Рекомендации по протоколам в сетях с коммутацией пакетов

Для больших стохастических систем с распределенными ресурсами, к которым относятся сети передачи информации АСУ, характерным является повышение эффективности с ростом масштабов системы и числа замыкающихся на нее пользователей. Исходя из этого оптимальной при соответствующей организации является единая сеть, обеспечивающая обмен информацией в интересах различных по назначению и принадлежности АСУ. Создание такой общегосударственной сети является генеральной концепцией развития передачи данных у нас в стране. В то же время практическое развитие систем телекоммуникационного доступа в силу ряда объективных причин идет по пути создания локальных и ведомственных сетей. Отсутствие общих рекомендаций и единых предпосылок, а также различие в требованиях ik таким сетям зачастую приводят к использованию при проектировании несогласованных принципов и алгоритмов, что не позволяет или затрудняет их объединение.

В связи с этим наряду с рассмотрением проблем сопряжения различных существующих сетей между собой предусматривается использование определенных стандартов и рекомендаций при системном проектировании новых сетей. В части структуры функционального программного обеспечения системных протоколов ряд таких рекомендаций разработан и предложен различными международными организациями, в частности МККТТ. Для сетей передачи данных общего пользования с коммутацией пакетов основной рекомендацией (МККТТ является Х.25. Эта рекомендация определяет протоколы трех нижних уровней: дискретного канала, канала передачи данных и тракта передачи данных.

Для уровня дискретного канала в составе Х.25 предусмотрены Рекомендация Х.21 — сопряжение оборудования данных с абонентским оборудованием цифровых первичных сетей связи — и универсальная Рекомендация Х.21 бис — сопряжение с устройствами преобразования сигналов и абонентским оборудованием цифровых сетей. Устройства преобразования сигналов при этом могут включать схемы, обеспечивающие установление соединений в сетях с коммутацией каналов.
Для уровня канала передачи данных Х.25 рекомендует про- юкол HDLC, который устанавливает:

кодирование информации с целью избежания длинных серий нулей, что обеспечивает устойчивую поэлементную синхронизацию в дискретном канале связи;
поблочную синхронизацию с использованием префикса (флага);
кодирование блоков циклическим кодом с образующим полиномом 16-й степени для обнаружения ошибок;
алгоритм исправления ошибок с решающей обратной связью, непрерывной передачей, стиранием блоков, попавших под блокировку, и позиционным разделением информационных и служебных элементов в блоках;
для одной — главной — абонентской системы возможность мультиплексирования обмена с 254 подчиненными абонентами по» одной линии (многоточечной или кольцевой);
передачу информации о состоянии процессов на более высоком уровне;
обмен командами, определяющими подчиненность, подключение и отключение и информирующими о сбоях форматов и алгоритма обмена.

Для уровня трактов передачи данных в настоящее время определена Рекомендация Х.25 — протокол виртуально-датаграммной сети. Этот протокол определяет процедуры, связанные с организацией и использованием виртуальных соединений и передачей датаграмм.

Виртуальные соединения могут быть постоянными или временными. В последнем случае протокол реализуется в виде последовательности следующих фаз: организации виртуального соединения, передачи данных, разъединения. На отдельных фазах используются различные типы пакетов, отличающиеся по своей структуре и содержанию служебных полей.

Фаза установления виртуального соединения начинается с посылки специального пакета ЗАПРОС ВЫЗОВА, который, проходя по сети аналогично датаграмме, отмечает маршрут для виртуального соединения. Этот пакет может переносить кроме адресной информации первую порцию данных и требования на дополнительные услуги.

После установки виртуального соединения начинается фаза передачи данных, на которой используются пакеты ДАННЫЕ и ПРЕРЫВАНИЕ. Рекомендация Х.25 предусматривает контроль доставки пакетов по виртуальным каналам. С этой целью в каждый пакет ДАННЫЕ включается собственный номер пакета и квитанция о номере последнего принятого пакета. Номера меняются циклически.

Наличие у передающей станции номера последнего заквитиро- ванного пакета позволяет осуществлять управление числом неподтвержденных пакетов, которые могут быть одновременно в виртуальном соединении. Эта величина может назначаться централизованно либо во время посылки вызова. Если данные передаются только в одном направлении, то для передачи квитанций предусмотрен специальный вид пакета ГОТОВ К ПРИЕМУ, содержащий только номер принятого последним пакета данных.

Служебная информация между пользователями может передаваться либо в составе общих пакетов виртуального соединения, либо с помощью специального пакета ПРЕРЫВАНИЕ, который передается как датаграмма, имеющая более высокий приоритет по отношению к пакетам ДАННЫЕ. Пакет ПРЕРЫВАНИЕ содержит информацию только о причине прерывания. При обнаружении из-за нарушения порядка в передаче последовательности пакетов, ошибок в процедурах управления или переполнения сети обнаруживший его абонент и корреспондент обмениваются специальными пакетами, инициирующими сброс всех пакетов, находящихся и виртуальном соединении. Одновременно обнуляются счетчики передачи и повторяются все пакеты, по которым не получено квитанций. Если сбой вызван ошибками в процедурах более высокого уровня, команда на повторную передачу может выдаваться соответствующей процедурой.

Фаза разъединения предназначена для снятия виртуального соединения при окончании передачи данных, отказе в установлении этого соединения и различных сбоях. При этом инициатор формирует и передает корреспонденту пакет с запросом о разъединении, по которому последний переходит в исходное состояние п выдает ответ. Абонент-инициатор устанавливается в исходное состояние только после получения ответа. В запросе может содержаться информация о причине разъединения.

Протокол Х.25 предусматривает некоторые дополнительные услуги для абонентов сети: приоритеты на установление виртуальных соединений, возможность выбора допустимого числа неза- квитированных сообщений, разграничение доступа и др. В датаграммном режиме предусматривается использование двух видов пакетов: один для передачи данных от абонентов, другой — для передачи между узлами коммутации служебной сетевой информации и квитирования доставки основных пакетов. Набор различных услуг для абонентов в этом режиме расширяется и включает: приоритетное обслуживание сообщений, многоадресные передачи, задержанную доставку и дополнительную защиту.

В целом протокол Х.25 обладает достаточно широкими возможностями, что определяет перспективность его применения в сетях передачи данных общего пользования.