Systemy i Sieci Radiowe

Transkrypt

1 Systemy i Sieci Radiowe Wykład 6 Protokoły część 1 Program wykładu Model ISO - OSI ISDN V5 ATM 1

2 Model referencyjny OSI ISO OSI (Open Systems Interconnection) Zaakceptowany w roku 1984 jako standard dla architektur komunikacyjnych Umożliwienie połączeń sieciowych bez konieczności przeprojektowywania systemów Opisowy schemat sieci większa kompatybilność i współpraca między różnymi technologiami Model OSI opisuje przepływ informacji od aplikacji poprzez medium transmisyjne do innej aplikacji w innej sieci Model referencyjny OSI Warstwy Warstwy spełniają ściśle zdefiniowane funkcje Granice pomiędzy warstwami minimalny wzajemny wpływ warstw niezależne projektowanie warstw Warstwa zawiera łatwo definiowalne funkcje modyfikacje protokołów warstw bez wpływu na inne warstwy Granice między warstwami umożliwiają prowadzenie standaryzacji Miejsce powstania warstwy przesłanie danych wymaga osobnego poziomu abstrakcji Liczba warstw dostatecznie duża aby precyzyjnie opisać ich funkcje na tyle mała, by model nie był zbyt rozbudowany 2

3 Model referencyjny OSI Model warstwowy Siedem warstw specyficzne funkcje w sieci mniejsza złożoność (funkcje przeniesione do osobnych warstw) Każda warstwa interfejs do warstwy wyższej komunikacja z odpowiadającymi jej na innych komputerach Zadania warstw transportu, sieci, łącza i fizyczna - przepływ danych aplikacji, prezentacji i sesji - usługi do aplikacji Model OSI Warstwy 3

4 Model referencyjny OSI Warstwa aplikacji Najbliższa do użytkownika Udostępnianie aplikacjom użytkownika usług sieciowych Zadania Ustanawianie połączenia, sprawdzanie dostępności Synchronizacja i procedury kontroli błędów i integralności danych Charakter Nie udostępnia interfejsu do innych warstw, tylko poza modelem OSI Bezpośredni dostęp dla aplikacji używania zasobów sieciowych Reprezentowana prze API, interfejsy udostępniane przez sterowniki ODBC Model referencyjny OSI Warstwa prezentacji Zapewnia odpowiedni format dla danych z warstwy aplikacji Ustanawia format wykorzystywany do wymiany danych pomiędzy komputerami Tłumaczenie pomiędzy różnymi formatami danych wspólny format danych Kodowanie i kompresja danych Przykłady JPEG, MPEG, ASCII, HTML, 4

5 Model referencyjny OSI Warstwa sesji Definiuje (rozpoczęcie, kontrola i zakończenie) sesję pomiędzy aplikacjami Kontrola i zarządzanie dwukierunkowych wiadomości Rozpoznawanie nazw i inne funkcje niezbędne do komunikacji przez sieć, synchronizacja konwersacji i zarządzanie wymianą danych Uzgodnienia pomiędzy procesami regulacja nadawania i odbioru, efektywny transfer danych Przykłady: SQL, ASP(AppleTalk Session Protocol). Model referencyjny OSI Warstwa transportowa Regulacja przepływu informacji zapewnienie właściwej łączności pomiędzy aplikacjami Segmentacja danych od nadawcy, złożenie w strumień po stronie odbierającej dane Zapewnienie transmisji bez błędów, w kolejności, bez strat lub powtórek, podział na pakiety, wysyłanie potwierdzeń Przykłady TCP oraz UDP 5

6 Model referencyjny OSI Warstwa sieciowa Definiuje dostarczanie pakietów Definiuje adresowanie logiczne (identyfikacja elementów docelowych) Definiuje i zarządzanie operacjami routingu Fragmentacja pakietów, dopasowywanie do medium transmisyjnego Przykłady: IP, IPX, AppleTalk. Model referencyjny OSI Warstwa łącza danych Zapewnia dostęp do medium i niezawodny transfer danych przez łącze fizyczne (adresowanie MAC) Wykorzystanie adresów sprzętowych bądź adresów łączy do dzielenia dostępu Powiązane z topologiami sieci, dostępem, notyfikacją błędów, kolejnością dostarczania pakietów oraz kontrolą przepływu Przykłady: Ethernet, Frame Relay, FDDI. 6

7 Model referencyjny OSI Warstwa łącza danych - podwarstwy Podwarstwa MAC Protokoły dostępu do medium Definicje funkcjonowanie sieci Logiczne topologie i zasady komunikacji Adresowanie fizyczne Podwarstwa LLC Synchronizacja ramek Kontrola przepływu Kontrola błędów Model referencyjny OSI Warstwa fizyczna Zależna od charakteru kanału komunikacyjnego Definiuje elektryczne, mechaniczne, proceduralne oraz funkcjonalne specyfikacje dla nawiązywania, utrzymywania i zrywania połączeń fizycznych Przykłady: EIA/TIA-232, RJ45, 7

