Принцип установления виртуальных каналов в сети Х.25

ГЛАВА 6. Информационные процессы на сетевом уровне сети X.25

Третий (сетевой) уровень выполняет функцию коммутации пакетов сети передачи данных стандарта МСЭ-Т Х.25. Описание принципа коммутации пакетов приведено в главе 2. Сетевой уровень Х.25 соответствует функции третьего уровня OSI – коммутация (маршрутизация) блока данных (в случае Х.25 – пакета данных “Д”). На сетевом уровне протокол Х.25/3 обеспечивает установление соединений по таблицам маршрутизации в центрах коммутации на основании физических адресов оконечных адресов отправителя и получателя. Во время процедуры установления виртуального соединения формируется таблица маршрутизации по логическим адресам. Такое виртуальное соединение называется коммутируемым виртуальным каналом КВК (SVC – Switched Virtual Circuit). Эти логические адреса на каждом узле коммутации содержат уникальные логические канальные номера LCN (Logical Channel Number). Протокол такого виртуального соединения стандарта Х.25 обеспечивает мультиплексирование, т.е. через один физический канал связи второго уровня может быть установлено много виртуальных соединений. Мультиплексирование позволяет экономично использовать пропускную способность каналов связи.

Виртуальные соединения отличаются друг от друга уникальными логическими канальными номерами (LCN – Logical Channel Number). В качестве примера покажем установление двух виртуальных соединений (рис. 6.1). Здесь показано установление двух виртуальных соединений: одного между оконечными станциями Н1- Н2, другого между оконечными станциями Н3 – Н4. Коммутация пакетов в ЦКП производится по физическим адресам отправителя и получателя. На рисунке показано установление LCN. Центр коммутации пакетов Х.25 ЦКП(А) может отличить пакеты, поступающие от Н1 и Н3 (номера LCN у них одинаковые и равны 1), так как эти пакеты поступают в ЦКП(А) по разным физическим линиям. Следующий за ним ЦКП(С) различить эти пакеты не может. Поэтому, для того, чтобы различить виртуальные соединения Н1 - Н2 и Н3 - Н4 в заголовке пакета первого виртуального соединения устанавливается уникальное в этом центре LCN=19, а в заголовке пакета второго соединения другое уникальное LCN=144. На выходе ЦКП(С) в заголовке пакета первого соединения устанавливается уникальное для этого центра LCN=73, а в заголовке пакета второго виртуального соединения другое уникальное LCN=75. Аналогичная процедура выполняется в последнем ЦКП(Е). Таким образом, на одних и тех же участках сети ЦКП(А)-ЦКП(С)-ЦКП(Е) передаются пакеты двух разных виртуальных каналов ВК.

Рис. 6.1. Пример установления виртуальных соединений

КВК устанавливается автоматически с помощью служебных пакетов. Описание установления КВК приводится ниже.

Сеть Х.25 обеспечивает так же возможность установления виртуального соединения - постоянный виртуальный канал ПВК (PVC – Permanent Virtual Circuit). Логические канальные номера LCN в таблицах маршрутизации ПВК устанавливаются оператором сети, т.е. отсутствует обмен служебными пакетами по установлению виртуального канала. Необходимость в таких каналах возникает у пользователей, которые нуждаются в постоянном соединении между ними. При большой интенсивности потоков предпочтительно использовать ПВК, который является более дешевой альтернативой арендованному каналу.

Основным недостатком ПВК является его низкая надежность, так как сеть не позволяет быстро и безошибочно восстановить соединение между пользователями при неисправности звена данных (канала связи) между ЦКП. Режим коммутируемого виртуального канала КВК используется в тех случаях, когда информация передается между многими пользователями, а сеансы связи не частые или кратковременные. Применение в этих случаях ПВК означало бы установление соединений между всеми пользователями и необходимость производить оплату бездействующих соединений. На рис. 6.2 приведена иллюстрация мультиплексирования нескольких виртуальных каналов в один канал связи между ЦКП. Здесь через ВК1 обозначен виртуальный канал, соединяющий абонентов 1 и 1*, через ВК2 обозначен виртуальный канал, соединяющий абонентов 2 и 2*, через ВК3 обозначен виртуальный канал, соединяющий абонентов 3 и 3*, через ВК4 обозначен виртуальный канал, соединяющий абонентов 4 и 4*. На участке между ЦКП4 и ЦКП5 проходят все эти виртуальные каналы.

Рис. 6.2. Мультиплексирование виртуальных каналов

На рис. 6.3 приведены два виртуальных канала (КВК или ПВК), проходящие через три ЦКП. В первом виртуальном канале (КВК1 или ПВК1), изображенном сплошными линиями:

· логический канальный номер LCN в заголовке входящего пакета в ЦКП1 –равен 5, в заголовке исходящего пакета – 3503;

· в ЦКП2 соответственно 3503 и 1510;

· в ЦКП3 соответственно 1510 и 2301.

Во втором виртуальном канале (изображенном пунктирными линиями):

в ЦКП1 - 2020 и 1500; в ЦКП2 - 1500 и 835; в ЦКП3 - 835 и 4001.

Рис. 6.3. Прохождение пакетов двух виртуальных каналов через несколько ЦКП

Для того чтобы обеспечить индивидуальность виртуального канала, номер LCN в заголовке исходящего из ЦКП пакета должен быть уникальным. Это обеспечивается программным способом при установлении ВК с использованием свободного номера, не задействованного в этом ЦКП никаким другим соединением.

Рассмотрим информационные процессы коммутируемого виртуального канала. На рис. 6.4 приведен пример сети Х.25 с вычислительными средствами ЦКП1 и ЦКП2. Каждый из этих ЦКП состоит из центрального процессора (Цпр), выполняющего функции сетевого уровня и канальных процессоров, выполняющих функции канального уровня (Kпр).

Как видно из рисунка, канальные процессоры Kпр1, Kпр2, Kпр3 ЦКП1 и ЦКП2 взаимодействуют с центральным процессором Цпр своего ЦКП и процессорами оконечных станций (Пр). Канальные процессоры Kпр4, Kпр5, Kпр6 взаимодействуют с центральным процессором Цпр своего ЦКП и канальными процессорами смежных ЦКП.