Videregående datakommunikasjon 8256239522 [PDF]

Zitiervorschau

Lasse Berntzen

Videregående da takommunikasjon

for NæringsAkademiet

NBR-Depotbiblioteket Postboks 278, N-8601 MO J RANA Fax: 75 12 13 00 - Tlf.: 75 12 11 65 E-post: [email protected]

NKI Fjernundervisningen

© NKI Fjernundervisningen 1996 1. utgave, 1 opplagg 1996

«Det må ikke kopieres fra denne bqka i strid med åndsverkloven og fotografiloven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med KOPINOR, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel». ISBN 82-562-3952-2

Kapittel 1 Introduksjon ................................................................................................. 1 1.1 Sentraliserte/distribuerte løsninger................................................................................. 1 1.1.1

Hvorfor distribuerte løsninger? ........................................................................................ 2

1.1.2

Hvorfor klient/tjenerløsninger? ........................................................................................ 3

1.2 Standardisering .............................................................................................................. 3 1.2.1

Standardiseringsorganisasjoner ..................................................................................... 4

1.3 OSl-modellen - grunnleggende begreper....................................................................... 5 1.3.1

Prinsipper for lagdeling ................................................................................................... 5

1.3.2

Begreper i OSl-modellen ................................................................................................ 5

1.3.2

Tjenestebegrepet - primitiver ......................................................................................... 7

1.4 OSl-modellen - laginndeling ........................................................................................... 7 1.4.1

Fysisk lag ........................................................................................................................ 8

1.4.2

Datalinjelaget ................................................................................................................... 9

1.4.3

Nettlaget ....................................................................................................................... 10

1.4.4

Transportlaget ............................................................................................................... 11

1.4.5

Sesjonslaget ................................................................................................................. 11

1.4.6

Presentasjonslaget ........................................................................................................ 11

1.4.7

Applikasjonslaget ........................................................................................................... 12

1.4.8

Innkapsling .................................................................................................................... 12

1.5 Oppsummering ............................................................................................................ 13 1.6 Oppgaver ...................................................................................................................... 13

Kapittel 2 Fysisk lag .................................................................................................... 14 2.1 Teoretisk grunnlag for datatransmisjon ........................................................................ 14 2.1.1

Båndbredde ................................................................................................................... 15

2.1.2

Maksimum overføringshastighet ................................................................................... 15

2.1.3

Maksimal overføringshastighet i en kanal med støy ...................................................... 15

2.1.4

Effekten av begrenset båndbredde ............................................................................... 16

2.2 Fysiske overføringsmedia ............................................................................................ 18 2.2.1

Tvunnet parkabel ........................................................................................................... 18

2.2.2

Koaksialkabel ................................................................................................................ 18

2.2.3

Optisk fiber .................................................................................................................... 18

2.2.4

Radiosamband .............................................................................................................. 19

2.3 Støy og demping ........................................................................................................... 20 2.4 Dataoverføring gjennom telenettet ............................................................................... 21 2.4.1

Hvordan et modem virker ................................................................................................. 21

2.4.2

Modemtyper ................................................................................................................... 23

2.5 Faste samband ............................................................................................................ 24 2.6 Asynkron og synkron overføring .................................................................................. 25 2.6.1

Asynkron overføring ........................................................................................................ 25

2.6.2

Synkron overføring ........................................................................................................ 25

2.7 Grensesnitt ................................................................................................................... 26 2.7.1

RS-232-C ...................................................................................................................... 26

2.7.2

X.21 ............................................................................................................................... 28

2.8 Multipleksing ................................................................................................................. 29 Multipleksing av analoge kanaler .................................................................................. 29 2.8.2 Multipleksing av digitale kanaler ................................................................................... 30

2.8.1

2.9 Tjenesteintegrerte Digitale Nett (ISDN) ....................................................................... 32 Standardisering ............................................................................................................. 33 2.9.2 ISDN i Norge ................................................................................................................. 33 2.9.3 ISDN arkitektur .............................................................................................................. 33

2.9.1

2.9.4 2.9.5 2.9.6

2.9.7

Kanaler i ISDN .............................................................................................................. 34 Signalering .................................................................................................................... 35

Protokoller ...................................................................................................................... 36 ISDN rammer................................................................................................................. 36

2.10 Høyhastighetsnett ...................................................................................................... 37 Bredbånds ISDN .......................................................................................................... 37 2.10.2 SDH (Synchronous Digital Hierarchy) ........................................................................ 37 2.10.1

2.11 Oppsummering ........................................................................................................... 38 2.12 Oppgaver.................................................................................................................... 39

Kapittel 3 Lokalnett og bynett ..................................................................................... 40 3.1 Historisk oversikt ........................................................................................................... 40 3.2 802.3 CSMA/CD ........................................................................................................... 42 Overføringsmedia/hastighet .......................................................................................... 43 3.2.3 Koding av data .............................................................................................................. 45 3.2.4 Tilgang til overføringsmediet ......................................................................................... 46

3.2.1

3.2.5

802.3 rammeformat........................................................................................................ 48

3.3 802.4 (Token Bus) ..... . .......... . ............

49

3.3.1

Overføringsmedia/hastighet ..........

50

3.3.2

Tilgang til overføringsmediet .........

50

3.3.3

Prioritetsmekanisme ......................

50

3.3.4

802.4 rammeformat.......................

51

3.3.5

Administrasjon av den logiske ringen

51

3.4 802.5 (Token Ring) .............................

54 54

3.4.1

Fysisk lag ......................................

3.4.2

Overføringsmedia/hastighet .........

54

3.4.3

Koding av data ..............................

55

3.4.4

Tilgang til overføringsmediet .........

55

3.4.5

802.5 rammeformat.......................

56

3.4.6

Prioritetsmekanisme ......................

56

3.4.7

802.5 rammetyper .........................

57

3.4.8

Administrasjon av ringen ..............

57

3.5 Sammenlikning av 802.3, 802.4 og 802.5 3.6 Høyhastighets lokalnett ....................... 3.6.1 Svitsjede nett ................................. 3.6.2 Nett hvor overføringsmediet deles. ..

3.6.3

Høyhastighets Ethernet ...............

58 59 . 59 . 59

. 59

3.7 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) ....................................................................... 61 3.7.1

Topologier ...................................................................................................................... 61

3.7.2

Lagdelt modell ................................................................................................................ 63

3.7.3

Fysisk grensesnitt ......................................................................................................... 63

3.7.4

Koding av signalene ...................................................................................................... 63

3.7.5

Tilgang til overføringsmediet ........................................................................................... 64

3.7.6

FDDI rammeformat ........................................................................................................ 65

3.8 Evaluering av ulike løsninger ........................................................................................ 66 3.9 Oppsummering ............................................................................................................ 67 3.10 Oppgaver ................................................................................................................... 67 Kapittel 4 Datalinjelaget .............................................................................................. 68 4.1 Funksjoner i datalinjelaget ............................................................................................ 68 4.1.1

Innramming ................................................................................................................... 69

4.1.2

Flytkontroll .................................................................................................................... 70

4.1.3

Feildeteksjon ................................................................................................................. 71

4.1.4

Gjenoppretting: Stopp-og-vent protokoller .................................................................... 73

4.1.5

Gjenoppretting: Glidende vindusprotokoller .................................................................... 74

4.2 HDLC (High-level Data Link Control) ............................................................................ 76 4.2.1

Overføringsmodi i HDLC ................................................................................................ 76

4.2.2

Funksjoner i datalinjelaget - HDLC ................................................................................ 77

4.2.3

HDLC rammeformat ...................................................................................................... 77

4.2.4

HDLC rammetyper ........................................................................................................ 78

4.3 IEEE 802.2 Logisk linjekontroll (LLC) ........................................................................... 81 4.3.1

Tjenester ........................................................................................................................ 81

4.3.2

Tjenestetilgangspunkter ................................................................................................ 81

4.3.3

Beskrivelse av tjenestene ved bruk av tjenesteprimitiver ................................................ 82

4.3.4

802.2 rammetyper ......................................................................................................... 83

4.4 Oppsummering ............................................................................................................. 85 4.5 Oppgaver ...................................................................................................................... 86 Kapittel 5 Nettlaget ...................................................................................................... 87 5.1 Linjesvitsjede og pakkesvitsjede nett ........................................................................... 87 5.1.1

Linjesvitsjede nett .......................................................................................................... 87

5.1.2 Pakkesvitsjede nett ........................................................................................................ 87

5.1.3 Hybridnett . ..................................................................................................................... 88 5.1.4 Om prising ..................................................................................................................... 88

5.2 Datex - Telenors linjesvitsjede nett .............................................................................. 89 5.2.1

Internasjonal samtrafikk ................................................................................................ 89

5.2.2 Prisstruktur for Datex ..................................................................................................... 89

5.3 Datapak - Telenors pakkesvitsjede nett ....................................................................... 90 5.3.1

Internasjonal samtrafikk ................................................................................................ 90

5.3.2 Prisstruktur for Datapak ................................................................................................ 90

5.4 Tjenester i nettlaget ...................................................................................................... 92

5.5 X.25 - grensesnitt mot pakkesvitsjedenett .................................................................... 93 5.5.1

Nærmere beskrivelse av X.25 grensesnittet................................................................... 93

5.5.2

Logiske kanaler ............................................................................................................ 94

5.5.3

Oppkoblingsfasen/nedkoblingsfasen ............................................................................. 96

5.5.4

Dataoverføringsfasen ..................................................................................................... 98

5.6 Om veivalg i nett ......................................................................................................... 100 5.6.1

Tabellbasert veivalg ...................................................................................................

100

5.6.2

Konstruksjon av veivalgstabeller

..............................................................................

100

5.6.3

Flerveis ruting ............................................................................................................

103

5.6.4

Trafikkspredning .........................................................................................................

103

5.6.5

Tilpasning til trafikkbelastning.....................................................................................

104

5.7 ATM (Asynchronous Transfer Mode) ....................................................................... 106 5.8 Oppsummering ........................................................................................................... 1°8 5.9 Oppgaver .................................................................................................................... 109

Kapittel 6 Sammenkobling av nett...................................................................... 6.1 Sammenkobling av lokalnett........................................................................................ 110 6.1.1

Repeatere ...................................................................................................................

6.1.2

Broer ........................................................................................................................... 110

6.1.3

Funksjoner i 802.x broer ............................................................................................. 111

6.1.4

Rutere .........................................................................................................................

6.1.5

Fjernbroer ................................................................................................................... 112

6.1.6

Portnere ...................................................................................................................... 112

H0

H2

6.2 IP (Internet Protocol) .................................................................................................. 113 6.2.1

Håndtering av nett med ulike adressetyper ...............................................................

113

6.2.2

Håndtering av nett med forskjellig maksimal rammelengde ............................. T.

113

6.2.3

Oppbygning av IP-rammene ......................................................................................

114

6.2.4

IP adresser .................................................................................................................

11$

6.2.5

ARP (Address Resolution Protocol) ...........................................................................

113

6.2.6

RARP (Reverse Address Resolution Protocol) ..........................................................

115

6.2.7

ICMP (Internet Control Message Protocol) ................................................................

116

6.3 Oppsummering .......................................................................................................... 117 6.4 Oppgaver .................................................................................................................... 118

Kapittel 7 Transportlaget .......................................................................................... 119 7.1 Transportlagets tjenester ............................................................................................ 121 7.1.1

Tjenestekvalitet ...........................................................................................................

121

7.1.2

Brukergrensesnitt og tjenesteprimitiver .....................................................................

121

7.2 Transportprotokoller .................................................................................................... 124

7.3 7.4 7.5 7.6

7.2.1

ISO's transportprotokoller ............................................................................................ 124

7.2.2

Nettlagets tjenester ....................................................................................................

125

7.2.3

Funksjoner i transportlaget ........................................................................................

125

7.2.4

Tranportprotokolldataenheter (TPDU-er) ...................................................................

128

TCP (Transmission ControlProtocol) ........................................................................ UDP (User Datagram Protocol) ................................................................................. Oppsummering ........................................................................................................... Oppgaver ....................................................................................................................

129 130 131 132

Kapittel 8 Sesjons-og presentasjonslaget .............................................................. 133 8.1 Sesjonslaget ................................................................................................................ 133 8.1.1

Sesjonstjenesten ........................................................................................................

134

8.1.2

Faser og tjenester i sesjonslaget ...............................................................................

134

8.1.3

Bruk av tokener i sesjonslaget

..................................................................................

135

8.1.4

Ulike typer data ...........................................................................................................

135 136

8.1.5

Synkronisering ...........................................................................................................

8.1.6

Aktiviteter ................................................................................................................... 136

8.1.7

Funksjonelle enheter .................................................................................................

137

8.2 Presentasjonslaget...................................................................................................... 138 8.2.1

ASN.1 .........................................................................................................................

138

8.2.2

BER - Basic Encoding Rules .....................................................................................

139

8.3 Oppsummering .......................................................................................................... 140 8.4 Oppgaver .................................................................................................................... 140

Kapittel 9 Applikasjonslaget ..................................................................................... 141 9.1 Fjernprosedyrekall ...................................................................................................... 142 9.1.1

Implementasjon .......................................................................................................... 142

9.1.2

Binding .......................................................................................................................

9.1.3

Overføring av parametre og resultater ....................................................................... 143

9.1.4

Registrering av fjernprosedyre itjeneren .....................................................................

144

9.1.5

Spesielle problemer ved fjernprosedyrekall ...............................................................

144

9.1.6

Avanserte fjernprosedyrekall ..................................................................................... 144

9.1.7

Eksempel: Sun-RPC ...................................................................................................

142

145

9.2 Sikkerhet og datakommunikasjon ............................................................................... 146 9.2.1

Trusler og beskyttelse ................................................................................................

9.2.2

Kryptering ................................................................................................................... 148

146

9.2.4

Autentisering .............................................................................................................. 150

9.2.5

Standardiseringsarbeid ..............................................................................................

150

9.2.6

Virus ..........................................................................................................................

151

9.2.7

Avsluttende kommentar ............................................................................................. 151

9.3 FTAM (File Transfer, Access andManagement) ......................................................... 152 9.3.1

Filstruktur ...................................................................................................................