8 Model referencyjny OSI Warstwy - zestawienie Warstwa aplikacji (transfer plików,transfer zadań, wymiana komunikatów) Warstwa prezentacji (konwersja formatu danych) Warstwa sesji (zarządzanie dialogiem pomiędzy aplikacjami, wymiana komunikatów) Warstwa transportu (przesyłanie wiadomości, segmentacja, kontrola błędów) Warstwa sieci (routing, adresowanie, zestawianie i rozłączanie połączeń) Warstwa łącza (niezawodna transmisja pomiędzy węzłami) Warstwa fizyczna (interfejsy mechaniczne i elektryczne) ISDN Integrated Services Digital Network System telefonii cyfrowej oraz transmisji danych. Zestawianie połączeń cyfrowych w dowolnych relacjach punkt-punkt, wykorzystując kanały o przepustowości 64 kb/s). Dwa typy łączy ISDN: Basic Rate Interface (BRI) Primary Rate Interface (PRI). 8

9 ISDN Topologie ISDN Warstwa fizyczna Warstwa fizyczna ISDN jest zdefiniowana przez ITU. Interfejs BRI - 2-przewodowe połączenie cyfrowe 160kb/s (styk U). Modulacje 2B1Q plus tłumienie echa. 9

10 ISDN Format ramki Każda ramka styku U ma długość 240 bitów (1.5 ms 160 kb/s). Ramka składa się z: Nagłówka - 16 kb/s Kanału D - 16 kb/s 2 kanałów B po 64 kb/s kb/s Pola synchronizacji 18 bitów Pola utrzymania 6 bitów Dane przesyłane w superramkach złożonych z 8 ramek 240-bitowych (1920 bitów, 240 oktetów). ISDN Konfiguracje 10

11 ISDN Usługi Usługi podstawowe Usługi dodatkowe Protokół V5 Ewolucja sieci dostępowej: koncentracja łączy 11

12 Protokół V5 Ewolucja sieci dostępowej: sygnalizacja firmowa Protokół V5 Ewolucja sieci dostępowej: sygnalizacja firmowa 12

13 Protokół V5 Interfejs standardowy V5 - interfejs pomiędzy centralą telefoniczną a siecią dostępową zaprojektowany dla usług wąskopasmowych Protokół V5 Interfejsy uŝytkownika wspierane przez V5 PSTN: Analogowa sieć telefoniczna wraz ze specyficznymi usługami ISDN: Basic Access (BA), Primary Access (PRA) Łącza dzierżawione 13

14 Protokół V5 Rodzaje interfejsów V5 V5.1 Kanały transmisyjne na stałe przypisane do portów użytkownika koncentracja nie jest możliwa Jeden styk V5.1 używa jednego łącza 2 Mbit/s Obsługa 30 portów PSTN Obsługa 15 portów ISDN BA kombinacja obu typów portów Styk V5.1 opisuje norma ETS (ITU-T G.964). Protokół V5 Rodzaje interfejsów V5 V5.2 Kanały dynamicznie przydzielane interfejsom użytkownika możliwa koncentracja Jeden styk V5.2 do 16 łączy Mbit/s. Maksymalna liczba portów użytkownika uzależniona od współczynnika koncentracji obsługiwane są porty PSTN, ISDN-BA, ISDN-PRA oraz łącza dzierżawione. Interfejs V5.2 opisuje normaets (ITU-T G.965). 14

15 Protokół V5 Styk V5.2 - usługi Usługi komutowane Usługi stałe PSTN ISDN-BA ISDN-PRA(V5.2) Pół-stałe łacza dzierżawione (SPLL): SPLL - łącza dzierżawione na stałe skonfigurowane w ramach styku V5. Stałe łącza dzierżawione: nie są częścią styku Protokół V5 Model odniesienia multiplekser dostępowy 15

16 Protokół V5 Charakterystyka Zalety Standardowy interfejs pomiędzy centralą a siecią dostępową, umożliwiający niezależny wybór dostawców i konkurencję Oszczędność czasu i pieniędzy Zmniejszenie liczby central. Koncentracja ruchu i ochrona połączeń poprawia jakość sieci. Wada Skomplikowany protokół trudny do implementacji. Platforma ATM Historia W latach pierwsze prace w ramach ITU Cel - opracowanie standardu bazującego na transmisji światłowodowej, dostosowanego do realizacji różnorodnych usług zintegrowanych (B-ISDN) W 1996 roku ATM Forum - zasadniczy zbiór zaleceń, obejmujących migrację w kierunku sieci multimedialnych (Anchorage Accord) Zdefiniowano model odniesienia i trzy zasadnicze płaszczyzny: płaszczyznę użytkownika płaszczyznę sterowania płaszczyznę zarządzania 16

