Tài liệu Chương 17: X-25 pdf

Theo nghĩa của chuẩn ITU-T, thì X-25 là giao diện giữa thiết bị đầu cuối dữ liệu DTE: data terminal equipment và mạch đầu cuối DCE: data circuit-terminating equipment trong các hoạt động

CHƯƠNG 17

X-25

Mạng diện rộng chuyển-gói X-25 được IUT-T phát triển từ 1976, với nhiều lần hiệu chỉnh Theo nghĩa của chuẩn ITU-T, thì X-25 là giao diện giữa thiết bị đầu cuối dữ liệu (DTE: data terminal equipment) và mạch đầu cuối (DCE: data circuit-terminating equipment) trong các hoạt động đầu cuối trong chế độ gói của mạng dữ liệu công cộng

Hình 1

X-25 Network

Hình 1 cho thấy ý niệm tổng quan về X-25 Cho dù X-25 là giao thức end-to-end, nhưng di chuyển của gói xuyên qua mạng lại không được user nhìn thấy User chỉ nhìn thấy mạng như là một đám mây mà các gói đi xuyên qua để đến DTE nhận

X-25 định nghĩa phương thức mà chế độ gói đầu cuối có thể được kết nối với mạng gói

để trao đổi dữ liệu X-25 định nghĩa các phương thức cần thiết để thiết lập, duy trì, và kết thúc kết nối Nó cũng một tả tập các dịch vụ, được gọi là các tiện ích, nhằm cung cấp các chức năng như thay đổi ngược (reverse change), gọi trực tiếp, và kiểm soát thời gian trể (delay control)

X-26 được xem là giao thức tạo giao diện mạng thuê bao (SNI: subscriber network interface) Nó định nghĩa phương cách mà DTE của user thông tin với mạng và các gói được chuyển qua mạng dùng các DTE ra sao Nó dùng hướng mạng ảo để chuyển mạch gói (SVC

và PVC) và dùng phương pháp TDM không đồng bộ (TDM thống kê) để ghép kênh các gói

Network

Packet Layer (PLP)

Data link

Frame Layer (LAPB)

Physical

Physical Layer (X 21)

Hình 2

I CÁC LỚP X.25

Giao thức X.25 định rõ 3 lớp: lớp vật lý, lớp frame và lớp gói (packet) Các lớp này định nghĩa chức năng của các lớp vật lý, kết nối dữ liệu và lớp mạng trong mô hình OSI Hình

2 minh họa quan hệ giữa các lớp trong X.25 và các lớp trong OSI

LỚP VẬT LÝ

Trong lớp vật lý, X.25 chỉ rõ giao thức gọi là X.21 (hay X.21bis), là giao thức đặc biệt

đã được ITU-T định nghĩa trong X.25 Tuy nhiên, tương tự như các giao thức lớp vật lý khác, như EIA-232, thì X.25 là đủ hỗ trợ được tốt

LỚP FRAME

Trong lớp frame, X.25 cung cấp phương thức điều khiển kết nối dữ liệu theo hướng bit gọi là LAPB (link access procedure, balance), là một tập con của HDLC Hình 3 cho thấy format tổng quát của gói LAPB

Hình 3

Control Information

Address

I-frame : user data S-frame : empty U-frame : control data

Các trường flag, địa chỉ, điều khiển và FCS là hoàn toàn giống với trường hợp mô tả trong chương giao thức điều khiển kết nối dữ liệu Tuy nhiên, trong trường hợp này ta có thông tin điểm-điểm và ở chế độ không đồng bộ cân bằng, nên chỉ có hai địa chỉ là 00000001 (dùng cho lệnh từ DTE và đáp ứng do lệnh này) và 00000011 (dùng lệnh từ DCE và đáp ứng

do lệnh này) Hình 4 cho thấy phương thức dùng các địa chỉ này trong lớp frame (data link)

Hình 4

`

`

Address: 00000001 Command Address: 00000001 Response

Address: 00000011 Command Address: 00000011 Response

Ba dạng frame:

Như đã biết thì HDLC (và giao thức con LAPB) có ba dạng frame: I-frame, S-frame và U-frame

I-frame:được dùng để gói gọn các gói PLP từ lớp mạng.