153

9.3.2

Attributter....................................................................................................................

153

9.3.3

Filoperasjoner ............................................................................................................

154

9.4 Elektronisk meldingshåndtering og X.400 .................................................................. 155 9.4.1

Utvikling ......................................................................................................................

155

9.4.2

En modell for elektroniskemeldingshåndteringssystemer ..........................................

155

9.4.3

Oppbygningen av et elektronisk brev ........................................................................

157

9.4.4

Bruksområder ............................................................................................................

158

9.5 Oppsummering .......................................................................................................... 159 9.6 Oppgaver .................................................................................................................... 160

Kapittel 10 Eksempler på nettarkitekturer .............................................................. 161 10.1 Internet og TCP/IP .................................................................................................... 161 10.1.1

TCP/IP protokolstakk ................................................................................................

161

10.2 Novell NetWare - arkitektur og protokoller ................................................................. 163 10.2.1

Klientprogramvare.....................................................................................................

163

10.2.2

NetWare protokollstakk ...........................................................................................

164

10.3 AppleTalk - Apple's nettverksarkitektur .................................................................... 167 167

10.3.1

Localtalk ...................................................................................................................

10.3.2

Appletalk Fase 2 ......................................................................................................

167

10.3.3

Adressering i AppleTalk ...........................................................................................

167

10.3.4

AppleTalk protokollstakk .........................................................................................

168

10.4 IBM's SNA (System NetWork Architecture) ............................................................... 170 10.4.1

SNA protokollstakk ...................................................................................................

171

39522

Videregående datakommunikasjon

Kapittel 1

Introduksjon Etter å ha gått gjennom dette kapitlet skal du kunne gjøre rede for: ♦ utviklingen fra sentraliserte til distribuerte løsninger ♦ fordeler ved distribuerte løsninger ♦ betydningen av standardisering, samt de viktigste standardiseringsorganisasjonene

♦ oppbygningen av en lagdelt modell ♦ OSl-modellen med de enkelte lag

1.1 Sentraliserte/distribuerte løsninger Datakommunikasjon danner på mange måter grunnlaget for den informasjonsteknologiske utviklingen de senere årene.

Tidligere ble sentraliserte løsninger, det vil si kraftige datamaskiner som kunne løse alle databehandlingsoppgaver innenfor en bedrift eller organisasjon, mest benyttet.

Figur 1.1 Sentralisert løsning Disse store datamaskinene erstattes nå av distribuerte løsninger, som består av billigere maskiner; "arbeidsplassmaskiner" og "PC-er", sammenkoblet med egne ressursmaskiner, "tjenere", ved hjelp av et datanett.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 1

Videregående datakommunikasjon

Figur 1.2 Distribuert løsning

Ressursmaskinene eller tjenerne er normalt spesielt konstruert for, eller konfigurert for, et bestemt formål. Eksempler på slike ressursmaskiner kan være: Filtjenere, databasetjenere og kommunikasjonstjenere. Uttrykket klient-Æjenerløsninger benyttes normalt om organiseringen av programvaren i slike systemer. En tjener (et program) utføres på en ressursmaskin, og utfører ulike oppgaver på forespørsel fra klienter (programmer) som utføres på arbeidsplassmaskinene og PC-ene. Klientenes oppgave er først og fremst å ta seg av kommunikasjonen med brukeren.

1.1.1 Hvorfor distribuerte løsninger? Hvorfor har distribuerte løsninger oppnådd så stor grad av popularitet? Distribuerte løsninger har både økonomiske og teknologiske fordeler i forhold til sentraliserte løsninger.

♦ Pris Masseproduksjon av arbeidsplassmaskiner og PC-er gir lavere priser, ikke minst fordi utviklingskostnadene fordeles på flere enheter. Slike maskiner gir også mer prosesseringskapasitet for hver krone enn de tradisjonelle stormaskinene. ♦

Pålitelighet Dersom en maskin går ned, har ikke dette konsekvenser for systemet som helhet. Arbeidsplassmaskiner kan fungere hver for seg, selv om ressursmaskiner ikke nås. Viktige applikasjoner kan ligge på flere tjenermaskiner for å gi større sikkerhet mot driftsavbrudd.

♦

Forutsigbar responstid Ettersom hver bruker har sin maskin, vil en bruker ha forutsigbar responstid, i alle fall med tanke på kommunikasjon med lokale programmer.

Side 2

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

%

Videregående datakommunikasjon

39522

♦ Utvidbarhet Et distribuert system kan enkelt utvides i takt med behovene ved å legge til flere komponenter. Ved sentraliserte løsninger må hele maskinen byttes ut med neste størrelse, selv om man bare trenger deler av den utvidede kapasiteten ved tidspunktet for utskifting. Figuren viser investeringer i forhold til faktisk behov. Området som ikke er skravert, viser behovet, og dermed hvilken del av investeringen som gir noe tilbake til enhver tid.

Figur 1.3 Investeringsbehov

1.1.2 Hvorfor klient/tjenerløsninger? Kommunikasjon med brukeren håndteres lokalt. Dette gir forutsigbar responstid og bedre mulighet til å benytte grafisk brukergrensesnitt, mus etc. Applikasjonen kjøres på en tjenermaskin. Den trenger ikke å bruke tid på brukergrensesnitt, og kan benytte hele kapasiteten til å håndtere forespørsler.

1.2 Standardisering Uttrykket standardisering benyttes om prosessen for å frembringe en standard. En standard er en spesifikasjon av et produkt, og sier noe om hvordan produktet skal være for å passe inn i en større sammenheng.

Standardisering utføres av standardiseringsorganisasjoner. Noen ganger hender det imidlertid at noen lager noe som alle velger å følge. Dette kalles i tilfelle en de facto standard. Standardisering gir fordeler både for leverandører og brukere. Brukerne oppnår: ♦ valgfrihet i forhold til leverandører

♦ komponenter kan benyttes om hverandre ♦ større fleksibilitet

Leverandørene oppnår: ♦ større marked ♦ mulighet for spesialisering

© NKI Fjernundervisningen. Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 3

Videregående datakommunikasjon

39522

1.2.1 Standardiseringsorganisasjoner Følgende oversikt viser de viktigste organisasjonene som arbeider med standardisering innenfor områdene datakommunikasjon og telekommunikasjon:

ISO (International Organization for Standardization) ISO er sammensatt av lokale standardiseringsorganisasjoner i 91 forskjellige land. Organisasjonen arbeider med standarder innenfor de fleste områder i samfunnet.

ISO utviklet en lagdelt modell for sammenkobling av åpne systemer (OSI-modellen) og har senere utarbeidet en rekke standarder som dekker de ulike lagene i modellen.

ANSI (American National Standards Institute) ANSI er den nasjonale standardiseringsorganisasjonen i USA. ANSI er en viktig premissleverandør til ISO.

ITU-T (International Telecommunication Union) ITU-T het tidligere CCITT (Comité Consultatif International de Télégraphique et Téléphonique) og er et organ underlagt den internasjonale telekommunikasjonsunion (ITU). Medlemmer med stemmerett er de enkelte lands teleadministrasjoner. Andre kan delta som observatører. ITU-T utarbeider såkalte rekommandasjoner. ITU-T har generalforsamling hvert 4. år, men vedtar nå også rekommandasjoner på møter hvert 2. år.

ETSI (European Telecommunications Standards Institute) ETSI er et europeisk samarbeidsorgan innenfor telekommunikasjonssektoren. ETSI utvikler egne standarder og fungerer som premissleverandør til ITU-T.

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) IEEE er en amerikansk organisasjon for elektronikkingeniører som engasjerer seg i standardiseringsarbeid innenfor organisasjonens interesseområder. IEEE har vært spesielt aktiv i arbeidet med å frembringe standarder for lokalnett (IEEE 802).

EIA (Electronic Industries Association) EIA er en organisasjon av amerikanske elektronikkprodusenter. EIA har spesielt arbeidet med grensesnitt i fysisk lag (RS-232-C).

Side 4

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

3952

1.3 OSl-modellen - grunnleggende begreper OSl-modellen er en såkalt lagdelt modell. En modell er en representasjon av noe, der visse egenskaper som er viktige for det formålet representasjonen skal brukes til, er fremhevet, mens de øvrige egenskaper utelates. En lagdelt modell har et antall lag som bygger på hverandre, og hvor hvert lag representerer forskjellige egenskaper.

1.3.1 Prinsipper for lagdeling I forbindelse med utviklingen av OSl-modellen kom man først frem til et sett med prinsipper for hvordan en modell for datakommunikasjon skulle inndeles i lag.

♦

Et lag skal innføres når man trenger et nytt nivå for abstraksjon.

♦ Hvert lag skal utføre en veldefinert funksjon. ♦ Hvert lags funksjon skal velges med tanke på å definere internasjonale standardiserte protokoller.

♦ Grensene for et lag skal velges for å minimalisere informasjonsflyten over grensesnittet mellom lagene. ♦ Antall lag skal være stort nok til at avgrensede funksjoner ikke må samles i et lag av nødvendighet, men lite nok til at arkitekturen ikke blir uhåndterbar.

1.3.2 Begreper i OSl-modellen Entitet Innenfor et lag benytter vi begrepet entitet om den komponenten som utfører lagets funksjoner innenfor en maskin. Entitetene gir tjenester til laget over, og bruker tjenester i laget under. Helt nederst i modellen finnes det en fysisk forbindelse som kobler maskinene sammen.

Fysisk forbindelse

Figur 1.4 Lagdelt modell

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 5

Videregående datakommunikasjon

39522

Protokoll En protokoll er et sett med regler for hvordan kommunikasjon mellom to kommunikasjons­ partnere skal foregå. Dette inkluderer hvilke meldinger som utveksles mellom partene, og hva som skal skje når de ulike meldingene mottas.

Fysisk forbindelse

Figur 1.5 Protokoller

Tjenestedataenheter og protokolldataenheter Når en bruker av et spesifikt lag sender en avgrenset mengde informasjon til en bruker av samme lag et annet sted i nettet, kalles denne mengden av informasjon en tjenestedataenhet (service data unit). Entitetene utveksler meldinger med entiteter i samme lag. Slike meldinger kalles protokolldataenheter (protocol data units). Disse vil igjen utgjøre en tjenestedataenhet for det underliggende laget. En tjenestedataenhet innkapsles i en eller flere protokolldataenheter på veien fra en entitet til en annen.

SDU

Figur 1.6 Protokolldataenheter og tjenestedataenheter

Side 6

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

A

Videregående datakommunikasjon

39522

1.3.2 Tjenestebegrepet - primitiver I OSl-modellen benyttes såkalte tjenesteprimitiver for å beskrive tjenestene som et lag yter. I praksis definerer primitivene kommunikasjonen mellom to lag i modellen. Det finnes primitiver som setter i gang en operasjon i det underliggende laget (request), og primitiver som signaliserer at noe har skjedd i det underliggende laget (indication). I visse sammenhenger kreves det svar på en forespørsel, f.eks. ved oppkobling av forbindelser (response, confirm). Tabellen nedenfor er et eksempel på et sett tjenesteprimitiver for en forbindelsesorientert tjeneste: Setter i gang en oppkobling av en forbindelse CONNECT.request Signaliserer en innkommende anmodning om oppkobling CONNECT.indication Gir positivt svar på oppkoblingsanmodningen CONNECT.response Signaliserer et innkommende svar på oppkoblingsanmodningen CONNECT.confirm

DATA.request DATA.indication

Sender data Signaliserer innkommende data

.... Setter i gang nedkobling av forbindelsen DISCONNECT.request DISCONNECT.indication Signaliserer innkommende nedkoblingsanmodning Tabell 1.1 Tjenesteprimitiver

___________ _____ ..... ................

Primitivene prefikses normalt med et tegn som angir hvilket lag primitiven gjelder, f.eks: • T-CONNECT.request (transportlaget) • N-DATA.indication (nettlaget)

1.4 OSl-modellen - laginndeling OSl-modellen er delt inn i syv lag i tråd med disse prinsippene. Hvert lag har et sett funksjoner som blir beskrevet nærmere på de etterfølgende sider.

lag 7

Applikasjonslaget

lag 6

Presentasjonslaget

lag 5

Sesjonslaget

lag 4

Transportlaget

lag 3

Nettlaget

lag 2

Datalinjelaget

lag 1

Fysisk lag Figur 1.7 OSl-modellens lag

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 7

Videregående datakommunikasjon

39522

1.4.1 Fysisk lag Fysisk lag overfører enkeltbiter over en kommunikasjonskanal. Figuren viser et eksempel på et datanett. Nettet består av noder eller svitsjer (representert ved sirkler) sammenkoblet ved hjelp av fysiske forbindelser. En node eller svitsj kan viderekoble trafikk fra en fysisk forbindelse til en annen.

Figur 1.8 Noder koblet sammen med fysiske forbindelser En fysisk forbindelsene kan f.eks. være en tvunnet parkabel, en koaksialkabel eller en optisk fiber. Overføring av digital informasjon over analoge samband (f.eks. en telefonlinje) medfører spesielle problemer. Digitale signaler må i dette tilfellet omgjøres til analoge signaler. En slik omgjøring foretas av et såkalt modem.

Grensesnitt mot fysisk lag kan normalt oppdeles i: mekanisk grensesnitt • elektrisk grensesnitt, herunder koding • funksjonelt grensesnitt • prosedyremessig grensesnitt

Eksempler på slike grensesnittstandarder er: RS-232-C, X.21, X.21bis og ISDN.

Side 8

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

1.4.2 Datalinjelaget Formålet med datalinjelaget er å gi en virtuell forbindelse mellom to noder i et datanett. En virtuell forbindelse er en forbindelse som for brukeren synes bedre enn den underliggende fysiske forbindelsen faktisk er.

Figur 1.9 Datalinjelaget gir virtuelle forbindelser mellom nodene

Viktige funksjoner i datalinjelaget er: ♦

oppkobling og nedkobling av forbindelser

♦

adressering dersom flere noder er koblet til samme overføringsmedium

♦

styre tilgangen til overføringsmediet dersom mediet deles av flere

♦ innramming av biter som skal overføres

♦

feildeteksjon og omsending av ødelagte og mistede rammer

♦

flytkontroll

Eksempler på datalinjelagsprotokoller: HDLC {High-level Data Link Protocol) og LAP-B {Link Access Procedure - Balanced).

