Sieci rozległe WAN – standardytelekomunikacyjne - wprowadzenie

Ryszard Wiatr

Przedmiot: Sieci komputerowe

Wykład 9

Elementy składowe sieci rozległych WAN:

urządzenia transmisji

sprzęt komunikacyjny (CSU/DSU)

adresowanie międzysieciowe

protokoły rutingu

Urządzenia transmisji

nośniki używane do transportu sygnałów biegnących przez sieć do ich miejsc docelowych

kable koncentryczne

skrętka 2-żyłowa

kable światłowodowe

fale radiowe

urządzenia transmisji w WAN określane są często ze względuna częstotliwości ich zegarów i strukturę ramek

Urządzenia transmisji

Urządzenia komutowania obwodów Urządzenia komutowania pakietów

Linie dzierżawione

ISDN

Switched 56

X.25

Frame Relay

ATM (komutowanie komórek)

Topologia liniowa

Ruter

Ruter Ruter

Topologia pierścienia

Ruter

Ruter Ruter

Ruter

Topologia gwiazdy

Ruter

Ruter RuterRuter

Topologia oczek pełnych

Ruter

Ruter

Ruter

Ruter

Topologia oczek częściowych

Ruter

Ruter

Ruter

Ruter

Topologia dwuwarstwowa

Ruter

Ruter Ruter

Ruter

Ruter Ruter

Topologia trójwarstwowa

Ruter

Ruter Ruter

Ruter

Ruter Ruter

Ruter Ruter

Ruter Ruter

Ruter

Ruter Ruter

Ruter

RuterRuter

Ruter Ruter

Topologia hybrydowa

Sieci ATM - Asynchronous Transfer mode

Bardzo duża szybkość przesyłania danych

Realizacja wielu usług - przesyłanie danych, dźwięków i obrazów

Przesyłanie danych w komórkach - ramkach o stałej długości:

53 oktety komórki:5 oktetów - nagłówek48 oktetów - dane

Łącznica ATM

komputery

komputery

komputer

Przewóddo łącznicy

Przewódod łącznicy

Para światłowodów

1 łącznica ATM - od 16 do 32 komputerów

Łącznice ATM

Łącznica ATMŁącznica

ATMŁącznica

ATM

NNI lub UNI międzyłącznicami ATM

UNI między komputerema łącznicą ATM

NNI - Network to Network InterfaceUNI - User to Network Interface

Połączone łącznice ATM tworzą dużą sieć

System łącznic ATM

Z punktu widzenia komputerów ATM daje złudzenie jednorodnej sieciKażdy komputer może połączyć się z dowolnym innym komputerem

Modele połączeń ATM:

SVC - komutowany obwód wirtualny (Switched Virtual Circuit)

- przypomina zwykłe połączenie telefoniczne- system sygnalizacji zestawia ścieżkę od komputera żądającego

połączenia do komputera odległego- każda łącznica ATM sprawdza wzdłuż ścieżki jakość połączenia

PVC - stały obwód wirtualny (Permanent Virtual Circuit)

- administrator używa łącznicy do ręcznego zestawienia połączenia

8 bitów 16 bitów

Pole VPI Pole VCI

24-bitowy identyfikator połączenia

VPI (Virtual Path Identifier) - identyfikator ścieżki wirtualnejVCI (Virtual Circuit Identifier) - identyfikator obwodu wirtualnego

Sieci ATM

24-bitowy identyfikator połączenia stosowany w interfejsach UNI, składa się z częściidentyfikującej ścieżkę wirtualną i części identyfikującej obwód wirtualny

CRC

Kontrola przepływu VPI (pierwsze 4 bity)

Typ zawartości Prio

VPI (ostatnie 4 bity) VCI (pierwsze 4 bity)

VCI (środkowe 8 bitów)

VCI (ostatnie 4 bity)

5-oktetowy nagłówek komórki ATM w interfejsie UNIBezpośrednio po nagłówku następują dane

Sieci ATM

0 1 2 3 4 5 6 7

Sterownik urządzenia

Warstwa adaptacyjna

Transport komórek

Łącze optyczne

Oprogramowanie komputera

Karta interfejsu

Światłowód

Schemat organizacji interfejsu ATM i przepływu danych

Warstwa adaptacyjna przekształca dane na komórki i gromadzi dane z odbieranych komórek

Od 1 do 65535 oktetów danych 8 oktetów końcówki

8 bitów UU 8 bitów CPI 16 bitów długości 32 bity sumy kontrolnej ramki

Format pakietów używanych przez warstwę adaptacyjną AAL5

Sieci ATM

Sieci ATM

Segmentacja i składanie ATM

AAL5 nadawcy dzieli pakiet danych napływający od oprogramowania na bloki o długości48 oktetów, generuje blok kontrolny i przesyła każdy blok w 1 komórce

AAL5 u odbiorcy składa przychodzące komórki z powrotem w pakiet

Zbieżność - rozpoznawanie końca pakietu:najmłodszy bit pola „typ zawartości” nagłówka komórki ATM zaznacza ostatnią komórkępakietu - bit końca pakietu

Sieci ATM

Przy przesyłaniu datagramów w sieci ATM oprogramowanie TCP/IPwysyła cały datagram za pomocą warstwy adaptacyjnej AAL5.