S-frame:dùng điều khiển lưu lượng và kiểm tra lỗi trong lớp frame.

U-frame:được dùng để thiết lập và dừng kết nối giữa DTE và DCE Có ba gói được

LAPB dùng trong dạng này là SABM (hay ESABM nếu dùng chế độ địa chỉ mở rộng), UA và DISC

Các pha trong lớp frame:

Trong lớp frame, thông tin giữa DTE và DCE gồm ba pha: thiết lập kết nối, truyền gói,

và kết thúc kết nối (xem hình 5)

Hình 5

`

SABM

UA

Sending and receiving network layer packets (encapsulated in (frames) and using S-frames to control the flow and error of those I-frames

DISC

UA

Data and control

transfer

I-frames and S-frames

Link

Thiết lập kết nối: Kết nối giữa DTE và DCE phải được thiết lập trước khi các gói từ

lớp gói được chuyển đi DTE và DCE đều có thể thiết lập kết nối bằng cách gởi đi frame SABM (set asynchronous balanced mode); bên đáp ứng trả lời bằng frame UA (unnumbered acknoledgment) cho biết là kết nối đã thực hiện xong

Truyền dữ liệu: Sau khi thiết lập kết nối xong, hai phía có thể truyền và nhận các gói

lớp mạng (dữ liệu và điều khiển) dùng I-frame và S-frame

Kết thúc kết nối: khi lớp mạng không còn cần đến kết nối nữa, thì chỉ cần một phía gởi

frame ngừng kết nối (DISC) để yêu cầu kết thúc kết nối Phía còn lại chỉ cần gởi frame UA để trả lời

LỚP PACKET

Lớp mạng trong X.25 được gọi là giao thức lớp gói (PLP: packet layer protocol) Lớp này đảm nhiệm việc thiết lập kết nối, truyền dữ liệu và kết thúc kết nối Ngoài ra, X.25 còn phải tạo ra mạch ảo và thương lượng các dịch vụ mạng giữa hai DTE Trong khi lớp frame đảm nhiệm việc tạo kết nối giữa DTE và DCE, thì lớp gói chỉ thực hiện kết nối giữa hai DTE (end-to-end connection) X.25 điều khiển lưu lượng ở hai mức (lớp frame và lớp gói) Điều khiển lưu lượng và kiểm tra lỗi giữa (kết nối) DTE và DCE do lớp frame Điều khiển lưu lượng và kiểm tra lỗi giữa hai DTE (end-to-end) do lớp gói thực hiện Xem hình 6

Hình 6

X-25 Network

Frame layer domain Frame layer domain

Packet layer domain

Mạch ảo:

Giao thức X.25 là mạng mạch ảo chuyển mạch gói Chú ý là mạch ảo trong X.25 được tạo ra tại lớp mạng (không phải ở lớp kết nối dữ liệu như trong Frame relay hay ATM) Tức

là, một kết nối vật lý được thiết lập giữa DTE và DCE có thể mang nhiều mạch ảo tại lớp mạng trong đó mỗi mạch chịu trách nhiệm mang dữ liệu hay thông tin điều khiển, theo mọt ý niệm được gọi là in-band signalling Hình 7

DTE C

physical link DCE

`

DTE D

physical link

DCE

`

DTE A physical link

DCE

DTE B

`

physical link

DCE

Hình 7

Nhận dạng mạch ảo:

Mỗi mạch ảo trong X.25 cần được nhận dạng dùng các gói Bộ nhận dạng mạch ảo trong X.25 được gọi là số kênh logic (LCN: logical channel nember) Khi mạng ảo đã thiết lập giữa hai DTE, thì thường có một cặp LCN: một định nghĩa mạng ảo giữa DTE và DCE tại chổ, và LCN còn lại dùng cho DTE và DCE đối tác Mục đích là nhằm tạo ra miền LCN local Điều này cho phép tập các LCN tại mỗi kết nối là bé và tạo ra các tr ường LCN ngắn Một global LCN cần một tập LCN lớn và tạo ra trường LCN dài LCN local cho phép dùng cùng tập LCN này được dùng bởi hai cặp kết nối khác nhau DTE-DCE mà không tạo ra nhầm lẫn Hình 5 cho thấy LCN trong mạng X.25

`

DTE C

`

DTE A

LCN : 72

LCN : 34

LCN : 276

LCN : 88

`

DTE B

Hình 8

X.25 dùng cả hai phương pháp chuyển mạch ảo (PVC và SVC) PVC được thiết lập do các provider mạng X.25 và tương tự như đường thuê trong mạng điện thoại LCN được nhà cung cấp mạng chỉ định thường trực

SVC được thiết lập trong mỗi lần thiết lập Lớp mạng dùng gói điều khiển để thiết lập kết nối Sau khi kết nối xong, thì cả các kết nối DTE-DCE do LCN chỉ định Sau khi chuyển xong dữ liệu, thì mạng ảo được ngừng kết nối và LCN không còn giá trị nữa

Chú ý là trong mạng ảo thì việc thiết lập và giải phóng trong lớp mạng không giống như thiết lập kết nối và ngừng kết nối tại lớp frame Trong trường hợp tiêu biểu, thì có năm trường hợp sau có thể xuất hiện

 Kết nối được thiết lập giữa DTE-DCE tại chổ cùng với DTE-DCE đối tác

 Mạng ảo được thiết lập giữa DTE tại chổ và DTE đối tác

 Dữ liệu được truyền giữa hai DTE

 Mạng ảo được giải phóng

 Kết nối được dừng

Các chức năng của LCN:

One-way calls (incoming) Two-way calls

One-way calls (outgoing)

Assigned by DCE

Assigned by DTE

Hình 9

X.25 cho phép đến 4096 (212) LCN Hình 9 minh họa các chức năng của LCN Các LCN một hướng được dùng cho các thông tin simplex, và các LCN hai hướng đường dùng cho thông tin duplex

CÁC PACKET PLP.

Hình 10 cho thấy format tổng quát của gói PLP, trong đó gồm ba hay bốn byte header

và một trường thông tin tối ưu

PTI

4 bits 12 bits 8 bits or 16 bits

Hình 10

Các trường của header là:

 GFI: General format identifier GFI là trường 4 bit Bit đầu tiên được gọi là bit Q

(qualifier: chất lượng), định nghĩa nguồn của thông tin điều khiển; bit 0 cho PLP, bit 1 dùng cho các giao thức cấp cao Bit D (delivery: phân phát) định nghĩa thiết bị nào nhận gói; 0 cho DCE tại chổ và 1 cho DCE từ xa Hai bit cuối chỉ thị kích thước của trường chuỗi số Nếu là 01, thì chuỗi số chỉ có 3 bit-modulo 8 (từ 0 đến 7), nếu là 10, chuỗi số

là 7 bit –modulo 128 (0 đến 127)

 LCN: Logical Channel Number: LCN là trường 12 bit nhằm nhận dạng mạch ảo được

chọn trong một lần truyền dẫn Giao thức ban đầu định nghĩa một LGCN (logical group channel number) là 4 bit và LCN 8 bit cho một phân cấp bộ nhận dạng mạch ảo, tuy nhiên hiện nay đã kết hợp chung thành một được gọi là LCN

 PTI: Packet Type Identifier: định nghĩa dạng gói nội dung của trường này khác nhau

trong từng gói, và sẽ được thảo luận trong phần dưới đây

Hai dạng gói:

Trong mức PLP thì các gói được chia ra thành hai dạng lớn: gói dữ liệu và gói điều khiển Gói điều khiển, còn có thêm hai format; một được dùng cho các gói RR, RNR, và REJ và format còn lại dùng cho các gói còn lại (xem hình 11)