Dersom mer enn to deler det samme overføringsmediet, f.eks. i lokalnett, er det behov for å styre tilgangen til overføringsmediet. Denne styringen ivaretas av et eget dellag innenfor datalinjelaget {medium access control sublayer). Eksempler på standarder for å styre tilgangen til overføringsmediet:: IEEE 802.3, IEEE 802.4 og, IEEE 802.5.

Logisk linjekontroll defineres i dette tilfellet av protokollen IEEE 802.2

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 9

A

39522

Videregående datakommunikasjon

1.4.3 Nettlaget Nettlaget sørger for overføring av rammer gjennom et nett bestående av flere sammenkoblede noder.

Figur 1.10 Nettlaget kobler sammen flere datalinjelagsforbindelser

Viktige funksjoner i nettlaget er først og fremst ruting av informasjon (veivalg).

Eksempler på protokoller i nettlaget er: IP (Internet Protocol), IPX, og X.25 PLP (Packet Layer Protocol}.

Side 10

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

1.4.4 Transportlaget Transportfaget sørger for en ende-til-ende-forbindelse som skjuler det underliggende nettet for brukere av transportlaget.

Figur 1.11 Transportlaget gir en ende-til-ende-forbindelse uavhengig av det underliggende nett Transportlaget kan tilby en forbindelsesorientert eller forbindelsesløs tjeneste. Ved en forbindelsesorientert tjeneste må brukeren koble opp forbindelsen, foreta dataoverføring og koble ned forbindelsen etter bruk. Ved oppkobling kan brukeren angi et sett med kvalitetskriterier (QOS), som transportlaget igjen benytter for å velge en optimal forbindelse.

Transportlaget må også kunne håndtere ulike former for feilhåndtering, flytkontroll og multipleksing.

Eksempler på protokoller i transportlaget er: ISO 8073, Novelfs SPX (Sequenced Packet eXchange) og TCP (Transmission Control Protocol) Grensesnittet mot transportlaget kan f.eks. være TLI (Transport Level Interface)

1.4.5 Sesjonslaget Sesjonslaget gir en verdiøkning i forhold til transportlaget. Sesjonslaget kan sammenliknes med en verktøykasse hvor vi kan plukke relevante verktøy etter behov. Sesjonslaget inneholder mekanismer for: dataoverføring (full dupleks/halv dupleks), dialogadministrasjon, synkronisering og aktivitetsadministrasjon

1.4.6 Presentasjonslaget Presentasjonslaget håndterer forskjeller i intern representasjon av data i ulike maskiner i nettet. Koder data til/fra et standardformat ved hjelp av BER (Basic Encoding Rules). Språket ASN.l (Ab straet Syntax Notation. One) benyttes til å beskrive strukturen på data som skal kodes/dekodes.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 11

A

39522

1.4.7

Videregående datakommunikasjon

Applikasjonslaget

Applikasjonslaget omfatter den delen av en applikasjon som tar seg av kommunikasjonsrelaterte aspekter. Her finnes det en rekke standard verktøy, som er tilpasset ulike applikasjoner. Eksempler:

♦ ACSE Association Control Service Element ♦ ROSE Remote Operations Service Element ♦ RTSE Reliable Transfer Service Element ♦ FTAM File, Transfer, Access and Management ♦ X.400

(elektronisk post)

Flere verktøy kan kombineres og benyttes av en applikasjon. X.400 (elektronisk post) benytter f.eks. både ROSE, RTSE og FTAM.

1.4.8

Innkapsling

Et lag i OSl-modellen tar i mot data fra laget over, legger til et hode med kontrollinformasjon, f.eks. adresser og sekvensnumre, og leverer begge deler til laget under. Når den kommer frem til mottaker, vil et lag fjerne kontrollinformasjonen og levere data videre til laget over.

Datalinjelaget er spesielt, ettersom det her er vanlig å plassere en sjekksum i en egen hale (trailer).

Lag 7 Lag 6 Lag 5 Lag 4 Lag 3 Lag 2 Lag 1

data ah data ah data Ph sh ah data Ph sh th ah data Ph sh ph th ah data dh sh th ah data dt Ph 01111110110010101010100011101010001101010111110

Figur 1.12 Innkapsling

Side 12

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

\

2

Oppsummering

1.5

Det har skjedd en utvikling fra sentraliserte til distribuerte løsninger. Distribuerte løsninger gir fordeler med hensyn til pris, pålitelighet, forutsigbar responstid og utvidbarhet.

Standardisering er et viktig virkemiddel for at ulike systemer skal kunne kommunisere, og gir fordeler både for leverandører og brukere. Brukerne oppnår valgfrihet og større fleksibilitet, mens leverandørene oppnår et større marked og mulighet for spesialisering. Viktige standardiseringsorganisasjoner er ISO, ANSI, ITU-T, ETSI, IEEE og EIA. OSl-modellen danner et rammeverk for nettarkitekturer. Viktige begreper er: Entitet, protokoll, protokolldataenhet, tjeneste og tjenestedataenhet. Modellen inneholder syv lag som hvert inneholder et sett med funksjoner: Fysisk lag, datalinjelag, nettlag, transportlag, sesjonslag, presentasjonslag og applikasjonslag.

1.6

Oppgaver

a. Gjør kort rede for begrepene: ♦ protokoll ♦ tjenestedataenhet (service data unit) ♦ protokolldataenhet (protocol data unit) ♦ entitet (Entity) ♦ tjenesteprimitiv (service primitive) b. I hvilke lag i OSl-modellen plasseres disse protokollene: ♦ TCP? ♦ CCR? ♦ X.25 PLP? ♦ IEEE 802.3? ♦ X.400?

c. I hvilke lag i OSl-modellen er disse funksjonene plassert: ♦ veivalg (ruting)? ♦ flytkontroll? ♦ multipleksing? ♦ sjekksumberegning? (Merk: Noen funksjoner kan forekomme i flere lag.)

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 13

A

39522

Videregående datakommunikasjon

Kapittel 2

Fysisk lag Etter å ha gått gjennom dette kapitlet skal du kunne gjøre rede for: ♦ teoretisk grunnlag og begrensninger som gjelder for datatransmisjon

♦ ulike typer overføringsmedia og støy ♦ dataoverføring gjennom telenettet og bruk av faste samband

♦ grensesnitt: RS-232-C og X.21 ♦ multipleksing ♦ ISDN og høyhastighetsnett

2.1 Teoretisk grunnlag for datatransmisjon Et periodisk signal kan beskrives ved hjelp av amplitude, frekvens og fase. Amplitude (A) angir utslaget av signalet. Frekvensen angir hvor mange ganger en periode forekommer i løpet av en tidsenhet (T).

Sammenhengen mellom frekvens og periode er gitt ved/ = 1 / T.

Eksempel: En frekvens på 10 kHz betyr at en periode varer 1/10000 = 10‘4 s.

Fase (co) angir forskyvningen i tid mellom to signaler, og angis i grader. En periode tilsvarer 360 grader. Faseforskyvningen i figur 2.1 er 90 grader. Legg merke til at fase sier noe om et signal i forhold til et annet signal. Fase kalles derfor en relativ måleenhet.

Side 14

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

2.1.1 Båndbredde Alle overføringsmedia foretar en viss demping av de signalene som overføres. Denne dempingen er frekvensavhengig. Størrelsen av frekvensområdet med liten demping kalles for overføringsmediets båndbredde. Eksempel: En telefonforbindelse er normalt i stand til å overføre frekvenser fra og med 300 Hz til og med 3400 Hz.En telefonforbindelse har således en båndbredde på 3100 Hz. I

2.1.2 Maksimum overføringshastighet I 1928 viste forskeren Harry Nyquist at maksimum overføringshastighet over en støyfri kommunikasjonskanal med båndbredde W, er gitt ved formelen:

maks. overføringshastighet = 2W

10g2L b/s

H angir båndbredde i Hz, L angir antall nivåer signalet kan anta. Dersom f.eks. fire ulike spenningsnivåer benyttes for å kode de fire mulige kombinasjonene av to biter, vil L ha verdien 4. Eksempel: En telefonlinje har en båndbredde på 3100 Hz. Dersom signalene kan ha to mulige verdier, vil den teoretiske maksimale overføringshastigheten være: 2 * 3100 * log2 2 = 6200 b/s.

Dersom fire nivåer benyttes for to biter, blir den teoretisk maksimale overføringshastigheten: 2 * 3100 * log2 4 = 12400 b/s

2.1.3 Maksimal overføringshastighet i en kanal med støy Det finnes alltid noe støy når signalene går gjennom et overføringsmedium. Denne støyen kan måles relativt til signalet som går over overføringsmediet. For å beskrive forholdet mellom signal (5) og støy (A), benyttes måleenheten dB (desibel). Måleenheten dB angir 10 log10 S/N. 30 dB S/N= 1000 (støy utgjør 1/1000 av signalet) 20 dB S/N= 100 (støy utgjør 1/100 av signalet) 10 dB S/N = 10 (støy utgjør 1/10 av signalet) Tabell 2.1 Signal/støyforhold uttrykt i dB

I 1948 viste forskeren Claude E. Shannon matematisk følgende formel som angir den maksimale overføringshastighet for en støypåvirket kanal med båndbredde W:

maks. overføringshastighet =

W log2(l + S/N) b/s

Eksempel: Overføring over en forbindelse med 30 dB S/N, 3100 Hz båndbredde. 3100 * 9.97 = 23900 b/s uansett antall signalnivåer.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 15

Videregående datakommunikasjon

39522

2.1.4 Effekten av begrenset båndbredde Den franske matematiker Jean Fourier fant ut at enhver periodisk funksjon g(r), med periode Tkan konstrueres ved å summere et (kanskje uendelig) antall sinus- og cosinusfunksjoner .00

00

g(f) = ±c + Y ansin (2nnft) + L bncos(2nnft 2 n-1 n-1 Figur 2.2 Periodisk funksjon som sum av frekvenser

hvor f = 1 /Tor grunnfrekvensen, og an og bn er sinus- og cosinusamplitudene av den n'te harmoniske. I praksis betyr dette at ethvert signal består en sum av et antall harmoniske frekvenser. Harmoniske frekvenser er grunnfrekvensen multiplisert med et heltall. Figuren viser et signal, og hvor mye av signalet som blir overført ved ulike antall harmoniske. Vi ser at flere harmoniske fører til en bedre tilnærming til det opprinnelige signalet.

Figur 2.3 Periodisk signal representert som en sum av frekvenser

Som tidligere nevnt, er sammenhengen mellom frekvens og lengde på en periode/= 1 / T. I forbindelse med diskusjonen av båndbredde så vi at alle overføringsmedia foretar en viss demping av signalene som overføres. Denne dempingen er frekvensavhengig. Normalt overføres amplitudene med liten demping opp til en frekvens/. Over denne frekvensen blir signalene sterkt dempet. Dette kan vi knytte sammen med Fouriers oppdagelse at alle periodiske signaler består av en sum av frekvenser. Et større frekvensområde betyr at mer av signalet, det vil si flere harmoniske, overføres. En vanlig telefonlinje har f.eks. som tidligere nevnt en båndbredde på ca. 3100 Hz. Dette legger klare begrensninger på hvor mye som kan overføres. Følgende eksempler viser hvordan båndbredden påvirker et signal som overføres over en linje med tilsvarende båndbredde. Legg merke til at eksemplene gjelder for umodulerte signaler. Hensikten er å vise hvordan båndbredden påvirker overføringen, og ikke hva som skjer ved overføring over en telefonlinje.

Side 16

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

Eksempel: 1200 b/s Et tegn (8 biter) skal overføres. Tegnets periode (T) = 8 biter / 1200 b/s = 6.67 millisekunder Den første harmoniske frekvensen er da: 1 / T = 150 Hz Siden båndbredden er 3100 Hz, får vi sendt over 20 harmoniske uten at signalet dempes noe særlig. Mottakeren vil derfor ha få problemer med å gjenskape det opprinnelige signalet. Eksempel: 19200 b/s Et tegn (8 biter) skal overføres. Tegnets periode (T) = 8 biter / 19200 b/s = 0.42 millisekunder Den første harmoniske frekvensen er da: 1 / T = 2400 Hz Siden båndbredden er 3100 Hz, får vi sendt over bare en harmonisk uten noe særlig demping. De øvrige harmoniske blir kraftig dempet, og signalet blir derfor svært vanskelig å gjenskape hos mottakeren.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 17

A

39522

Videregående datakommunikasjon

2.2 Fysiske overføringsmedia Vanlige overføringsmedia for bruk i tele- og datakommunikasjon er tvunnet parkabel, koaksialkabel og fiberoptisk kabel. I tillegg kan signaler overføres ved hjelp av radiobølger (radiolinjeforbindelser og satellittsamband).

2.2.1 Tvunnet parkabel En tvunnet parkabel består av ett eller flere par ledninger, hvor hvert par er tvunnet. At kabelen er tvunnet, skyldes at den da får bedre elektriske egenskaper enn to parallelle ledere.

Figur 2.4 Tvunnet parkabel Tvunnet parkabel benyttes for å koble terminaler til datamaskiner, i abonnentlinjer i telenettet, og i lokalnett. Tvunnet parkabel finnes i både uskjermede og skjermede varianter. Her benyttes ofte forkortelsene UTP (Unshielded Twisted Pair) og STP (Shielded Twisted Pair). Forkortelsene etterfølges ofte av et tall som angir hvilke klasse kabelen tilhører. Det finnes fem klasser innenfor hver kategori. UTP 3 angir eksempelvis kabel egnet for telefoni, mens UTP 5 er laget for dataoverføring. Skjermet kabel gir mindre følsomhet overfor støy enn uskjermet kabel.

2.2.2 Koaksialkabel En koaksialkabel består av en isolert kjerne omsluttet av en skjerm. Utenpå skjermen finnes det ett eller flere lag av isolasjon. En koaksialkabel har mindre demping og er mindre følsom overfor støy enn en tvunnet parkabel.

