN chỉ định. Sau khi chuyển xong dữ liệu, thì mạng ảo được ngừng kết nối và LCN không còn giá trị nữa. Chú ý là trong mạng ảo thì việc thiết lập và giải phóng trong lớp mạng không giống như thiết lập kết nối và ngừng kết nối tại lớp frame. Trong trường hợp tiêu biểu, thì có năm trường hợp sau có thể xuất hiện. • Kết nối được thiết lập giữa DTE-DCE tại chổ cùng với DTE-DCE đối tác. • Mạng ảo được thiết lập giữa DTE tại chổ và DTE đối tác. • Dữ liệu được truyền giữa hai DTE. • Mạng ảo được giải phóng • Kết nối được dừng. Các chức năng của LCN: X.25 cho phép đến 4096 (2 12 ) LCN. Hình 9 minh họa các chức năng của LCN. Các LCN một hướng được dùng cho các thông tin simplex, và các LCN hai hướng đường dùng cho thông tin duplex. CÁC PACKET PLP. Hình 10 cho thấy format tổng quát của gói PLP, trong đó gồm ba hay bốn byte header và một trường thông tin tối ưu. Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 175 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 Các trường của header là: • GFI: General format identifier GFI là trường 4 bit. Bit đầu tiên được gọi là bit Q (qualifier: chất lượng), định nghĩa nguồn của thông tin điều khiển; bit 0 cho PLP, bit 1 dùng cho các giao thức cấp cao. Bit D (delivery: phân phát) định nghĩa thiết bị nào nhận gói; 0 cho DCE tại chổ và 1 cho DCE từ xa. Hai bit cuối chỉ thị kích thước của trường chuỗi số. Nếu là 01, thì chuỗi số chỉ có 3 bit-modulo 8 (từ 0 đến 7), nếu là 10, chuỗi số là 7 bit –modulo 128 (0 đến 127). • LCN: Logical Channel Number: LCN là trường 12 bit nhằm nhận dạng mạch ảo được chọn trong một lần truyền dẫn. Giao thức ban đầu định nghĩa một LGCN (logical group channel number) là 4 bit và LCN 8 bit cho một phân cấp bộ nhận dạng mạch ảo, tuy nhiên hiện nay đã kết hợp chung thành một được gọi là LCN. • PTI: Packet Type Identifier: định nghĩa dạng gói. nội dung của trường này khác nhau trong từng gói, và sẽ được thảo luận trong phần dưới đây. Hai dạng gói: Trong mức PLP thì các gói được chia ra thành hai dạng lớn: gói dữ liệu và gói điều khiển. Gói điều khiển, còn có thêm hai format; một được dùng cho các gói RR, RNR, và REJ và format còn lại dùng cho các gói còn lại (xem hình 11). Gói dữ liệu: Được dùng để truyền dữ liệu. Hình 12 cho thấy cấu trúc của gói dữ liệu. Format chung thì đơn giản: một header và trường dữ liệu user. Tuy nhiên tiêu đề (header) thường phức tạp và cần được thảo luận ở đây. Có hai format trong gói thông tin: ngắn (short) và dài (long). Trường PTI Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 176 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 trong gói dữ liệu gồm 4 phần: P(S) và P(R) mang số chuỗi của gói dùng cho điều khiển lưu lượng và kiểm tra lỗi. P(S) có nghĩa là packet sent và cho biết số chuỗi của gói đang gởi đi. P(R) là packet receive và cho biết số chuỗi của gói kế tiếp cần nhận. Trường này dùng phương pháp xác nhận piggypacking cho gói dữ liệu khi cả hai phía đều có dữ liệu cần gởi. Trong dạng short header, thì cả hai trường P(R) và P(S) đều dài 3 bit (mang chuỗi số từ 0 đến 7). Trong long header, thì hai trường này gồm 7 bit (mang chuỗi số từ 0 đến 127). Bị M (more) được dùng để định nghĩa tập các gói thuộc cùng một đơn vị. Bit này là 1 khi có nhiều gói trong một đơn vị (thí dụ, trường hợp bản tin); và là 0 nếu gói là gói cuối cùng. Gói dữ liệu được phân biệt với các gói điều khiển nhờ bit 0 trong LSB của byte thứ ba. Gói RR, RNR, và REJ: RR (receive ready), RNR (receive not ready) và REJ (reject) gồm một tiêu đề với hai bit cuối trong byte thứ ba được thiết lập ở 01. Hình 12 minh họa dạng tổng quát của các gói. Các header thì về cơ bản là giống như trong gói dử liệu chỉ có một khác biệt; do các gói này chỉ được dùng trong điều khiển lưu lượng và kiểm tra lỗi, chúng không mang dữ liệu nên không cần có trường P(S). Tuy nhiên chúng lại có một trường