Часть XIV

14.5. Транспортные профили

    Эталонная модель RM OSI будет изучаться достаточно детально ниже. Однако для рассмотрения классификации транспортных профилей нам потребуются некоторые сведения, связанные с данной моделью, в частности, сведения об уровнях сетевых протоколов модели RM OSI. Поэтому кратко остановимся на этом аспекте.

    Учитывая сложность функции взаимосвязи систем, при разработке сетевой архитектуры модели RM OSI использовался метод по уровневой декомпозиции функции взаимосвязи, что позволило представить ее в виде иерархической композиции более простых функций сетевого взаимодействия, называемых также сетевыми протоколами. Сетевая архитектура модели RM OSI включает семь уровней протоколов. Три нижних уровня (физический, канальный, сетевой – уровни 1, 2, 3, соответственно) обеспечивают выполнение основных функций сети, включая: функции сетевой адресации, маршрутизации пакетов данных, защиты от ошибок передачи. Они реализуют доставку данных оконечным станциям пользователей сети, называемой также подсетью связи.

    Верхние три уровня протоколов (сеансовый, представительный, прикладной – уровни 5, 6, 7, соответственно) относятся к прикладной группе протоколов. В середине этой архитектуры располагаются транспортные протоколы, относящиеся к уровню 4, соединяющие протоколы сети и прикладные протоколы в единую функцию взаимосвязи открытых систем. Задачей транспортных протоколов является надежная сквозная (надсетевая) передача сегментов данных между оконечными станциями.

    Сетевая архитектура модели RM OSI построена таким образом, что каждый нижележащий уровень обеспечивает необходимым сервисом протоколы непосредственно более высокого уровня иерархии. Поэтому транспортные протоколы экранируются сетевыми протоколами от необходимости иметь дело с элементами и свойствами сети (подсети связи), соединяющей оконечные станции. Они могут управлять функционированием сети посредством внешних для сети функций, таких, как, например, выбор размера передаваемых сегментов данных, управление буферизацией, обработка ошибок.

    Транспортные профили определяют использование стандартных протоколов RM OSI с 1-го по 4-й уровень включительно, т.е. определяют интегральный сервис доставки данных, предоставляемый конкретными сетевыми технологиями оконечным системам.

    Главное различие между транспортными профилями основано на отличии видов или режимов (mode) транспортных сервисов, предоставляемых профилями:

    - режим с установлением соединения - COTS (Connection mode Transport Service) определяет класс профилей T;

    - режим без установления соединения - CLTS (Connectionless mode Transport Service) определяет класс профилей U.

    Для структуризации классов транспортных профилей применяется следующая методика:

    a) на первом уровне разбиения классов выделяются группы, состав которых определяется:

    - набором комбинаций режимов передачи (с соединением, без соединения) транспортного и поддерживающего его сетевого уровней модели RM ISO;

    - функциональностью транспортного сервиса, определенной в терминах классов сервиса, предоставляемого транспортными протоколами;

    b) на втором уровне детализации группы профилей разбиваются на подразделы в соответствии с типом технологий, реализующих функции протоколов сетевого уровня или, что тоже, функции подсети связи (subnetworks);

    c) следующий уровень классификации базируется на характеристиках технологий подсетей связи, которые могут образовывать иерархическую систему признаков классификации. Таким характерным признаком, например, является тип используемых каналов в сетях передачи данных, а именно, коммутируемые каналы или выделенные.

    Следование описанной выше методике приводит к следующей структуре идентификатора профиля:

     YXabcde

    Где:

    Y = указатель класса, т.е. режима транспортного сервиса, а именно:

     T для COTS

     U для CLTS,

    X = указатель группы внутри класса,

    abcde = структурированный числовой идентификатор, указывающий тип подсети, на которой реализуется целевая функциональность профиля.