Figur 2.5 Koaksialkabel

Koaksialkabel benyttes mellom analoge telefonsentraler, i lokalnett og i kabel-TV-nett.

2.2.3 Optisk fiber En optisk fiber overfører signaler i form av lys. I dette tilfellet må signalet moduleres inn på en lysstråle. En optisk fiber er ufølsom overfor elektromagnetisk støy. Den er også vanskeligere å avlytte, fordi kabelen ikke gir noen elektromagnetisk utstråling. Avlytting kan bare skje ved fysisk avtapping av signalet. Bruk av optisk fiber er i praksis begrenset til punkt-til-punkt-samband.

Side 18

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

A

Videregående datakommunikasjon

39522

Multimodus kabel I en multimodus kabel reflekteres noe av lyset av ytterveggen i fiberen. Det betyr at deler av signalet kommer frem til bestemmelsesstedet på forskjellige tidspunkter. Dette begrenser båndbredden.

Enkeltmodus kabel I en enkeltmodus kabel er fiberen så tynn (0.005-0.0Imm.) at lysstrålen blir tvunget til å følge bare én bane. Enkeltmodus fiber gir bedre overføringsegenskaper, men setter samtidig høyere krav til koblingen i endepunktene Optisk fiber benyttes for digital overføring av signaler mellom telefonsentraler og for å koble sammen lokalnett (backbone).

2.2.4 Radiosamband Radiolinjesamband kan være både analoge og digitale. For datakommunikasjon benyttes normalt VHF- og UHF-samband. Radiolinjesamband utgjør en viktig del av det norske telenettet.

Figur 2.6 Radiolinjesamband Satellittsamband er en variant av radiolinjesamband, hvor signalene sendes til en satellitt i geostasjonær bane. Satellitten regenererer signalene og sender dem tilbake til jorden. Et spesielt problem knyttet til satellittoverføring er den lange tiden det tar fra et signal sendes til det mottas i andre enden. Dette setter blant annet spesielle krav til datalinjelagsprotokollen.

Figur 2.7 Satellittsamband

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 19

39522

A

Videregående datakommunikasjon

2.3 Støy og demping Som tidligere nevnt, blir signaler dempet når signalet flytter seg gjennom et overføringsmedium. Denne dempingen er frekvensavhengig, slik at alle signaler ikke dempes like mye. I tillegg påvirkes signalene av støy. Den interessante størrelsen i dette tilfellet er forholdet mellom signal og støy, og vi har tidligere sett at dette forholdet måles i decibel (dB). ♦ Termisk støy Termisk støy finnes i alle metalliske overføringsmedia. Denne støyen skyldes at atomene ikke er helt rolige. Atomene som vibrerer, skaper elektromagnetisk støy. Termisk støy er temperaturavhengig, og øker med stigende temperatur.

♦ Pulsstøy Pulsstøy (transienter) oppstår når elektriske apparater skrus av og på. Dette fører til at pulser sprer seg gjennom lysnettet. Pulsstøy har ofte en varighet som gjør at den kan ødelegge en hel sekvens av biter. ♦ Krysstale Krysstale er først og fremst et fenomen knyttet til eldre luftstrekk av telefonkabel. Når elektriske signaler løper ved siden av hverandre over lengre avstander, vil et signal på den ene kabelen føre til et svakere signal i den andre kabelen. Dette skyldes at negative og positive ladninger tiltrekkes av hverandre. Krysstale kan også oppstå i busser i datamaskiner. Dette er gjeme en grunn til at busser har en begrenset avstand mellom ytterpunktene. +++++

+++++

Figur 2.8 Krysstale ♦ Intermodulasjon Intermodulasjon oppstår når to signaler med ulike frekvenser sendes over det samme overføringsmediet, eller benytter den samme antennen. I dette tilfellet kan det oppstå et nytt (svakere) signal på en annen frekvens.

Side 20

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

i\

Videregående datakommunikasjon

39522

2.4 Dataoverføring gjennom telenettet Når digitale data skal overføres over lengre distanser, er det i de fleste tilfeller nødvendig å benytte Telenors kabelnett. Telenor tilbyr digitale nett (Datex, Datapak), men det vanligste er allikevel å benytte ordinære telefonlinjer. Disse telefonlinjene skaper visse problemer for dataoverføring. For det første er båndbredden svært begrenset (ca. 3100 Hz), ettersom telefonlinjene er ment å benyttes til overføring av tale. Dessuten blokkerer telefonlinjene likestrømssignaler, noe som gjør at vi ikke har mulighet til å overføre mange biter med samme verdi etter hverandre.

2.4.1 Hvordan et modem virker Som nevnt i innledningen, er telefonnettet ikke særlig egnet for å overføre digitale signaler. Det er derfor nødvendig å omgjøre de digitale signalene til analoge signaler som kan sendes over en telefonforbindelse. Det gjøres ved å sende et analogt signal (bæresignal) gjennom telefonforbindelsen, og forandre dette i takt med de digitale signalene som vi ønsker å overføre. Dette kalles for modulering. I den andre enden vil det da være nødvendig å gjenkjenne disse forandringene i signalene som går gjennom forbindelsen, og omgjøre disse til digitale signaler. Dette kalles for demodulering. En enhet som modulerer digitale signaler inn på et analogt signal i ene enden og demodulerer det analoge signalet i andre enden, kalles et modem (modulator/demodulator). Det finnes tre forskjellige teknikker for å modulere et digitalt signal inn på et analogt signal:

♦

amplitudemodulasjon

♦

frekvensmodulasjon

♦ fasemodulasjon

Amplitudemodulasjon Amplitudemodulasjon forandrer amplituden til bæresignalet (carrier) i takt med signalskiftet i den digitale bitstrømmen som skal overføres. Bæresignalets frekvens og fase holdes konstant, mens amplituden blir økt eller redusert for å representere binærverdiene 1 og 0. I sin enkleste form kan bæresignalet slås av eller på for å representere binærverdien.

Figur 2.9 Amplitudemodulasjon

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 21

Videregående datakommunikasjon

39522

Frekvensmodulasjon Frekvensmodulasjon forandrer frekvensen til bæresignalet (carrier) i takt med den digitale bitstrømmen som skal overføres. Det betyr at binærverdien 0 representeres av en frekvens, mens binærverdien 1 representeres av en annen frekvens.

U

1__ \ i__

j

L_

Figur 2.10 Frekvensmodulasjon

Fasemodulasjon Ved fasemodulasjon forandres fasen til bæresignalet med et antall grader når det skjer et skifte fra 0 til 1 eller fra 1 til 0 i det digitale signalet.

Figur 2.11 Fasemodulasjon

Modemer for større hastigheter benytter gjerne kombinasjoner av flere modulasjonsteknikker. Eksempel: ITU-Ts rekommandasjon V.32 beskriver et 9600 b/s modem som representerer fire biter i hvert signalelement. En bit styrer amplituden, de tre andre fasen. Det betyr at antall skiftinger i signalnivå er 2400 Baud, noe som er fullt mulig å

overføre over en telefonlinje. Nyere høyhastighetsmodemer deler telefonlinjens båndbredde i separate delbånd, og benytter en kombinasjon av amplitudemodulasjon og fasemodulasjon i hvert av disse båndene. Når modemet etablerer kontakt med et modem i den andre enden, testes hvert enkelt delbånd for å se om linjen har frekvensområder som bør utelates. Delbånd kan også utelates underveis dersom modemet detekterer mange etterfølgende feil.

Side 22

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

2.4.2 Modemtyper Det finnes i dag en rekke forskjellige typer modemer på markedet. Overføringshastigheten er som oftest den viktigste faktoren ved klassifisering av modemer.

Modemer for hastighetene 1200 b/s og 2400 b/s er relativt enkle sett fra en teknisk synsvinkel, fordi kretsene for modulasjon er enkle å konstruere. Modemer for høyere hastigheter må benytte mer avanserte modulasjonsteknikker, og er derfor relativt dyre å anskaffe. I dag er det vanlig å benytte modemer med overføringshastighet 28800 b/s. Som vi har sett tidligere, nærmer dette seg den teoretiske grensen for hva vi kan overføre over en telefonlinje. I den senere tid har det kommet en rekke modemer på markedet som også foretar komprimering av data som overføres. Dette gir en høyere effektiv hastighet enn antall biter som overføres over linjen skulle tilsi. For allerede komprimerte filer vil modemets interne komprimering ha liten virkning. Overføringshastigheten angis derfor normalt som 'opp til' et eller annet antall biter pr. sekund.

V.32 9.600 b/s V.32 bis 14.400 b/s V.34 28.800 b/s Tabell 2.2 Noen aktuelle standarder for oppringt samband En annen oppdeling kan gjøres med tanke på fysisk plassering. Tradisjonelt har det vært vanlig at modemer har vært plassert fysisk atskilt fra datamaskinen, og at sammenkoblingen har skjedd ved hjelp av RS-232-C-grensesnittet.

I den senere tid har det imidlertid blitt mer og mer vanlig å se innebygde modemer som plasseres som et tilleggskort i en PC. Det finnes også modemer som er bygd inn i såkalte PC-kort (tidligere PCMCIA). Disse er spesielt utviklet for bærbare datamaskiner.

Eldre modemer krever ved oppringt samband at samtalen først kobles opp ved hjelp av et vanlig telefonapparat. Når forbindelsen ble etablert, måtte brukeren av modemet trykke på en bryter for å koble modemet til forbindelsen.

Nyere modemer inneholder gjeme en egen komponent som gjør at datamaskinen kan be modemet om selv å ringe et nummer. Denne kalles en ACU {Automatic Calling Unit). Modemet instrueres om å slå et nummer ved at det mates med spesielle tegnsekvenser.

Ett av de første firmaene som leverte slike modemer (Hayes) spesifiserte et slikt kommandosett for å styre modemer. Modemer som følger denne spesifikasjonen kalles gjeme for Hayes-kompatible.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 23

A

39522

Videregående datakommunikasjon

2.5 Faste samband Et alternativ til oppringt samband er å leie en forbindelse mellom to punkter. I Norge er dette for tiden en såkalt regulert tjeneste, noe som betyr at bare Telenor får levere slike samband. I Europa skjer det imidlertid en deregulering av teletjenestene, og det betyr at vi snart kan leie samband fra konkurrenter, eller anlegge egne samband. Det finnes to typer leide samband. Telenor har en egen tjeneste, Digital, som gir en digital forbindelse mellom to punkter. Det betyr at Telenor leverer tilkoblingsutstyret og garanterer kvaliteten på det leide sambandet. Digital finnes for en rekke forskjellige hastigheter, og prisen er avhengig av den geografiske avstanden mellom tilkoblingspunktene. Inntil 6 km regnes avstanden i luftlinje mellom tilkoblingspunktene, for samband over 6 km regnes avstanden mellom sentralene som ligger nærmest tilknytningspunktene. Faste samband brukes f.eks. som grunnlag for private pakkesvitsjede nett Et annet alternativ er å leie trådpar av Telenor og selv koble på utstyr for å terminere forbindelsen. Dette kalles samband av telefontype. Tabellen viser noen eksempler på prising av faste punkt-til-punkt-samband. Det er imidlertid en utbredt oppfatning at disse prisene kommer til å reduseres betraktelig når konkurrenter

kommer inn på markedet. 64 kb/s Avstand 1200 b/s 2400 b/s 4800 b/s 9600 b/s 19200 b/s 2080,850,850,850,850,850,0-100 m 3420,1100,1100,1100,1100,1100,101-200 m 4100,1350,1350,1350,1350,1350,201 -400 m 4760,1600,1600,1600,1600,1600,401-1000 m 6610,1850,1850,1850,1850,1850,1001-2999 m 2750,-1 9540,2750,2750,2750,2750,3-10 km 10640,7480,5730,5170,4970,4790,11-20 km 11270,10410,7320,6710,6450,6140,21-40 km 11650,11090,7750,7090,6920,6560,41-60 km 12580,11930,8240,7530,7370,7000,61 -100 km 14160,12640,8530,7810,7620,7260,101-150 km 15730,13860,9290,8400,8150,7770,151-200 km 17740,14450,9740,8780,8580,8230,201-300 km 19480,15090,10120,9040,8970,8640,> 300 km Tabell 2.3 Priser for digitale samband (fra Telenors prisliste 01.03.95)

Side 24

januar 1996

2 Mb/S 4690,7710,10640,12340,20600,32200,42350,57020,72620,92240,121450,150600,186910,234570,-

© NK1 Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

39522

\

2.6 Asynkron og synkron overføring 2.6.1 Asynkron overføring Asynkron overføring benyttes først og fremst for tegnorientert kommunikasjon. Ved slik overføring inneholder hvert enkelt dataelement (normalt et enkelt tegn eller en byte) synkroniseringsinformasjon som gjør det mulig for mottaker å detektere starten og slutten av et dataelement. Når ingen dataoverføring skjer, er linjen høy. Foran dataelementet kommer en såkalt startbit. Startbiten har en verdi tilsvarende binærverdien 0. Det gjør at mottaker starter en klokke som benyttes for å finne ut når hvert av de resterende biter skal avleses. Dataelementet avsluttes med en såkalt stoppbit med binærverdien 1. Det gir overgang fra 1 til 0 dersom et nytt dataelement kommer rett etter.

stoppbit

, start­ bit

~1. °° ।1 ~1;

,

;

Figur 2.12 Asynkron overføring

Mottaker og avsender må begge vite hvor lang tid en enkelt bit tar. De må derfor på forhånd være satt opp med samme hastighet (antall biter pr. sekund).

2.6.2 Synkron overføring Synkron overføring benyttes først og fremst ved overføring av lengre dataelementer. I dette tilfellet overføres synkroniseringsinformasjonen enten over en separat linje (f.eks. X.21), eller ved at hver enkel bit inneholder en transisjon (overgang mellom 0 og 1) som synkroniserer mottaker (Manchesterkoding).