mới, mang code nhằm mô tả mục đích của gói. Các gói này có thể là một trong ba dạng: RR, RNR và REJ và mô tả như sau: • RR (000). Cho biết các thiết bị (DTE hay DCE) đã sẳn sàng nhận thêm gói. Đồng thời cũng là xác nhận của gói dữ liệu thông qua việc cho biết số của gói kế tiếp muôn nhận ở trường P(R). • RNR (001). Cho biết thiết bị không thể nhận gói trong lúc này. Phía đối tác phải ngừng gởi gói ngay khi nhận gói này. • REJ (010). Cho biết có lỗi trong gói được nhận dạng ở trường P(R). Đối tác phải gởi lại tất cả các gói dùng phương thức (go-back-n error recovery). Các gói điều khiển khác. Có thể mang thông tin ngoài header. Tuy nhiên, thông tin chỉ à thông tin điều khiển và không chứa user data. Chi có một kích thước header trong loại này do các gói không chứa các chuỗi số. Trong các gói này, thì hai bit cuối trong byte thứ ba được thiết lập ở 11. Hình 14 minh họa dạng tổng quát của header, thường là cơ bản giống với gói thông tin, trừ việc không có trường P(R) và P(S). Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 177 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 Trường type trong gói điều khiển dài 6 bit và có thể đặc trưng cho 64 chức năng khác nhau. Tuy nhiên chỉ có một số chức năng là được dùng. Bảng 1 cho thấy một số chức năng này. Format gói của nhiều type khác nhau được minh họa trong hình 15. Bảng 1 : Dạng gói điều khiển DTE to DCE DCE to DTE Type Call request Call acceptd Clear request Clear confirm Interrupt Interrupt confirm Reset request Reset confirm Restart request Restart confirm Registration request Incoming call Call connected Clear indication Clear confirm Interrupt Interrupt confirm Reset indication Reset confirm Restart indication Restart confirm Registration confirm 000010 000011 000100 000101 001000 001001 000110 000111 111110 111111 111100 111101 • Call request/incoming call. Gói này được dùng để yêu cầu thiết lập kết nối giữa hai DTE. Call request đi từ DTE tại chổ đến DTE đối tác. Incoming call đi từ DCE đối tác đến DTE đối tác. Ngoài header, các gói này còn chứa các trường cho biết độ dài của địa chỉ, địa chỉ của các DTE, độ dài của các tiên ích khác và các thông tin optional như là log- Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 178 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 on code và các thông tin truy cập cơ sở dữ liệu. Các tiên ích là các dịch vụ phụ thêm (optional) tức là contractual hay per call. Các tiện ích này được thỏa thuận giữa user và nhà cung cấp. Contractual option có thể bao gồm các dịch vụ như incoming call barred, outgoing call barred, tham số nhằm dàn xếp điều khiển lưu lượng, fast select acceptance, và D-bit modification. Per call option có thể bao gồm dàn xếp kiểm soát lưu lượng, fast select, và reverse charging. • Call acceptance/call connected. • Clear request/clear indication. • Clear confirm. • Interrupt. • Interrupt confirm. • Clear interrupt. • Reset request/ reset indication. • Reset confirm. • Restart request/ restart indication. • Restart confirm. • Registration request. • Registration confirm. II. CÁC GIAO THỨC CÓ LIÊN QUAN ĐẾN X.25 Các giao thức trong X-series đều có liên quan đến X.25. Ta chỉ thảo luận một số. Giao thức X.121. Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 179 [...]...Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 Do X.25 không định nghĩa tường minh các type của dạng định địa chỉ toàn cục (global addressing) trong quá trình thiết lập cuộc gọi để truy cập DTE đối tác ( trước khi thiết lập mạng ảo) ITU-T . Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 CHƯƠNG 17 X-25 Mạng diện rộng chuyển-gói X-25 được IUT-T phát triển từ 1976, với nhiều. Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 176 Bài giảng: Truyền số liệu Chương 17: X-25 trong gói dữ liệu gồm 4 phần: P(S) và P(R) mang số chuỗi của gói dùng cho