PLP packets

Hình 11

Gói dữ liệu:

Hình 12

a Three-bit sequence number

LCN

User Data

8 7 6 5 4 3 2 1

LCN

User Data

8 7 6 5 4 3 2 1

b Seven-bit sequence number Được dùng để truyền dữ liệu Hình 12 cho thấy cấu trúc của gói dữ liệu Format chung thì đơn giản: một header và trường dữ liệu user Tuy nhiên tiêu đề (header) thường phức tạp

và cần được thảo luận ở đây Có hai format trong gói thông tin: ngắn (short) và dài (long) Trường PTI trong gói dữ liệu gồm 4 phần: P(S) và P(R) mang số chuỗi của gói dùng cho điều

khiển lưu lượng và kiểm tra lỗi P(S) có nghĩa là packet sent và cho biết số chuỗi của gói đang gởi đi P(R) là packet receive và cho biết số chuỗi của gói kế tiếp cần nhận Trường này

dùng phương pháp xác nhận piggypacking cho gói dữ liệu khi cả hai phía đều có dữ liệu cần gởi Trong dạng short header, thì cả hai trường P(R) và P(S) đều dài 3 bit (mang chuỗi số từ 0 đến 7) Trong long header, thì hai trường này gồm 7 bit (mang chuỗi số từ 0 đến 127) Bị M (more) được dùng để định nghĩa tập các gói thuộc cùng một đơn vị Bit này là 1 khi có nhiều gói trong một đơn vị (thí dụ, trường hợp bản tin); và là 0 nếu gói là gói cuối cùng Gói dữ liệu được phân biệt với các gói điều khiển nhờ bit 0 trong LSB của byte thứ ba

Gói RR, RNR, và REJ:

Hình 13

a Three-bit sequence number

LCN P(R) Packet type 01

8 7 6 5 4 3 2 1

LCN

8 7 6 5 4 3 2 1

b Seven-bit sequence number

RR (receive ready), RNR (receive not ready) và REJ (reject) gồm một tiêu đề với hai bit cuối trong byte thứ ba được thiết lập ở 01 Hình 12 minh họa dạng tổng quát của các gói Các header thì về cơ bản là giống như trong gói dử liệu chỉ có một khác biệt; do các gói này chỉ được dùng trong điều khiển lưu lượng và kiểm tra lỗi, chúng không mang dữ liệu nên không cần có trường P(S) Tuy nhiên chúng lại có một trường mới, mang code nhằm mô tả mục đích của gói

Các gói này có thể là một trong ba dạng: RR, RNR và REJ và mô tả như sau:

 RR (000) Cho biết các thiết bị (DTE hay DCE) đã sẳn sàng nhận thêm gói Đồng thời

cũng là xác nhận của gói dữ liệu thông qua việc cho biết số của gói kế tiếp muôn nhận ở trường P(R)

 RNR (001) Cho biết thiết bị không thể nhận gói trong lúc này Phía đối tác phải ngừng

gởi gói ngay khi nhận gói này

 REJ (010) Cho biết có lỗi trong gói được nhận dạng ở trường P(R) Đối tác phải gởi lại

tất cả các gói dùng phương thức (go-back-n error recovery)

Các gói điều khiển khác Có thể mang thông tin ngoài header Tuy nhiên, thông tin chỉ

à thông tin điều khiển và không chứa user data Chi có một kích thước header trong loại này

do các gói không chứa các chuỗi số Trong các gói này, thì hai bit cuối trong byte thứ ba được thiết lập ở 11 Hình 14 minh họa dạng tổng quát của header, thường là cơ bản giống với gói thông tin, trừ việc không có trường P(R) và P(S)

Hình 14

LCN

11 Packet type

8 7 6 5 4 3 2 1

Additional information

Trường type trong gói điều khiển dài 6 bit và có thể đặc trưng cho 64 chức năng khác nhau Tuy nhiên chỉ có một số chức năng là được dùng Bảng 1 cho thấy một số chức năng này Format gói của nhiều type khác nhau được minh họa trong hình 15