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 25

A

39522

Videregående datakommunikasjon

2.7 Grensesnitt Når datamaskinen skal kommunisere med et modem, ma det finnes et sakalt grensesnitt (interface} mellom de to enhetene. Grensesnittet angir hvordan en enhet kan kommunisere med en annen. En spesifikasjon av et grensesnitt på fysisk lag inneholder normalt en beskrivelse av: ♦ mekanisk grensesnitt. Det mekaniske grensesnittet definerer hvordan plugger for sammenkobling av datamaskin og modem skal se ut

♦ elektrisk grensesnitt. Det elektriske grensesnittet spesifiserer hva slags spenningsnivåer som skal benyttes for å overføre verdiene 0 og 1 ♦ funksjonelt grensesnitt. Det funksjonelle grensesnittet angir hvilke funksjoner de enkelte ledningene (pinnene) har ♦ prosedyremessig grensesnitt. Det prosedyremessige grensesnittet spesifiserer i hvilken rekkefølge de enkelte funksjonene benyttes for å få til oppkobling, dataoverføring og nedkobling av en fysisk forbindelse

2 .7.1 RS-232-C EIA (Electronic Industries Association) har definert en standard for grensesnitt mellom data­ maskin (terminal) og modem som betegnes RS-232-C. (ITU-T har utarbeidet en nærmest identisk rekommandasjon med betegnelsen V.24). Det mekaniske grensesnittet utgjøres av en 25-pinners plugg. De enkelte signalene deler en felles returvei. Transmit

----- —------------------ —

Common return

/——---------------------

Receive

----------------------------- —

Figur 2.13 RS-232-C benytter felles returvei for signalene Det elektriske grensesnittet definerer hvordan de logiske signalene representeres. Logisk 1 er definert som en spenning i intervallet -3 til -15 V. Logisk 0 er definert som en spenning i

intervallet +3 til +15 V.

Side 26

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

>\

Videregående datakommunikasjon

39522

Det funksjonelle grensesnittet definerer hvilken funksjon de enkelte signalene har. Figuren viser de viktigste signalene i RS-232-C:

Terminal

Protective Ground (1) Transmit (2) Receive (3) Request to Send (4) Clear to Send (5) Data Set Ready (6)

Modem

Common Return (7) Carrier Detect (8) Data Terminal Ready (20)

Figur 2.14 De viktigste signalene i RS-232-C

Beskrivelse av de enkelte signalene: TxD RxD CTS RTS CD DSR DTR

Benyttes for sending av biter fra terminal til modem Transmit Benyttes for mottak av biter fra modem Receive Clear to Send Angir at modem er klar til å motta data (flytkontrolI) Angir at terminal ønsker å sende data til modem (flytkontroll) Request to Send Angir at modemet har kontakt med et modem i andre enden Carrier Detect Angir at modemet er slått på og klar Data Set Ready Data Terminal Ready Angir at terminalen er slått på og klar Tabell 2.4 Beskrivelse av de viktigste signalene i RS-232-C

Det prosedyremessige grensesnittet spesifiserer i hvilken rekkefølge de enkelte signalene skal benyttes ved oppkobling av forbindelse, overføring av data og nedkobling av forbindelse. RS-232-C brukes ofte til å koble datamaskiner direkte sammen over kortere avstander. I slike tilfeller benyttes bare en del av RS-232-C standarden. Dette er grunnen til at bare noen av ledningene (pinnene) faktisk er i bruk.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 27

Videregående datakommunikasjon

2 .7.2 X.21 Vi har tidligere sett hvordan RS-232-C definerer et grensesnitt for kommunikasjon mellom datamaskin og modem. To andre viktige standarder er X.21 og X.2Ibis, som definerer et grensesnitt mellom brukerutstyr (DTE) og en node i et digitalt nett (DCE). X.21 benyttes eksempelvis som grensesnitt mot Telenor s linjesvitsjede nett, Datex. I tillegg definerer X.21 mekanisk, elektrisk og funksjonelt grensesnitt for X.25. Egentlig definerer X.21 det prosedyremessige grensesnittet, mens andre standarder definerer det mekaniske, elektriske og funksjonelle grensesnittet. X.21 benyttes allikevel som et samlebegrep for disse standardene.

Det mekanisk grensesnitt for X.21 utgjøres av en 15-pinners plugg. I motsetning til RS-232-C benytter X.21 et ledningspar for hvert signal. Logisk 0 defineres som en spenning mindre enn eller lik - 0,3 V, mens logisk 1 defineres som en spenning større enn eller lik 0,3

V. X.21 skiller seg også fra RS-232-C ved at datalinjene brukes til å overføre kommandoer. En brukbar analogi er at X.21 gir en digital summetone. Linjene T og I benyttes for a markere at kontrollinformasjon henholdsvis sendes eller hentes. Når disse linjene er av, er overføringen gjennom grensesnittet transparent for brukeren. Det betyr at brukeren kan sende hva som helst over forbindelsen. T (Transmitt) C (Control)

j

R (Receive) 1 (Indication)

DCE

DTE S (Siqnal element timinq)

B (Byte timinq) Ga (DTE common return) G (Ground)

Figur 2.15 De viktigste signalene i X.21

T (A,B) C (A,B)

R (A,B) 1 (A,B) S (A,B) B (A,B)

Transmit

Data og kontrollsignaler fra DTE til DCE Skiller mellom data- og kontrollsignaler for T Data og kontrollsignaler fra DCE til DTE Skiller mellom data- og kontrollsignaler for R Gir en puls som angir når hver bit mottas og kan sendes Gir en puls som angir når hver byte mottas og kan sendes

Control Receive Indication Signal timing Byte timing Tabell 2.5 Beskrivelse av de viktigste signalene i X.21

X.2Ibis er en variant av X.21, basert på RS-232-C. I dette tilfelle benyttes spesifikasjoner for mekanisk, elektrisk og funksjonelt grensesnitt hentet fra denne standarden. Uttrykket bis står for andre utgave (av en ITU-T rekommandasjon)

Det prosedyremessige grensesnittet i X.21 og X.2 Ibis er relativt komplekst og spesifiserer dialog for oppkobling, vedlikehold og nedkobling av en forbindelse. Dette brukes f.eks. i

Datex.

Side 28

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

2.8 Multipleksing Multipleksing er et begrep som benyttes når flere logiske kanaler deler en fysisk kanal. Figuren viser en åttekanals multiplekser.

demultiplekser

multiplekser

Figur 2.16 Multipleksing

2.8.1 Multipleksing av analoge kanaler Frekvensmultipleksing av analoge kanaler benyttes først og fremst i telenettet. Den totale båndbredden på den fysiske kanalen deles opp i et antall logiske kanaler. Hver logisk kanal får tildelt et frekvensbånd innenfor den totale båndbredden på den fysiske kanalen. Signalene som overføres over de logiske kanalene moduleres slik at det modulerte signalet faller innenfor det frekvensbåndet som er tilordnet kanalen.

60-108kHz

Figur 2.17 Frekvensmultipleksing I telenettet benyttes f.eks. multipleksing av 12 analoge samband inn på et fysisk samband. Båndbredden på det fysiske sambandet dekker i dette tilfelle frekvensområdet 60 - 108 kHz. Hver kanal får altså en båndbredde på 4000 Hz.

Et telefonsamband har en båndbredde begrenset til 3100 Hz. Resten av båndbredden benyttes til å separere kanalene, slik at de ikke forstyrrer hverandre {interferens).

Trådforbindelsen mellom en abonnent og en sentral i telesystemet har en høyere båndbredde enn 3100 Hz. Begrensningen av båndbredden er først og fremst lagt inn for å utnytte sambandet mellom sentraler mest mulig effektivt ved bruk av multipleksing. Høyere båndbredde på enkeltforbindelser ville føre til lavere kapasitet i nettet som kobler sammen sentralene.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 29

Videregående datakommunikasjon

39522

2.8.2 Multipleksing av digitale kanaler Ved tidsmultipleksing deles den totale overføringskapasiteten opp i tidsluker som tildeles de enkelte logiske kanaler. Tildelingen av tidsluker kan skje statisk eller dynamisk.

Statisk tidsmultipleksing Ved statisk tidsmultipleksing tildeles hver kanal tidsluker uansett om en kanal har trafikk eller ikke. I følgende eksempel venter tegn på å bli overført på tre av kanalene (kanal 0, 5 og 7). —— riRÅ

DBA

521

----------

+ r

39522

2.9.6 Protokoller Fysisk lag (1.430,1.431) Protokollen som implementerer fysisk lag, inneholder blant annet funksjoner for å styre tilgangen til ISDN-bussen. Bussen gir mulighet for toveis overføring av 2B+D kanaler ved bruk av tidsmultipleksing (TDM) med en bitrate på 192 kb/s begge veier. Brukeren får tilgang til 144 kb/s, resten benyttes til synkronisering og kontrollinformasjon. Rekommandasjonen definerer en passiv buss som gir mulighet for tilkobling av inntil åtte terminaler og støtter punkt-til-punkt og punkt-til-multipunkt terminalkonfigurasjoner. Bussen sørger også for aktivering og deaktivering av lag 1, slik at NT-er kan plasseres i en modus hvor strømforbruket er minimalt. Den gir også mulighet for en viss strømforsyning over grensesnittet, slik at telefontjenesten kan opprettholdes selv ved brudd i elektrisitets­ forsyningen. Grensesnittet mellom NT1 og sentralen benytter allerede eksisterende ledningsforbindelser. Det muliggjøres ved avanserte integrerte kretser i hver ende av forbindelsen.

Datalinjelag (1.440,1.441) På datalinjelaget benyttes protokollen LAP-D (Link Access Procedure - D Channel) som er en utvidelse av LAP-B som benyttes innenfor X.25. Forskjellen er at LAP-D gir mulighet for punkt-til-multipunkt-forbindelser.

Nettlag (I.450, 1.451,1.452) På nettlagsnivå er det definert en protokoll som tar seg av oppsetting og nedkobling av forbindelser mellom ISDN-terminaler.

2.9.7 ISDN rammer Internt benytter ISDN en form for tidsmultipleksing. Over ISDN-forbindelsen sendes det rammer som inneholder tidsluker for hver av B-kanalene og D-kanalen. Hver ramme har en lengde på 48 biter. Av disse benyttes 16+16 biter til B-kanalene, mens 4 biter benyttes til D-kanalen. De resterende biter benyttes til synkronisering og kontrollinformasjon. Hver ramme tar 250 mikrosekunder, hvilket gir en overføringshastighet på 192 kb/s. L D E

B2

S D E

B1

S D E

F F A D E

B2

B1

L F start

Figur 2.26 ISDN rammestruktur

B1, B2 D F L E A S

Side 36

Inneholder informasjon som overføres over B-kanalene (2x16 biter / ramme) Inneholder informasjon som overføres over D-kanalen (4 biter / ramme) Skifter verdi i et forhåndsbestemt mønster, og benyttes til synkronisering Justerer rammen, slik at ikke altfor mange påfølgende like biter skal forekomme Styrer tilgangen til bussen (4 biter / ramme) Aktiviserer utstyr som er koblet til bussen Er foreløpig ikke tatt i bruk Tabell 2.8 Beskrivelse av de ulike feltene i en ISDN-ramme

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

2.10 Høyhastighetsnett 2.10.1 Bredbånds ISDN ITU-T arbeider nå med å definere standarder for bredbånds-ISDN (B-ISDN) som vil gi en overføringshastighet på 2 Mb/s og høyere. Det vil gi nye bruksområder for telenettet. En slik hastighet gir f.eks. mulighet til å overføre videosignaler gjennom nettet. I 1987 ble ATM {Asynchronous Transfer Mode) valgt som transport- og svitsjeteknologi for B-ISDN. Svitsjeteknologien i ATM vil bli behandlet nærmere i forbindelse med nettlaget.

Det er imidlertid viktig å skille mellom ATM og B-ISDN. B-ISDN gir større funksjonalitet enn dagens ATM-løsninger. B-ISDN krever nye overføringsmedia, f.eks. optisk fiber. Det arbeides også med ny teknologi for å oppnå høyere båndbredde på eksisterende kopperkabel. HDSL {High bit-rate Digital Subscriber Line) er tenkt benyttet for generell toveis, høyhastighets dataoverføring, mens ADSL {Asymmetric Digital Subscriber Line) baserer seg på bredbåndsteknologi, og er interessant som bærer av videosignaler i en retning.

Et slikt nett vil føre til at vi vil se store forandringer i distribusjon av informasjon. I stedet for å leie en videofilm i en videobutikk, kan vi bestille en film, og få den overført gjennom telenettet. Dette gir også muligheter til å sette samme sin egen avis ut fra gitte kriterier, og få den overført på regulær basis. Distribusjon av informasjon vil således kunne bli billigere enn i dag.

2.10.2 SDH (Synchronous Digital Hierarchy) Fremtidige telenett vil i stor grad baseres på ITU-T's SDH {Synchronous Digital Hierarchy). SDH består av svitsjer og multipleksere. Hastigheten over linjene i SDH kan variere fra 155 Mb/s til 2.5 Gb/s (foreløpig). SDH kan koble opp forbindelser med hastigheter fra 2 Mb/s til 140 Mb/s. SDH tilsvarer i stor grad ANSLs SONET {Synchronous Optical NetWork). SONET opererer med litt andre hastigheter, tilpasset amerikanske forhold. SDH og SONET kan fungere som bærer av ATM-trafikk, og således koble sammen ATM-noder.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 37

Videregående datakommunikasjon

39522

2.11 Oppsummering Det finnes teoretiske grenser for hvor mye informasjon som kan overføres over en kommunikasjonskanal pr. tidsenhet. Alle signaler dempes under overføring, og dempingen er frekvensavhengig. Det frekvensområdet hvor signalet ikke dempes nevneverdig, kalles overføringsmediets båndbredde. Båndbredde og støy er viktige rammefaktorer for å kunne finne kapasiteten til en kommunikasjonskanal. Vanlige overføringsmedia er: Skjermet og uskjermet tvunnet parkabel, koaksialkabel og optisk fiber. I tillegg kan signaler overføres i form av radiobølger over radiolinjesamband og satellittforbindelser.

Digital informasjon kan overføres gjennom en vanlig telefonlinje ved at de digitale signalene omformes til analoge signaler (tonesignaler). Denne omformingen gjøres av et modem (modulator/demodulator). Et alternativ til oppringt samband er fast oppkoblede samband.