Pomimo, że warstwa adaptacyjna może przysyłac pakiety o długości do 64 kilooktetów(bo pole „długość” ma 16 bitów), to standard TCP/IP ogranicza MTU do 9180 oktetów.

IP musi więc fragmentować dłuższe datagramy przed przekazaniem ich do AAL5

Kapsułkowanie datagramów IP w ATM

Sieci ATM Typy pakietów i multipleksowanie

Blok kontrolny AAL5 nie zawiera pola typu. Określenie, przez jaki protokółobwód będzie wykorzystany, odbywa się na 2 możliwe sposoby:

- dwa komputery na końcach obwodu wirtualnego z góry ustalają, że obwód będziewykorzystany przez określony protokół (np. wyłącznie datagramy IP)

- komputery na końcach obwodu wirtualnego uzgadniają z góry, że niektóre oktetyobszaru danych będą wykorzystane jako pole typu:

LLC (AA.AA.03) OUI1 (00.00)

Datagram IP

OUI2 (00.00) Typ (08.00)

.......

Nagłówek LLC/SNAPTyp: wartość 08.00 wskzuje na datagram IP zakapsułkowany w ramce EthernetuJednoznaczny identyfikator organizacji:OUI: wartość 00.00.00 identyfikuje organizację odpowiedzialną za standardy EthernetLLC - Logical Link ControlSNAP - Subnetwork Attachment Point

1 16 31

Sieci ATM

SIEĆ ATM

A

H

B C

D

G F E

Komputery w sieci ATM podzielone na dwie logiczne podsieci IPLIS (Logical IP Subnet)

Logiczne sieci IP

Adres ATM nadawcy (oktety 0-3)Adres ATM nadawcy (oktety 4-7)

Adres ATM nadawcy (oktety 8-11)Adres ATM nadawcy (oktety 12-15)Adres ATM nadawcy (oktety 16-19)

Adres ATM odbiorcy (oktety 0-3)Adres ATM odbiorcy (oktety 4-7)

Adres ATM odbiorcy (oktety 8-11)Adres ATM odbiorcy (oktety 12-15)Adres ATM odbiorcy (oktety 16-19)

Adres protokołowy nadawcy

Adres protokołowy odbiorcy

Typ sprzętu (0x0013) Typ protokołu (0x8000)Dł. Nad. (20) Dł2 nad. (0) OperacjaDł. P. Nad (4) Dł. Odb. (20 Dł2 Odb. (0) Dł. P. Odb. (4)

Sieci ATM Format pakietu ATMARP

0 8 16 24 31

Pole Operacja: Kod Znaczenie

1 Prośba ATMARP2 Odpowiedź ATMARP8 Odwrócona prośba ATMARP9 Odwrócona odpowiedź ATMARP10 Negatywna odpowiedź ARP

Sieci ATM

0 Typ Długość adresu w oktetach

Kodowanie typu i długości adresu ATM w polu o długości 8 bitów.Bit 1 wskazuje typ adresu:

wartość 1 - adres ma format NSAP (20 oktetów)wartość 0 - adres ma format E.164 (8 oktetów)

0 1 2 3 4 5 6 7

Pakiet ATMARP

Sieci ATM

Odwrócony protokół ATMARP służy do znajdowania adresów,gdy są używane obwody PVC. Komputer korzystający z tegoprotokołu musi znać wszystkie skonfigurowane stałeobwody wirtualne

Dwa komputery połączone stałym obwodem wirtualnymdowiadują się o swoich wzajemnych adresach IP i ATMza pomocą odwróconego ATMARP.

Jeden komputer wysyła odwrócona prośbę ATMARP, na którą odpowiada drugi komputer.

Sieci ATM

W wypadku połączeń SVC, mechanizm ATMARP wymaga istnienia w każdejsieci logicznej LIS serwera ATMARP odwzorującego adresy IP na ATM i przechowującego te odwzorowania.

Każdy komputer lub ruter w sieci LIS musi zarejestrować swój adres IPi odpowiadający mu adres ATM w bazie danych serwera ATMARP tej sieci LIS.Rejestracja następuje automatycznie po utworzeniu obwodu wirtualnegołączącego komputer z serwerem, gdyż serwer wysyła odwróconą prośbęATMARP, na którą komputer musi odpowiedzieć.

Sieci ATM

Odświeżanie informacji o wiązaniach w serwerze ATMARP:

Wiązanie jest po zarejestrowaniu w pamięci serwera ATMARP przechowywane 20 min.Po 20 minutach serwer sprawdza taka pozycję.Jeżeli nie jest połączony obwodem wirtualnym z komputerem, który przysłałwiązanie, to usuwa tę pozycje z bazy danych.Jeżeli jest nadal połączony , to próbuje odświeżyć tę pozycję, wysyłającodwrotną prośbę ARP.Jeżeli odpowiedź zawiera takie samo wiązanie, to serwer czeka następne 20 minut.Jeżeli inne - serwer zamyka obwód wirtualny i usuwa pozycję z bazy danych.

DTE (Ruter) DCE FDDIDCEDTE (Ruter) DTE (Ruter)

DTE (Ruter)

DCE

SiećX.25

Elementy sieci X.25

DCE - przełącznik sieci X.25