    Для дальнейшей классификации транспортных профилей используется понятие класса транспортного сервиса. Оно определено для протоколов, реализующих режим с соединением. Вводится пять классов транспортного сервиса, идентифицируемых последовательными цифрами, начиная с 0. Каждый класс сервиса транспортного протокола обладает конкретной функциональностью, ориентированной на конкретный тип нижележащего сетевого сервиса. Определены следующие три типа сетевого сервиса:

    - тип А – сервис, обеспечивающий приемлемый для пользователя (транспортных протоколов) уровень необнаруживаемых ошибок и приемлемую частоту сообщений об обнаруженных ошибках (этот тип сервиса обеспечивается высоконадежными сетевыми технологиями);

    - тип В – сервис, обеспечивающий приемлемый уровень не обнаруживаемых ошибок, но неприемлемой частотой сообщений об обнаруженных ошибках;

    - тип С – сервис с не приемлемым уровнем не обнаруживаемых ошибок и с неприемлемой частотой сообщений об обнаруженных ошибках (этот тип сервиса характерен для сетей с невысокой надежностью передачи данных, в частности, для сетей с сетевыми протоколами, работающими в режиме без соединения, т.е. с дейтограммным способом передачи пакетов данных).

    Классификация сетевых и транспортных сервисов дает возможность разработчикам сетевых технологий выбирать комбинации (профили) транспортных и сетевых протоколов, обеспечивающие надежный транспортный сервис даже над сетевым сервисом с невысокими надежностными характеристиками, а также устранять избыточность транспортных функций при использовании качественного сетевого сервиса.

    Самым мощным с функциональной точки зрения является транспортный протокол класса 4, имеющий развитые средства защиты от ошибок, в том числе не обнаруживаемых сетевым сервисом. Протокол класса 4 ориентирован на сетевой сервис типа С. Транспортные протоколы классов 0 и 2 предназначены для поддержки сетевого сервиса типа А. Они содержат минимальный набор транспортных функций. Транспортные протоколы классов 1 и 3 предназначены для поддержки сетевого сервиса типа В. Они занимают промежуточное место по функциональности между протоколом класса 4 и протоколами классов 1 и 2. Классы 2 и 3 отличаются от классов 0 и 1 наличием средств оптимизации сетевых соединений, который реализуются с помощью специальных процедур мультиплексирования транспортных соединений в сетевые. Теперь вернемся к рассмотрению классов транспортных профилей.

    Для класса Т определены следующие группы:

    - TA: сочетание режимов COTS/CLNS (Connection mode Transport Service over Connectionless mode Network Service). При этом, предполагается использование самого мощного по функциональности транспортного протокола, обеспечивающего наивысший, четвертый класс сервиса (ITU-T Rec. X.224 ? ISO/IEC 8073).

    - TB: сочетание режимов COTS/CONS (Connection mode Transport Service over Connection mode Network Service), классы транспортного сервиса: 0, 2 и 4 (предполагается, что в начальной фазе работы протокола выполняется стандартная процедура согласования используемого класса обслуживания).

    - TC: сочетание режимов COTS/CONS, классы транспортного сервиса: 0 и 2.

    - TD: сочетание режимов COTS/CONS, классы транспортного сервиса: 0.

    - TE: сочетание режимов COTS/CONS, классы транспортного сервиса: 2.

    Для класса U определены следующие группы профилей:

    - UA: сочетание режимов CLTS/CLNS (Connectionless mode Transport Service over Connectionless mode Network Service - Rec. X.234 ? ISO/IEC 8602).

    - UB: сочетание режимов CLTS/CONS (Connectionless mode Transport Service over Connection mode Network Service - Rec. X.234 ? ISO/IEC 8602).

    Безусловный интерес вызывает вопрос о возможности взаимодействия реализаций транспортных профилей, принадлежащих различным группам. Как уже отмечалось, взаимодействие между профилями, относящимися к различным классам T и U, считается не возможным в окружении OSI.

    В таблице 3 и 4 показаны возможные взаимосвязи профилей для класса Т и для класса U соответственно (ISO/IEC TR 10000-2). В таблицах используются следующие обозначения:

    - full – означает полную совместимость взаимодействующих протокольных реализаций профилей в рамках обязательных требований конформности (возможно с использованием функций ретрансляции).