Ved asynkron overføring synkroniseres mottaker og sender for hvert tegn, ved at avsender sender en startbit før tegnet, og en stoppbit etter tegnet. Ved synkron overføring synkroniseres mottaker og avsender for hver enkel bit, enten ved at ett klokkesignal overføres på en separat linje, eller ved at klokkesignalet er lagt inn i selve signalet (ManchesterkodingY Grensesnitt mot fysisk lag kan deles inn i fire ulike deler: mekanisk, elektrisk, funksjonelt og prosedyremessig grensesnitt. RS-232-C definerer grensesnitt mellom datamaskin og modem, mens X.21 og X.21Z?A definerer grensesnitt mellom datamaskiner og en node i et digitalt nett. Multipleksing betyr at flere logiske kanaler deler en fysisk kanal. Frekvensmultipleksing brukes for analoge signaler, mens tidsmultipleksing brukes for digitale signaler. ISDN utgjør et grensesnitt mot ulike typer nett, og gir tjenester som telefon, telefaks og dataoverføring. Grunntjenesten gir to 64 kb/s kanaler, samt en 16 kb/s kanal som primært benyttes til signalering. Bredbåndsnett finnes f.eks. i form av B-ISDN.

Side 38

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

2.12 Oppgaver a. Hva er den maksimale teoretiske overføringshastigheten over en perfekt kommunikasjonskanal med båndbredde 10 kHz, og hvor signalet kodes ved hjelp av fire signalnivåer? b. Hva er den maksimale teoretiske overføringshastigheten over en kommunikasjonskanal med båndbredde 10 kHz, og med et signal/støyforhold på 20 dB? c. Et 8-biters tegn overføres over en telefonlinje med båndbredde 3000 Hz. Hvor mange harmoniske overføres når hastigheten er 4800 b/s? Gir dette et brukbart signal?

d. En PC skal kobles til en større datamaskin ved hjelp av en punkt-til-punkt-forbindelse. Forbindelsen skal hovedsakelig benyttes til å sende over tegnstrenger som hver består av 20 tegn. Det oppstår sjelden overføringsfeil på forbindelsen. Både asynkron og synkron overføring kan benyttes. Vil det være noen grunn til å velge asynkron overføring fremfor synkron overføring i et slikt tilfelle? Begrunn svaret.

e. ISDN grunnaksess gir brukeren tilgang til to B-kanaler (64kb/s) og en D-kanal (16kb/s). Den totale overføringskapasiteten over bruker/nett-grensesnittet er på 192 kb/s. Hva benyttes den resterende overføringskapasitet til? B-kanalene gir såkalt transparent overføring mellom to ISDN-brukere. Forklar hva som menes med transparent overføring, og gi eksempler på hva B-kanalene kan benyttes til. g. D-kanalen benyttes primært til signalering, men kan også benyttes til brukertrafikk. I motsetning til B-kanalene gir ikke D-kanalen mulighet for transparent overføring. Hva betyr dette for en bruker av D-kanalen?

f.

h. Gjør rede for hva som menes med signalering, og gi deretter eksempler på brukertrafikk som kan gå over D-kanalen.

i.

Forklar hva som skjer i forbindelse med at en bruker setter opp en forbindelse over en B-kanal.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 39

A

39522

Videregående datakommunikasjon

Kapittel 3

Lokalnett og bynett ((-. -------------------- --- —.. -....... .................. Etter å ha gått gjennom dette kapitlet skal du kunne gjøre rede for: ♦ lokalnett basert på standardene 802.3, 802.4 og 802.5, med spesiell vekt på topologi, tilgangskontroll, rammestruktur og prioritetsmekanismer

L

♦ høyhastighets lokalnett med spesiell vekt på FDDI ■ ...... .......... ............. -■

J

Den amerikanske ingeniørorganisasjonen IEEE har i mange år arbeidet med standarder for lokalnett (og senere for bynett). I starten ble arbeidet konsentrert om å finne frem til en egnet tilgangsprotokoll for lokalnett hvor overføringsmediet deles av flere stasjoner. Arbeidet endte opp med tre ulike standarder, samt en felles overbygning. Etter hvert har arbeidet blitt utvidet i takt med nye behov, og det finnes i dag et helt sett med standarder. Noen av disse har senere blitt internasjonale standarder i regi av ISO. Følgende standarder finnes, eller er under arbeid: IEEE 802.1 IEEE 802.2 IEEE 802.3 IEEE 802.4 IEEE 802.5 IEEE 802.6 IEEE 802.7 IEEE 802.8 IEEE 802.9 IEEE 802.10 IEEE 802.11 IEEE 802.12 IEEE 802.13 IEEE 802.14

High Level Interface and Management Logical Link Control Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect Token-Passing Bus Access Method Token Ring Access Method and Physical Layer Specifications Distributed Queue Dual Bus Metropolitan Area Networks Broadband Networks Fiber Optic Networks Integrated Data and Voice Networks Security and Privacy Wireless LAN Demand Priority Access Method (100BASE-VG) — Cable-TV Based Broadband Communication NetWork Tabell 3.1 IEEE standardiseringsprosjekter

Standarden 802.2 blir behandlet i neste kapittel.

3.1 Historisk oversikt Når flere stasjoner deler det samme overføringsmediet er det nødvendig med en eller annen form for trafikkregulering. I forbindelse med utviklingen av standarder for lokalnett, var det stor diskusjon om hvordan dette skulle løses.

Side 40

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

>\

Videregående datakommunikasjon

39522

IBM hadde i flere år arbeidet med trafikkregulering basert på bruk av loken. Et token er en spesiell ramme som sirkulerer blant stasjonene i nettet. Den som mottar et token, har tillatelse til å sende en viss tid. Deretter må tokenet sendes videre til neste stasjon i nettet. En annen gruppe bestående av Xerox, Intel og DEC hadde basert seg på en helt annen teknikk; CSMA/CD. Her lytter en stasjon først på overføringsmediet for å se om noen andre holder på med en overføring. Dersom overføring pågår, venter stasjonen til det er ledig før den begynner å sende. Det kan tenkes at to stasjoner begynner å sende samtidig. Da oppstår en kollisjon, og den må håndteres på en eller annen måte. IEEE {Institute of Electronic and Electrical Engineers) opprettet i 1980 en komite (nr. 802) for å utvikle standarder for lokale nettverk. Som tidligere nevnt, var det stor uenighet om hva slags mekanisme for tilgangskontroll som skulle velges, og komiteen endte opp med tre forskjellige standarder. I tillegg ble det spesifisert en egen standard for logisk linjekontroll (LLC). ISO har senere adoptert disse standardene som internasjonale standarder:

♦ 802.2

Logical Link Control (ISO 8802.2)

♦ 802.3

CSMA/CD

(ISO8802.3)

♦ 802.4

Token Bus

(ISO8802.4)

♦ 802.5

Token Ring

(ISO8802.5)

Figuren viser den logiske sammenhengen mellom standardene, og deres plassering innenfor OSl-modellen:

802.2

LLC

Datalinjelag

802.3

802.4

802.5

MAC Fysisk lag

Figur 3.1 Lagdelt arkitektur for lokalnett

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 41

A

39522

Videregående datakommunikasjon

3.2 802.3 CSMA/CD I forbindelse med standardiseringsarbeidet ble det, som tidligere nevnt, arbeidet med flere forskjellige teknikker for å styre tilgangen til overføringsmediet. En av disse var CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detecf). Ethernet, et lokalnett utviklet av Xerox, benyttet CSMA/CD som tilgangsmekanisme. Ethernet ble senere (1980) lansert som mulig standard av en gruppe bestående av DEC, Xerox og Intel. Ethernet ble deretter videreutviklet, og en ny utgave, Ethernet II, ble frigitt i 1985. 802.3 er basert på spesifikasjonen for Ethernet. CSMA/CD fungerer på følgende måte: En stasjon som ønsker å sende noe på nettet, lytter for å se om det er andre som sender. Dersom overføringsmediet er ledig, starter den å sende. Hvis ikke, venter stasjonen til overføringsmediet er ledig. Dersom to stasjoner starter å sende samtidig, vil det oppstå en kollisjon. Stasjonene lytter samtidig som de sender, og vil derfor oppdage en eventuell kollisjon. Stasjonene vil i dette tilfellet trekke seg tilbake, og vente en tilfeldig tid før de forsøker å sende på nytt.

Protokoller på toppen av 802.3 aksesserer MAC-laget gjennom prosedyrekall som kan beskrives ved følgende sett av tjenesteprimitiver:

Ber om at en LLC-ramme skal sendes til en eller flere stasjoner i nettet. Gir en LLC-entitet beskjed om at en MA-DATA.indication LLC-ramme er mottatt, og overfører denne fra MAC-laget til LLC-laget. Gir informasjon om utfallet av en MA-DATA.confirm MA-DATA.request Tabell 3.2 802.3 MAC-lag primitiver MA-DATA.request

Figur 3.2 viser funksjonene i MAC-laget og fysisk lag:

_

;______

______1______

Innkapsling av data som skal sendes

Utpakking av data som mottas

Administrasjon av tilgang til overføringsmediet

Sjekk av mottageradresse

1 ______ i________ Koding av data som skal sendes

Dekoding av data som mottas

Kobling til fysisk overføringsmedium

a Figur 3.2 Funksjoner i MAC-laget

Side 42

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

Følgende funksjoner finnes i MAC-laget: ♦ innramming/utpakking av data (LLC-rammer) ♦ tilgangskontroll til overføringsmediet ved sending ♦ kontroll av mottakeradresse i innkommende rammer Følgende funksjoner finnes i fysisk lag:

♦ koding/dekoding av enkeltbiter (Manchester-koding) ♦ sending/mottak av kodede biter

3.2.1 Overføringsmedia/hastighet IEEE 802.3 benytter i utgangspunktet en busstopologi, hvor alle stasjonene i nettet er koblet til det samme overføringsmediet (bus). Nettet er et kringkastingsnett. Det en stasjon sender ut på overføringsmediet, mottas av resten av stasjonene på nettet. IEEE 802.3 er i dag en hel familie av standarder med hastighet fra 1 til 10 Mb/s over forskjellige overføringsmedia. De fleste av disse benytter såkalt baseband-koding. Det betyr at det kodede signalet sendes rett ut på overføringsmediet. Alternativet er bredbåndssignalering hvor signalene moduleres inn på en bærebølge. Dette gir mulighet for lengre avstander, men er en dyrere teknologi ettersom vi trenger en spesiell type modem for å modulere signalene inn på overføringsmediet. Bredbåndssignalering gir også mulighet til å dele båndbredden på overføringsmediet inn i flere kanaler, hvor hver kanal opptar et frekvensområde. Navn

Overføringsmedium

Signalering

10BASE5

Koaksialkabel 50Q

Baseband

10BASE2

Koaksialkabel 50Q (tynn-ethernet) Uskjermet tvunnet parkabel Uskjermet tvunnet parkabel

Baseband

10 Mb/s

185 m.

Baseband

1 Mb/s

250 m.

Baseband

10 Mb/s

100 m.

10BROAD36

Koaksialkabel 75Q

Broadband

10 Mb/s 3600 m.

10BASE-F

Baseband Optisk fiber Tabell 3.3 802.3 overføringsmedier

1BASE5 10BASE-T

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Maks. Maks. hastighet avstand 10 Mb/s 500 m.

2000 m.

Side 43

39522

A

Videregående datakommunikasjon

10BASE-5 10BASE5 benytter koaksialkabel som overføringsmedium. En tranceiver benyttes for å sende og motta signaler fra overføringsmediet. Den kobles sammen med et nettverkskort ved hjelp av en tranceiverkabel, også kalt droppkabel (maksimal lengde 50 meter).

Maksimal avstand mellom to stasjoner i nettet kan være 500 meter. Er dette for lite, kan såkalte repeatere benyttes. Maksimal avstand mellom to stasjoner kan da økes til 2,5 km. Et alternativ er å benytte broer eller selektive repeatere. Sammenkobling av flere segmenter behandles nærmere i kapittel 6. Et 10BASE5-nett kan maksimalt ha 100 stasjoner (nettverkskort) i et enkelt segment. Avstanden mellom tranceiverne må minst være 2,5 meter.

10BASE-2 10BASE2 benytter også koaksialkabel, men i dette tilfellet er tranceiveren normalt plassert på selve nettverkskortet. Nettverkskortet kobles til koaksialkabelen ved hjelp av et såkalt T-kobling.

Figur 3.4 10BASE2

10BASE2 kan maksimalt ha 30 stasjoner i et enkelt segment. Avstanden mellom stasjonene må minst være 0,5 meter.

Side 44

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

10BASE-T Nett basert på 10BASE-T benytter en såkalt HUB for å koble sammen stasjonene. En HUB er et samlingspunkt hvor ledningene fra stasjonene i nettet samles. En aktiv HUB inneholder elektronikk som regenererer signaler. Noen HUB-er inneholder også elektronikk for nettverksadmini strasj on.

Et 10BASE-T nett kan maksimalt håndtere 1024 stasjoner. Maksimal avstand fra en HUB til en stasjon i nettet er 100 m.

Figur 3.5 10BASE-T

3.2.3 Koding av data IEEE 802.3 benytter såkalt Manchesterkoding. Hver bit representeres som en transisjon (en overgang) mellom høyt og lavt, eller lavt og høyt spenningsnivå. Dette gir mottaker mulighet for å synkronisere for hver enkel bit som mottas.

|0|1|1|0t1|0|0|1|0|1|1|0|1|

0V —। -2.05V

Figur 3.6 Manchesterkoding

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 45

39522

Videregående datakommunikasjon

J>\

3.2.4 Tilgang til overføringsmediet I et 802.3-basert nett deler stasjonene det fysiske overføringsmediet. Det betyr at alle mottar det som blir sendt. Tilgangskontrollen fungerer slik:

1. Dersom en stasjon ønsker å sende en ramme, lytter den først for å se om det er noen andre stasjoner som benytter overføringsmediet.