Bảng 1 : Dạng gói điều khiển

Call request Call acceptd Clear request Clear confirm Interrupt Interrupt confirm Reset request Reset confirm Restart request Restart

confirm Registration request

Incoming call Call connected Clear indication Clear confirm Interrupt Interrupt confirm Reset indication Reset confirm Restart indication Restart confirm

Registration confirm

000010 000011 000100 000101 001000 001001 000110 000111 111110 111111 111100 111101

 Call request/incoming call Gói này được dùng để yêu cầu thiết lập kết nối giữa hai

DTE Call request đi từ DTE tại chổ đến DTE đối tác Incoming call đi từ DCE đối tác đến DTE đối tác Ngoài header, các gói này còn chứa các trường cho biết độ dài của địa chỉ, địa chỉ của các DTE, độ dài của các tiên ích khác và các thông tin optional như là

log-on code và các thông tin truy cập cơ sở dữ liệu Các tiên ích là các dịch vụ phụ thêm (optional) tức là contractual hay per call Các tiện ích này được thỏa thuận giữa user và nhà cung cấp Contractual option có thể bao gồm các dịch vụ như incoming call barred, outgoing call barred, tham số nhằm dàn xếp điều khiển lưu lượng, fast select acceptance,

và D-bit modification Per call option có thể bao gồm dàn xếp kiểm soát lưu lượng, fast select, và reverse charging

 Call acceptance/call connected.

 Clear request/clear indication.

 Clear confirm.

 Interrupt.

 Interrupt confirm.

 Clear interrupt.

 Reset request/ reset indication.

 Reset confirm.

 Restart request/ restart indication.

 Restart confirm.

 Registration request.

 Registration confirm

Header Address length DTE addresses Facilities length Facilities

Call accepted/

Call connected

Header Address length DTE addresses Facilities length Facilities

Call request/

Incoming call

Header Cause Diagnosis

Clear request/

Clear indication

Header Interrupt

Header Clear confirm

Header Interrupt confirm

Header Cause Diagnosis

Reset request/

Reset indication

Header Reset confirm

Header Cause Diagnosis

Restart request/

Restart indication

Header Restart confirm

Header Address length DTE addresses Registration length Registration

Registration

request

Header Address length DTE addresses Registration length Registration

Registration

confirm

Hình 15 : Control packet formats

II CÁC GIAO THỨC CÓ LIÊN QUAN ĐẾN X.25

Các giao thức trong X-series đều có liên quan đến X.25 Ta chỉ thảo luận một số

Giao thức X.121.

Do X.25 không định nghĩa tường minh các type của dạng định địa chỉ toàn cục (global addressing) trong quá trình thiết lập cuộc gọi để truy cập DTE đối tác ( trước khi thiết lập mạng ảo) ITU-T đã đề ra X.121 để định địa chỉ toàn cục cho các DTE kết nối vào các mạng public hay private Hiện nay hầu hết các mạng X.25 đều dùng sơ đồ định địa chỉ theo X.121 Hình 16 vẽ format địa chỉ gồm 14 digit Bốn digit đầu, đươc gọi là DNIC (Data Network Identification Code) nhằm định nghĩa mạng đặc thù Ba digit định nghĩa quốc gia và một digit định nghĩa mạng bên trong quốc gia này Mười digit kế được gọi là NTN (National Terminal Number) và định nghĩa DTE trong từng mạng riêng

3 digits 1 digit

Hình 16

Network number Contry code

4 digits 10 digits

Giao thức triple-X.

Ba giao thức X.3, X.28, và X.29 còn được gọi là 3 giao thức X, được dùng để nối các đầu cuối dump (thay vì DTE mà giao thức X.25 hiểu được) vào trong mạng X.25 (xem hình 17)

Hình 17

X.25

DTE X.3

PAD

X.3.

X.28.

X.29.

III TỪ KHÓA VÀ CÁC Ý NIỆM

IV TÓM TẮT

V BÀI LUYỆN TẬP