Использование сети Frame Relay в качестве транспортной среды.
Важным преимуществом использования сети FR в качестве транспортной среды (применения кадра FR в качестве базового информационного элемента, в который “вкладывается” пакет сетевого протокола) является то, что сетевые протоколы позволяют достаточно просто строить (конфигурировать) распределенные сети передачи данных (СПД) на основе “физических” FR-соединений. Чтобы добиться этой простоты, необходимо иметь в рамках FR-протокола некоторый уникальный механизм (дополнение к процедурной и логической характеристикам FR-протокола) для идентификации сетевого протокола при передаче пакета, “вкладываемого” в FR-кадр. Главная цель такого механизма — обеспечение корректной доставки адресату сообщения отправителя. Рассмотрим основные положения проекта международного стандарта, разработанного
ANSI .Сущность метода идентификации сетевого протокола при передаче пакета, “вкладываемого” в FR-кадр, заключается в использовании стандартного формата FR-кадра; в поле данных этого кадра имеется специальное поле идентификатора протокола 3-го уровня. В дальнейшем такой FR-кадр будем именовать многопротокольным кадром, включающим в себя следующие поля:
• адресное поле. Имеет стандартный размер 2 октета, но при необходимости может быть увеличено до 3 или 4 октетов;
• идентификатор ненумерованного информационного кадра (ИНИК). Поле кодируется в соответствии с Рекомендацией
• необязательное поле. Отправитель кадра может использовать его для более четкого определения границы заголовка кадра или “выравнивания” размера кадра. Если это поле задействуется (может состоять из нескольких октетов), оно должно иметь только нулевое заполнение;
• идентификатор протокола сетевого уровня (ИПСУ). Поле содержит код сетевого протокола, в соответствии с процедурной характеристикой которого осуществляется передача пакета. Кодирование данного поля соответствует стандартам ANSI и ITU-T — при условии, что все производители примут единую систему идентификации. Если какой-либо сетевой протокол не имеет ИПСУ, определенного стандартами ANSI/IT
U-T, то может быть использован специальный код (шестнадцатеричное “08”), который определен в Рекомендации ITU-T Q.933. Для кодирования ИПСУ могут применять 2 дополнительных двухоктетных поля, которые служат для идентификации протоколов канального и сетевого уровней. Кодирование этих полей определено стандартом ANSI Т 1.617 и Рекомендацией Q.933, что обеспечивает совместимость на нижних уровнях.Более того, возможность использования специального кода (идентификатора) в первом октете указанных полей (октеты 7—10) позволяет идентифицировать уникальные пользовательские протоколы.
|
рисунок 12. Формат многопротокольного кадра. |
Такой формат многопротокольного кадра обеспечивает идентификацию протоколов взаимодействия объединенных локальных сетей (ЛС) и протоколов маршрутизации, определенных стандартами протоколов доступа к ЛС (ПДЛС) Института инженеров в области электротехники и электроники (IEEE). Для идентификации ПДЛС IEEE (заголовок ПДЛС) используются пять октетов, следующих после октета ИПСУ. Заголовок ПДЛС имеет следующее кодирование:
• первые три октета (уникальный идентификатор) определяют организацию, которая кодирует последние два октета;
• последние два октета — идентификатор протокола. Все узлы связи и маршрутизаторы должны распознавать и соответствующим образом интерпретировать поле ИПСУ и заголовок ПДЛС.
|
рисунок 13. Формат многопротокольного кадра, использующего рекомендацию ITU-T для идентификации протокола сетевого уровня. |
Заголовок ПДЛС пригоден как для протоколов маршрутизации в ЛС, так и для протоколов взаимодействия объединенных ЛС. При использовании последних существует дополнительная необязательная функция поля FCS в FR-кадре: в этом поле размещается проверочная последовательность (FCS) корректности пакета, сформированного протоколом управления ЛС и “вложенного” в FR-кадр. Кодирование идентификаторов протоколов взаимодействия объединенных ЛС осуществляется в стандартах IEEE 802.3,802.4,802.5,802.6.
Использование многопротокольного FR-кадра позволяет передавать через межсетевой интерфейс пакеты ЛС, размер которых превышает размер поля данных FR-кадра. В этом случае необходимо иметь устройство доступа, обеспечивающее “разбиение” (фрагментирование) пакетов ЛС на меньшие информационные блоки. Элементарные блоки пакета ЛС должны иметь индивидуальные номера, с помощью которых можно “собирать” (восстанавливать) исходный пакет.
|
рисунок 14. Процедура фрагментирования и формирования FR-кадра. |
Происходит следующее. Сначала устройство доступа добавляет к пакету ЛС пятиоктетный заголовок. Сообщение с “добавленным” заголовком разбивается на блоки меньшей длины, соответствующие по размеру информационному полю кадра FR-сети. Далее маленькие блоки рассматриваются как блоки “чистых” данных, к которым добавились (еще до поступления в сеть) так называемые подзаголовки фрагментирования. Каждый такой блок “вкладывается” в многопротокольный FR-кадр. “Внутреннее содержимое” информационного поля многопротокольного FR-кадра (включая подзаголовки фрагментирования) определяется исключительно протоколами верхних уровней (но не канального).
|
рисунок 15. Формат многопротокольного кадра, "переносящего один из блоков исходного сообщения, которое подверглось делению. |
При фрагментировании исходного сообщения заголовок FR-кадра содержит следующие поля:
• адресное поле. Стандартный формат FR-кадра, размер которого составляет 2 либо (если необходимо) 3 или 4 октета;
• идентификатор ненумерованного информационного кадра. Определяется Рекомендацией ITU-Т Q.922 (аналогичен по значению кадру LMI);
• необязательное поле. Этот октет кодируется значением “00000000” и служит для “выравнивания”, при необходимости, размера кадра;
• ИПСУ. Кодирование представлено в Q.933(ITU-T);
• уникальный идентификатор организации. Имеет постоянный
код (шестнадцатеричныи “00-80-С2”; старший разряд —
восьмой);• идентификатор протокола.
Имеет постоянный код (шестнадцатеричныи “00-OD”; старший разряд — восьмой);
• последовательный номер. Длина поля составляет два октета. Начальное значение этого номера, как правило, выбирается произвольным образом; оно увеличивается при поступлении любого нового целого сообщения, подлежащего фрагментированию. Таким образом, формируется уникальный идентификатор каждого FR-кадра, “переносящего” один из блоков исходного сообщения, которое подверглось делению;
• бит “финал” устанавливается в “1” в FR-кадре, содержащем последний блок исходного сообщения, которое подверглось делению, а в других кадрах — в “О”;
• смещение. Длина поля составляет 11 бит. Значение этого поля определяет логическое смещение конкретного блока относительно первого блока исходного сообщения, подвергшегося делению. Данное значение равняется порядковому номеру байта, перед которым произошло деление исходного сообщения (т. е. байта, ставшего первым в очередном блоке), деленному на 32. Очевидно, что в FR-кадре, “переносящем” первый из блоков исходного сообщения
, эта величина устанавливается в “О”;• данные. Поле содержит заголовок верхнего уровня и данные пользователя. На приемной стороне блоки собираются в исходное сообщение, после чего выполняются процедуры протокола верхнего уровня. Сборка исходного сообщения осуществляется на основе анализа значений смещения, которые передаются в подзаголовке фрагментирования. Если какой-либо кадр теряется в сети, протокол верхнего уровня обнаруживает это по отсутствию одного (или нескольких) блоков исходного сообщения. Тогда
ответственность за восстановление исходного сообщения (путем его перезапроса) полностью ложится на протокол более высокого уровня.