2. Er overføringsmediet opptatt, venter stasjonen inntil det blir ledig. 3. Er overføringsmediet ledig, starter stasjonen sending av rammen.

4. Nå kan det hende at to stasjoner starter å sende samtidig. Da vil det oppstå en kollisjon. En kollisjon vil detekteres av stasjonene som støy på overføringsmediet. Stasjoner som oppdager en kollisjon, sender ut et såkalt "jamme"-signal på overføringsmediet for å sikre at alle stasjoner oppfatter at en kollisjon har inntruffet.

5. Hvis kollisjon oppdages, trekker senderen seg tilbake og venter først 0 eller 1 timeslot før den lytter og eventuelt sender på nytt. (En timeslot er 51,2 mikrosekunder.) Oppstår det også denne gangen en kollisjon, venter senderen 0-3 timeslots, deretter 0-7 timeslots osv. Etter ti påfølgende kollisjoner venter senderen 1023 timeslots. Etter 16 påfølgende kollisjoner gir senderen opp, og signalerer feil til laget over. Denne teknikken kalles for binary exponential backoff. Figuren viser hva som skjer ved kollisjoner. I utgangspunktet lytter stasjon A og C på overføringsmediet, og begge finner at det er ledig.

Figur 3.7 802.3 kollisjonshåndtering Signalene bruker en viss tid på å spre seg utover overføringsmediet. Når signalene møtes, oppstår det en kollisjon i form av støy på overføringsmediet.

Figur 3.8 802.3 kollisjonshåndtering (forts.)

Støyen sprer seg utover overføringsmediet. Stasjoner som oppdager kollisjonen, bidrar med å sende ytterligere støy ut på overføringsmediet. Dette kalles jamming', og skal sikre at kollisjoner oppdages av alle stasjonene.

Side 46

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

Figur 3.9 802.3 kollisjonshåndtering (forts.)

Nå vil stasjonene som er involvert i kollisjonen trekke seg tilbake, og overføringsmediet blir ledig.

Figur 3.10 802.3 kollisjonshåndtering (forts.)

Etter en tilfeldig tid vil den ene stasjonen på nytt starte sending

Figur 3.11 802.3 kollisjonshåndtering (forts.)

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 47

Videregående datakommunikasjon

39522

3.2.5 802.3 rammeformat Standarden definerer et eget rammeformat for data som skal sendes over et 802.3-basert nett: Følgende figur viser oppbygningen av en ramme: Frame Checksum Sequence

(4)

PAD field

Logical Link Control Data

Length Count

Source Address

(2)

(6/2)

(= \

39522

3.7 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) FDDI (Fiber Distributed Data Interface) er en standard (ISO 9314) som definerer grensesnitt, tilgangsprotokoll og fysisk lag for et nett basert på fiberoptiske punkt-til-punkt-forbindelser. FDDI gir en overføringshastighet på 100 Mb/s. Maksimal lengde er 200 km. Det finnes en variant av FDDI som benytter metalliske ledere (CDDI). Det finnes også en ny versjon; FDDI II, som er tilpasset multimedia-applikasjoner. En ny standard, FFOL (FDDI Follow On LAN) er ment å erstatte FDDI, og gir mulighet for overføringshastigheter opp til 2.4 Gb/s. Både FDDI II og FFOL deler opp den totale overføringskapasiteten i to deler, hvor den ene delen benyttes til 64 kb/s kanaler for synkron trafikk, mens resten benyttes for asynkron trafikk hvor stasjonene må vente på tur for å få sende.

3.7.1 Topologier FDDI kan benyttes i en rekke ulike topologier. • • •

konsentrater med tilknyttede noder konsentratorer koblet sammen i en trestruktur to ringer som går i motsatt retning (dual counter-rotating ring)

•

to ringer med konsentratorer som igjen har en trestruktur

Det finnes to typer stasjoner. Den ene typen, dual attachment station (DAS), kobles til begge ringene i et ringnett, mens den andre typen, single attachment station (SAS), bare har ett tilkoblingspunkt.

Konsentratorer finnes i to varianter: en dual attachment concentrator (DAC) er en DAS, med mulighet til å koble på en eller flere SAS og en single attachment concentrator (SAC) er en SAS, med mulighet til å koble på en eller flere andre SAS.

Fire typer porter er definert: A, B, M og S. En A-port kobles til innkommende primærring og utgående sekundærring. En B-port kobles til utgående primærring og innkommende sekundærring. En M-port kobler en konsentrator til en SAS, mens en S-port kobler en SAS til en konsentrator. En enkel topologi er en konsentrator med tilknyttede stasjoner:

Figur 3.19 FDDI med konsentrator og tilknyttede stasjoner

© NKI Fjernundervisningen. Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 61

Videregående datakommunikasjon

39522

En konsentrator kan igjen kobles til andre konsentratorer, slik at vi får en trestruktur.

Figur 3.20 FDDI med hierarki av konsentratorer (trestruktur) En annen topologi er en såkalt dobbel ring. I dette tilfellet består FDDI av to fiberoptiske ringer; en primærring og en sekundærring. Data overføres i en retning på primærringen, og i motsatt retning på sekundærringen. Normalt benyttes sekundærringen kun ved feil på primærringen.

Figur 3.21 FDDI med dobbel ring Dobbel ring benyttes først og fremst for å koble sammen større datamaskiner (backend) eller for å koble sammen lokalnett (backbone). Stasjonene i en slik dobbel ring kan igjen være konsentratorer, som igjen kan være koblet til andre konsentratorer.

Side 62

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

A

DAC

B

B

DAS

A

A|

DAC

B

M

MllMllM Aj SAS

DAC

B

-I

MllMllM

s

S

S

SAS

SAS

SAS

A

DAC

B

MiiMliM

S

S

S

S

S

S

SAS

SAS

SAS

SAS

SAS

SAS

Figur 3.22 FDDI med dobbel ring og tilknyttede konsentratorer

Trafikken på de to ringene går hver sin vei for økt pålitelighet.

3.7.2 Lagdelt modell Data link layer

LLC (Logical Link Control - 802.2)

Physical layer

PHY (Physical Layer)

MAC (Media Access Control) PMD (Physical Medium Dependent)

Station Management (SMT)

Figur 3.23 FDDI lagdelt modell Fysisk lag er oppdelt i to dellag. Det nederste laget (PMD) gir spesifikasjoner for optisk sender og mottaker, fiberoptisk kabel, samt sammenkoblingen mellom disse. I tillegg finnes det en opsjon for optisk forbikobling (bypass).

Laget over (PHY) tar seg av funksjoner som er uavhengig av type overføringsmedium. Slike funksjoner er koding/dekoding (4B/5B), buffring, klokke, og konvertering fra serie til parallell. Datalinjelaget er også delt opp i to dellag. MAC-laget tar seg av adressering, innramming, tilgangskontroll og feilsjekking av rammer.

3.7.3 Fysisk grensesnitt De enkelte punkt-til-punkt-forbindelsene opererer asynkront. Det betyr at takten for data som sendes ut bestemmes av en lokal klokke, mens mottakeren stiller seg inn etter takten på den mottatte bitstrømmen. Tilkoblingspunktene for fiberoptisk kabel kalles porter. Fire ulike fiberoptiske porter er definert: A, B, M, S.

3.7.4 Koding av signalene FDDI koder data som skal overføres i to trinn. Datastrømmen som overføres, deles opp i grupper på fire biter (symboler). Hver slik gruppe representeres ved hjelp av en fembiters verdi. Dette kalles (4B/5B) koding. © NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 63

Videregående datakommunikasjon

39522

Denne verdien representeres ved hjelp av såkalt Nonretum to Zero Inverted (NRZI) koding. Det betyr at '1' fører til en transisjon, mens '0' ikke gir noen transisjon. De ovennevnte fembiters verdier er valgt slik at det aldri vil bli mer en tre forekomster av 0 i en verdi, og derfor vil det aldri bli mer enn tre biter før en transisjon forekommer. Dette gir mulighet for effektiv synkronisering mellom sender og mottaker. 0000

11110

0001

01001

0010

10100

0011

10101

0100

01010

0101

01011

0110

01110

0111

01111

1000

10010

1001

10011

1010

10110

1011

10111

1100

11010

1101

11011

1110

11100

1111

11101

Figur 3.24 FDDI Koding

3.7.5 Tilgang til overføringsmediet FDDI bruker token-basert tilgangskontroll. En stasjon som har noe å sende, venter på tokenet. Når tokenet ankommer, sender den rammen ut på den fiberoptiske linken til neste stasjon. Tokenet sendes videre så snart dataoverføringen er ferdig. Neste stasjon tar i mot tokenet, og starter sending. I likhet med token ring nett (ISO 8802-5), er det avsendernoden som fjerner datarammen fra ringen når den har gått en hel runde.

Side 64

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

3.7.6 FDDI rammeformat FDDI-rammer har en maksimum størrelse på 4500 bytes. Figur 3.25 viser feltene som inngår i en slik ramme.

FS

ED

DA SA INFO Figur 3.25 FDDI rammeformat

FCS

FC

SD

PA

De enkelte feltene i rammen er nærmere forklart i tabellen: PA

Preamble

Brukes som et taktsignal, slik at mottaker kan stille seg inn (synkroniseres) etter avsenderen

SD

Starting Delimiter

Start på ramme. Brudd på kodingsreglene i fysisk lag benyttes for å gjøre dette feltet unikt

FC

Frame Control

Rammekontrollfelt.

DA

Destination Address

Mottakeradresse (16 eller 48 biter)

SA

Source Address

Avsenderadresse (16 eller 48 biter)

INFO

Information

Data som overføres

FCS

Frame Check Sequence

32-biters rammesjekksum. Brukes for å oppdage overføringsfeil

ED

Ending Delimiter

FS

Frame Status

Slutt på ramme Rammestatus. Gir informasjon om mottaker har gjenkjent adressen og hvorvidt mottaker har kopiert rammen

Tabell 3.8 Felter i FDDI-rammer

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 65

A

39522

Videregående datakommunikasjon

3.8 Evaluering av ulike løsninger Når ulike teknologier for høyhastighets lokalnett skal evalueres mot hverandre, er det viktig å ta utgangspunkt i applikasjonenes behov. For asynkrone applikasjoner er høy båndbredde og liten overhead en viktig faktor. For synkrone applikasjoner (f.eks. overføring av video) er kravet til liten (og stabil) forsinkelse avgjørende. Eventuelle variasjoner i forsinkelse kan ha store konsekvenser for interaktive multimedia-applikasjoner. Teknologier basert på delte overføringsmedia kan fint benyttes til interaktive applikasjoner dersom det finnes en mekanisme for å prioritere trafikk som er følsom for forsinkelser. Slike mekanismer finnes i både FDDI, CDDI og 100Base-VG. FDDI II og FFOL deler den totale båndbredde opp i to, hvor den ene delen benyttes til 64 kb/s kanaler for synkrone data, mens den andre delen benyttes til asynkrone data.

Kompatibilitet med eksisterende utstyr og kabling er nok også en vesentlig rammefaktor i mange sammenhenger. Begge variantene av høyhastighets Ethernet bruker de samme rammene som det opprinnelige Ethernet. Dette forenkler sammenkobling med eksisterende nett. Bruk av eksisterende kabling var f.eks. også et viktig designmål i forbindelse med utviklingen av 100Base-VG.

Tabellen gir en oversikt over disse kriteriene: Overførings­ Overhead hastighet

Forsinkelse

100Base-VG 100Mb/s CSMA/CD High Speed Token ring

100 Mb/s

1.6%

min. 121 us.

100 Mb/s ?

1.6% ?

maks. 30 ms. ?

FDDI

100 Mb/s

0.5%

10-200 ms. (8-16 ms)1

CDDI

100 Mb/s

0.5%

10-200 ms. (8-16 ms)1

FDDI II FFOL

100 Mb/s

0.5% ?

125 us.

2-5 ms.

150 Mb/s - 2.4 Gb/s

Fibre Channel

133 266 530 1

Mb/s Mb/s Mb/s Gb/s

1.7%

10 us.

ATM

25 52 155 622

Mb/s Mb/s Mb/s Mb/s

9.5%

20-30 us.

Tabell 3.9 Sammenlikning av høyhastighetsnett

Side 66

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

3.9 Oppsummering IEEE har vært en pådriver innenfor standardisering av lokalnett, og har utviklet en rekke forskjellige standarder. Når flere stasjoner deler det samme overføringsmediet, trengs det en protokoll for å regulere adgangen til mediet. IEEE utviklet i utgangspunktet tre ulike protokoller for tilgangskontroll. 802.3 baserer tilgangskontrollen på CSMA/CD. En rekke fysiske overføringsmedia er standardisert: koaksialkabel, tvunnet parkabel og fiberoptisk kabel. Signalene kodes ved hjelp av Manchesterkoding. Selve tilgangskontrollen baserer seg på at en stasjon som ønsker å sende, lytter på overføringsmediet. Når overføringsmediet er ledig, starter stasjonen sending. Oppstår det en kollisjon fordi flere sender samtidig, trekker de involverte stasjonene seg tilbake en tilfeldig tid, før de prøver på nytt.

802.4 og 802.5 benytter token for å regulere tilgangen. Et token er en ramme som sirkulerer mellom stasjonene i nettet. En stasjon som mottar tokenet kan sende en viss periode før den må sende tokenet videre til neste stasjon.

Det finnes flere ulike løsninger for høyhastighets lokalnett. I den senere tid har det dukket opp to løsninger med utgangspunkt i Ethernet. Begge løsninger bruker samme rammeformat som Ethernet. 100Base-VG bruker en reservasjonsmekanisme for å gå tilgang til mediet, mens 100 Mb/s CSMA/CD bruker samme mekanisme som Ethernet.

FDDI baserer seg på bruk av optisk fiber, og har en overføringshastighet på 100 Mb/s. Tilgangskontrollen baseres på bruk av token passing.