    - restricted – означает ограниченное взаимодействие, зависящее от результатов процедуры согласования параметров обмена (процедуры переговоров).

    - special – означает специальные виды взаимодействия, реализуемые средствами функций ретрансляции, выходящими за контекст окружения OSI.

     Возможность взаимодействия между профилями различных групп класса T

Возможность взаимодействия между профилями различных групп класса U

    Рассмотрим теперь принципы построения таксономии для технологий подсетей связи. В частности, нас будет интересовать способ построения структурированных числовых идентификаторов (abcde), определяющих тип подсети, поддерживающей функциональность транспортных профилей.

    Первая буква (а) соответствует высшему уровню классификации типов подсетей, а именно, она определяет главные виды сетевых технологий, использующихся для передачи данных. В настоящее время определены следующие типы подсетей связи:

    1. Packet Switched Data Network (PSDN)

    2. Digital Data Circuit

    3. Analogue Telephone Circuit

    4. Integrated Services Digital Network (ISDN)

    5. Local Area Network (LAN)

    6. Frame Relay Data Network (FRDN)

    Номер подсети связи в приведенном выше списке соответствует значению первого числового элемента в идентификаторе типов подсетей.

    Другие элементы идентификатора определяются исходя их характерных свойств каждой из упомянутых сетевых технологий.

    Таксономия подсетей связи определена в таблице 5.

    Таксономия типов подсетей связи

    a b c d e Subnetwork Type

    1 PACKET SWITCHED DATA NETWORK (PSDN)

    1 1 Permanent Access to a PSDN

    1 1 1 PSTN leased line

    1 1 1 1 Virtual Call (VC)

    1 1 1 2 Permanent Virtual Circuit (PVC)

    1 1 2 Digital data circuit / CSDN leased line

    1 1 2 1 Virtual Call (VC)

    1 1 2 2 Permanent Virtual Circuit (PVC)

    1 1 3 ISDN B channel, permanent

    1 1 3 1 Virtual Call (VC)

    1 1 3 2 Permanent Virtual Circuit (PVC)

    1 1 4 ISDN H channel, permanent

    1 1 5 ISDN D channel

    1 1 6 Frame Relay Data Network (FRDN)

    1 1 6 2 Frame Relay PVC

    1 1 6 2 1 X.25 operation, Virtual Call

    1 2 Switched Access to a PSDN

    1 2 1 PSTN Case

    1 2 1 1 Virtual Call (VC)

    1 2 2 CSDN Case

    1 2 2 1 Virtual Call (VC)

    1 2 3 ISDN B channel Case

    1 2 3 1 Virtual Call (VC)

    2 DIGITAL DATA CIRCUIT

    2 1 Leased (Permanent) Service

    2 2 Dial up (CSDN)

    3 ANALOGUE TELEPHONE CIRCUIT

    3 1 Leased (Permanent) Service

    3 2 Dial up (PSTN)

    4 INTEGRATED SERVICES DIGITAL NETWORK (ISDN)

    4 1 Permanent Service

    4 1 1 B channel

    4 1 1 1 X.25 DTE to DTE operation

    4 1 1 2 CLNS DTE to DTE operation

    4 2 Circuit mode Service

    4 2 1 B channel

    4 2 1 1 X.25 DTE to DTE operation

    4 2 1 2 CLNS DTE to DTE operation

    4 3 Packet mode Service

    4 3 1 D channel access

    4 3 1 1 Virtual Call (VC)

    4 3 1 1 1 without use of Q.931

    4 3 1 1 2 with use of Q.931

    4 3 1 2 Permanent Virtual Circuit (PVC)

    4 3 2 B channel permanent access

    4 3 2 1 Virtual Call (VC)

    4 3 2 1 1 without use of Q.931

    4 3 2 1 2 with use of Q.931

    4 3 2 2 Permanent Virtual Circuit (PVC)

    4 3 3 B channel demand access

    4 3 3 1 Virtual Call (VC)