17 Platforma ATM B-ISDN model odniesienia Platforma ATM B-ISDN funkcje 17

18 Platforma ATM Format komórki ATM Platforma ATM Format komórki ATM ATM - technika transmisji informacji przy użyciu krótkich pakietów o długości 53 bajtów (5 bajtów nagłówka i 48 bajtów danych) Ruch komórek w sieci kierowany na podstawie zawartości nagłówka Dane są wstawiane do komórek przy wykorzystaniu warstwy AAL, umożliwienie transmisji różnych usług przy użyciu tego samego formatu 18

19 Platforma ATM Format komórki ATM AAL nie jest procesem sieciowym zadaniem sieci - kierowanie komórek na podstawie informacji zawartej w nagłówku Warstwa AAL wykorzystuje do 4 bajtów danych 5 standardowych typów AAL: AAL1 -CBR -Constant Bit Rate (time sensitive) -np. głos AAL2 -VBR -Variable Bit Rate (time sensitive) -np. MPEG video AAL3/4 -transmisja danych w trybie połączeniowym i bez AAL5 -uproszczona wersja AAL3/4 - łączenie LAN Platforma ATM Kategorie aplikacji i usług Constant Bitrate (CBR) Stała przepływność ciągle dostępna Zdefiniowane opóźnienie Real-time Variable Bit Rate (rt-vbr) Aplikacje czułe na opóźnienia Ściśle określone opóźnienia i odchyłki Zmienne przepływności 19

20 Platforma ATM Kategorie aplikacji i usług Non-real time Variable Bit Rate (nrt-vbr) Charakterystyka według spodziewanego ruchu QoS Maksymalna, utrzymywana lub średnia przepływność Unspecified Bit Rate (UBR) Aplikacje tolerujące straty i różnicowane opóźnienia Available Bit Rate (ABR) Zdefiniowane peak cell rate (PCR) and minimum cell rate (MCR) Zasoby przydzielane w celu zapewnienia przynajmniej MCR Platforma ATM Mapowanie usług klasy usług AAL 20

21 Platforma ATM Obszary zastosowań (1) Platforma ATM Obszary zastosowań (2) 21

22 Typ1: punkt-punkt Platforma ATM Konfiguracje sieci Typ 2: punkt-wielopunkt (broadcast/multicast) Typ 3: wielopunkt-punkt Typ 4: wielopunkt-wielopunkt Platforma ATM Warstwy 22

23 Platforma ATM Multipleksacja Platforma ATM QoS - kolejkowanie Mechanizmy kolejkowania muszą zapewnić priorytet danych czasu rzeczywistego oraz kontrolę opóźnień 23

24 Platforma ATM Interfejsy Platforma ATM Komutacja ścieŝek i łączy wirtualnych 24

25 Platforma ATM Rodzaje połączeń ATM PVC (Permanent Virtual Circuit) Platforma ATM Rodzaje połączeń ATM SVC (Switched Virtual Circuit) 25

26 Platforma ATM ATM a TDM (SDH) Komutacja kanałów: zawsze tryb połączeniowy kanał jest oddany do wyłącznej dyspozycji komunikujących się stron przez cały czas trwania połączenia koncentracja ruchu możliwa np. w oparciu o protokół V5.2 Transmisja głosu Przepływność stała w czasie Koncentracja ruchu w oparciu o dynamiczną alokację kanałów (np. V5.2) Relatywnie mały współczynnik koncentracji(typ. 1 : 4...8) Platforma ATM ATM a TDM (SDH) Komutacja pakietów: tryb połączeniowy lub bezpołączeniowy kanał komunikacyjny jest tworzony i oddany do wyłącznej dyspozycji komunikujących się stron koncentracja ruchu możliwa np. w oparciu o multipleksowanie statystyczne Transmisja danych Przepływność silnie zmienna w czasie Koncentracja ruchu oparta o multipleksowanie statystyczne Współczynnik koncentracji uzależniony od usług (QoS) Możliwy bardzo duży współczynnik koncentracji (np. 1 : 100) 26

27 Platforma ATM ATM a TDM (SDH) Platforma SDH multipleksacjatdm stałe przepływności -średnie wykorzystanie 20-40% kontenery wirtualne transmitują informację w układzie punkt-punkt skomplikowane planowanie i zarządzanie siecią Platforma ATM ATM a TDM (SDH) 27