    4 4 Frame Relay Bearer Service (FRBS)

    4 4 2 B channel, permanent

    4 4 2 3 Frame Relay PVC

    4 4 2 3 1 TE1 operation

    4 4 4 H channel, permanent

    4 4 4 3 Frame Relay PVC

    4 4 4 3 1 TE1 operation

    5 LOCAL AREA NETWORKS

    5 1 CSMA/CD

    5 2 Token Bus

    5 3 Token Ring

    5 4 FDDI

    6 FRAME RELAY DATA NETWORK (FRDN)

    6 1 Permanent access

    6 1 2 Frame Relay Data Transmission Service (FRDTS), permanent access

    6 1 2 2 Frame Relay Permanent Virtual Connection

    6 1 2 2 1 TE1 to TE1 operation

    Рассмотрим в качестве примера Т-профиля профиль ТС53, определяющий комбинацию стандартов OSI-окружения, характеризующуюся следующим:

    - обеспечением транспортного сервиса с установлением соединения, т.е. типа COTS;

    - обеспечением функциональности, соответствующей транспортному сервису классов 0 и 2 (по выбору обменивающихся сторон);

    - использованием ориентированного на режим с соединением сервиса сетевого уровня;

    - применимостью к конечным системам, подключенным к локальной сети типа Token Ring.

    Такой профиль можно описать следующей фразой, характеризующей его основные свойства:

    COTS over CONS, LLC2, Token Ring LAN, Transport Protocol class 0+2.

    Буква Т в наименовании профиля определяет, что профиль относится к классу транспортных профилей. Буква С обозначает, что данный профиль может обеспечивать транспортный сервис классов 0 и 2. Параметр 53 (согласно таксономии подсетей связи) определяет подсеть, тип которой соответствует локальным сетям с методом доступа Token Ring (маркерное кольцо).

    Сценарий данного профиля иллюстрируется на рис. 14.2. Он определяет:

    - состав систем, участвующих во взаимодействии, включая:

    1. эталонную оконечную систему, реализующую профиль ТА53 (Reference End System);

    2. удаленную оконечную систему (Remote End System);

    3. локальную сеть Token Ring, к которой подключается эталонная оконечная система;

    4. дополнительное сетевое оборудование, например, OSI-ретранслятор;

    - взаимосвязь системы, обеспечивающей транспортный сервис (например, для поддержки агентов сетевых приложений, таких, как, Directory или MHS, и обеспечения доступа к ним, например, с удаленного интеллектуального терминала);

    - эталонную (интерфейсную) точку транспортной системы, в которой осуществляется взаимосвязь (сетевое взаимодействие) с заданным типом локальной сети.

    Взаимосвязь рассматриваемой конечной системы с локальной сетью реализуется посредством стека протоколов, показанного на рис. 14.3.

    Кроме сетевых протоколов, на данном рисунке показан набор протоколов и других стандартов, с помощью которых реализуются функции сетевого административного управления.

Рис. 14.2. Сценарий, иллюстрирующий применение профиля TC53

    Кратко опишем функциональность данного профиля (без учета функций сетевого управления). Возможности информационного обмена конечной системы, реализующей профиль TC53, с другими системами определяется протокольным стеком, показанным на рис. 14.3. Данный стек включает:

    - стандарт Token Ring для физического уровня (ISO/IEC 8802-5 Physical Layer);

    - стандарт Token Ring для подуровня управления доступом к среде (ISO/IEC 8802-5– MAC);

    - стандарт для подуровня управления логическим каналом – LLC типа 2 (ISO/IEC 8802-2), т.е. с сервисом, ориентированным на соединение (для сведения отметим, что тип 1 соответствует сервису неподтверждаемой передачи данных без установления соединения, а тип 3 - сервису подтверждаемой передачи данных без установления соединения);

    - протокол и сервис сетевого уровня OSI (X.25) - ISO/IEC 8208 и ISO/IEC 8878, соответственно;

    - протокол транспортного уровня OSI - ISO/IEC 8073.