3.10 Oppgaver a. Gjør kort rede for de ulike topologiene som er definert for 802.3 nett.

b. Manchesterkoding er en kodingsteknikk som bl.a. benyttes i forbindelse med lokalnett basert på standarden 802.3. Gjør kort rede for de viktigste fordelene ved Manchesterkoding, og vis hvordan bitsekvensen 1111001101 kodes (lag figur). c. Vis hvordan den samme sekvensen av biter kodes ved differensiell Manchesterkoding.

d. Standardene 802.3, 802.4 og 802.5 skiller seg fra hverandre når det gjelder muligheten for å gi rammer prioritet. Forklar kort hvordan prioritet håndteres i hvert tilfelle. e. Gi eksempler på bruksområder som krever nett med høyere båndbredde enn 10 Mb/s.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 67

A

39522

Videregående datakommunikasjon

Kapittel 4

Datalinjelaget (f "~ Etter å ha gått gjennom dette kapittelet skal du kunne gjøre rede for. ♦ hvilke funksjoner som dekkes av datalinjelaget

♦ ulike teknikker for innramming og sjekksumberegning ♦ teknikker for flytkontroll og feildeteksjon/gjenoppretting

L

♦ protokollene HDLC og 802.2 -

--------------------

Formålet med datalinjelaget er å gi en virtuell forbindelse mellom to noder i et datanett. En virtuell forbindelse er en forbindelse som brukeren oppfatter som bedre enn den underliggende fysiske forbindelsen. Vi kan si at datalinjelaget skjuler problemer forårsaket av komponentene i fysisk lag.

F i g u r 4.1 Virtuell forbindelse

4.1 Funksjoner i datalinjelaget Ifølge OSI-modellen kan datalinjelaget inneholde disse funksjonene: ♦ oppkobling og nedkobling av forbindelser ♦ adressering, dersom flere noder er koblet til det samme overføringsmediet ♦ styre tilgangen til overføringsmediet dersom overføringsmediet deles av flere (medium access control) ♦ innramming av biter som skal overføres

♦ flytkontroll

♦ feildeteksjon og omsending av ødelagte og mistede rammer

Side 68

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

39522

/ \

4.1.1 Innramming For å kunne oppdage feil når data overføres over en linjeforbindelse, må tegn eller enkeltbiter samles i rammer. Rammene kan utstyres med en sjekksum som gjør det mulig å oppdage feil. Selve beregningen av en sjekksum kommer vi tilbake til senere. Valg av rammelengde er en avveining. På den ene siden ønsker vi å minimalisere mengden av ekstra informasjon som overføres i form av kontrollfelter etc. Dette taler for lange rammer. På den andre siden ønsker vi å minimalisere konsekvensen av overføringsfeil. Dette oppnås ved korte rammer. Dersom noe går galt, trenger vi bare å sende en liten del av den totale datamengden på nytt. Valget av rammelengde blir i stor grad avgjort av feilhyppigheten på den underliggende fysiske forbindelsen.

For å kunne avgrense rammene er det nødvendig å utstyre dem med et start- og sluttmerke. Dette kan være spesielle tegn, et bitmønster (flagg), f.eks. 01111110, eller et brudd på kodingsreglene i fysisk lag.

Tegninnsetting Når en ramme består av en sekvens av tegn, kan spesielle tegn brukes for å avgrense start og slutt på rammen. I ASCII-tabellen finnes to kontrolltegn for avgrensing av rammer: STX og ETX. Figur 4.2 Innramming ved bruk av spesialtegn

Disse tegnene må ikke forekomme inne i sekvensen av tegn som utgjør datafeltet. For å muliggjøre overføring av slike tegn benyttes en teknikk som kalles tegninnsetting. Et annet tegn, SYN, settes inn foran forekomster av ETX og STX inne i datafeltet. Dersom SYN forekommer i datafeltet, prefikses også SYN med en annen SYN. SYN SYN

ETX

ETX SYN

| STX

Figur 4.3 Eksempel på tegninnsetting

Figuren viser først hvordan en ETX som forekommer inne i datastrømmen prefikses. Senere prefikses en SYN. Prefikstegn fjernes av mottakeren.

Flagg/bitinnsetting Bitmønsteret (flagget) som benyttes til å markere start og slutt på rammer, må heller ikke forekomme inne i rammen som overføres. Det kan løses ved hjelp av sakalt bitinnsetting. Avsender holder orden på hvor mange etterfølgende enere som sendes ut på forbindelsen. Etter fem enere setter avsender inn en null i datastrømmen. Mottaker fjerner nuller som forekommer etter fem enere.

Eksempel: 0111111100101011111100101011111010 01111110011111011001010111110100101011111001001111110 0111111100101011111100101011111010

Figur 4.4 Eksempel på flagg/bitinnsetting

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 69

A

39522

Videregående datakommunikasjon

Brudd på kodingsreglene. Brudd på kodingsreglene i fysisk lag kan f.eks. implementeres når signalene kodes ved hjelp av Manchesterkoding. I stedet for å ha en overgang høy/lav eller lav/høy, brukes ingen overgang, dvs. lav/lav eller høy/høy. Dette bryter med hvordan vanlige biter skal kodes, og kan brukes til å markere start/slutt på rammer. Denne teknikken benyttes bl.a. i feltene SD (start delimiter) og ED (end delimiter) i IEEE 802.5 (Token ring).

4.1.2 Flytkontroll Flytkontroll benyttes for å sikre at en avsender ikke sender flere rammer enn mottaker kan motta. Det finnes to vanlige teknikker for flytkontroll:

Stopp-og-vent For hver enkelt ramme venter avsender inntil klarsignal mottas fra mottaker. Dersom tiden fra avsender sender ut en ramme til den mottar klarsignal er lang, vil protokollen være svært treg.

Glidende vindusprotokoller Glidende vindusprotokoller tillater utestående kvitteringer. Det betyr at flere rammer kan være underveis på et og samme tidspunkt. For å gi mulighet til gjenoppretting etter feilsituasjoner må det finnes en øvre grense for antall utestående kvitteringer. Ordet "vindu" refererer til de rammene en avsender kan sende uten å motta kvittering. Hver gang en ramme sendes, minker "vinduet", mens en innkommende kvittering fører til at "vinduet" øker. Når "vinduet" er tomt, kan ingen flere rammer sendes før "vinduet" igjen øker.

5 4 3 2 1 0 Rammenummer

Start Vindu = 4

Ramme 0 sendt. Vindu = 3

Ramme 1 sendt. Vindu = 2

Kvittering for 0 Kvittering for 1 mottatt. mottatt. Vindu = 4 Vindu = 3

Figur 4.5 Vinduet endrer seg ved sendte rammer og mottatte kvitteringer

Side 70

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

A

Videregående datakommunikasjon

39522

4.1.3 Feildeteksjon Vi har tidligere sett at paritet kan benyttes for å detektere enkelbitfeil i tegn som overføres over en asynkron forbindelse. Paritetssjekking er imidlertid et dårlig alternativ når lange sekvenser av biter skal overføres. Muligheten er da større for at det oppstår feil i mer enn en bit, og at feilen ikke oppdages. CRC (Cyclic Redundancy Check) er en vanlig benyttet metode for å detektere feil i rammer. Metoden tar utgangspunkt i at meldingen som skal overføres deles på et stort primtall. I meldingen er det satt av plass til den resten som fremkommer ved divisjonen. Denne resten overføres sammen med meldingen. Når meldingen kommer frem, divideres meldingen på det samme primtallet, og resten kontrolleres.

Divisjonen utføres ved at vi starter med å trekke fra mønsteret skiftet så mange ganger mot venstre som mulig (En skifting n plasser mot venstre, tilsvarer en multiplikasjon med 2n). Ved subtraksjon benyttes såkalt modulo-subtraksjon (eksklusiv OR).

Modulo-subtraksjon innebærer at vi ikke låner fra andre posisjoner dersom subtraksjonene ikke går. Operasjonene utføres slik: 0

0

1

1

-0

-1

-0

-1

0

1

1

0

Figur 4.6 Modulo-subtraksjon

CRC-sjekksummen kan da beregnes mens rammen sendes ut på overføringsmediet. Hos mottaker kan sjekksummen beregnes mens bitstrømmen mottas. Sjekksumberegning utføres normalt av maskinvaren, dvs. de kretsene som sender og mottar rammene.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 71

Videregående datakommunikasjon

39522

11001

Eksempel på utregning av CRC-sjekksum

0011

(rest)

Melding som skal overføres: 11101101 Mønster: 110 01

Meldingen skiftes først fire plasser mot venstre: 111011010000 111011010000 11001 1001010000 11001 101110000 11001 11100000 11001 101000 11001 11010

Figur 4.7 Eksempel på utregning av CRC

Normalt benyttes 16-biters eller 32-biters CRC-sjekksummer. Bruk av CRC-sjekksummer gir meget stor grad av sikkerhet for at feil oppdages.

Side 72

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

4.1.4 Gjenoppretting: Stopp-og-vent protokoller Ødelagte rammer detekteres ved kontroll av rammesjekksum. Slike rammer kan forkastes av mottaker, og behandles som mistet.

Det er to muligheter for feil:

♦

Datarammer kan forsvinne.

♦

Kvitteringsrammer kan forsvinne.

Retransmisjon (omsending) er basert på bruk av timeout og kvitteringer. Når en ramme sendes, setter avsender i gang en klokke. Dersom kvittering ikke mottas innen en viss tid, sendes rammen på nytt (se figur).

Figur 4.8 Flamme mistes Sekvensnummerering av rammene benyttes for å oppdage duplikater som skyldes mistede kvitteringsrammer (se figur).

Figur 4.9 Kvittering mistes

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 73

39522

A

Videregående datakommunikasjon

4.1.5 Gjenoppretting: Glidende vindusprotokoller Ved glidende vindusprotokoller benyttes de samme grunnleggende mekanismer som for stopp-og-vent-protokoller:

♦ retransmisjon basert på timeouts og kvitteringer ♦ sekvensnummerering Feilhåndteringen i glidende vindusprotokoller blir imidlertid mer komplisert, fordi en ramme midt i en sekvens av rammer kan mistes/ødelegges. Spørsmålet er da hvordan resten av sekvensen skal håndteres. Her finnes det to alternativer: ♦ Gå-tilbake-n

♦ Selektiv omsending

Gå-tilbake-n Mottaker forkaster rammer som ankommer utenfor sekvens. Avsender sender alle rammer på nytt fra og med den rammen som det mangler kvittering for (se figur).

Figur 4.10 Gå-tilbake-n Hvis en kvittering forsvinner, vil dette utløse en retransmisjon, men duplikatrammen vil bli forkastet fordi den kommer utenfor sekvens.

Selektiv omsending Mottaker buffrer rammer som ankommer utenfor sekvens. Når den manglende rammen ankommer, leveres også de buffrede rammene videre til laget over (se figur).

Figur 4.11 Selektiv omsending

Side 74

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

Sekvensnumre Sekvensnumre kan brukes på nytt for å begrense størrelsen (antall biter) i sekvensnummerfeltet i rammene. For gå-tilbake-n må vindusstørrelsen ikke overstige det antall sekvens­ numre som er i bruk. For selektiv omsending må antall sekvensnumre minst være det dobbelte av vindusstørrelsen for å oppdage duplikater.

Problemet oppstår når en kvittering mistes/ødelegges. Følgende scenario viser hva som da kan skje:

Figur 4.12 Selektiv omsending hvor kvittering forsvinner Kvittering for ramme 0 mottas, og ny ramme 0 sendes (vist som 0 i figuren). Kvitteringen for ramme 1 forsvinner. Dette fører til timeout, og den tidligere ramme 1 sendes på nytt. Mottaker venter på ny ramme 1, men mottar i virkeligheten et duplikat.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 75

Videregående datakommunikasjon

39522

4.2 HDLC (High-level Data Link Control) HDLC har utviklet seg fra en proprietær standard fra IBM (SDLC) til en internasjonal standard (HDLC). I tillegg har ITU-T standardisert deler av HDLC under betegnelsene LAP-B (brukes f.eks. i X.25) og LAP-D (brukes i ISDN).

SDLC ADCCP HDLC LAP-B LAP-D

Synchronous Data Link Control

IBM

Advanced Data Communication Control Protocol

ANSI

High-level Data Link Control

ISO

Link Access Procedure - Balanced Link Access Procedure on the D-channel

ITU-T

Ta bel I 4.1 HDL C-familien av da talinjelagsprotokoller

4.2.1 Overføringsmodi i HDLC HDLC definerer tre ulike overføringsmodi:

♦

normal responsmodus (NRM)

♦ asynkron balansert modus (ABM) ♦ asynkron responsmodus (ARM)

Normal responsmodus (NRM) NRM benyttes i sentraliserte nett, hvor en primærstasjon styrer kommunikasjonen med en eller flere sekundærstasjoner. En sekundærstasjon kan ikke sende noe uten at den på forhånd blir bedt om det. Prosessen, hvor primærstasjonen spør sekundærstasjonen om den har noe å sende, kalles polling. Figuren viser et typisk eksempel hvor flere stasjoner deler den samme overføringslinjen (punkt-til-multipunkt-samband).

Figur 4.13 HDLC normal responsmodus

Side 76

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

Asynkron balansert modus (ABM) ABM benyttes for kommunikasjon mellom to likeverdige kommunikasjonspartnere. Begge stasjonene kan initiere en forbindelse. Primærstasjon

Primærstasjon

Figur 4.14 HDLC asynkron balansert modus

Denne modusen benyttes normalt for sammenkobling av datamaskiner.

Asynkron responsmodus (ARM) ARM er en hybrid mellom NRM og ABM, hvor sekundærstasjonene kan signalisere at de ønsker å sende noe. Primærstasjon

Sekundærstasjon

Sekundærstasjon

Sekundærstasjon

Figur 4.15 HDLC asynkron responsmodus

4.2.2 Funksjoner i datalinjelaget - HDLC Det er nå mulig å oppsummere funksjonene i datalinjelaget i relasjon til HDLC:

Innramming

Flagg (01111110) markerer start og slutt på en ramme, bitinnsetting brukes dersom flagg forekommer i data som overføres.

Sjekksum Flytkontroll Gjenoppretting etter feil

Bruker 16-biters CRC-sjekksum. Bruker glidende vindusprotokoll. Enten 'gå-tilbake-n! eller 'selektiv omsending1. Hva som skal benyttes avgjøres av mottaker.

4.2.3 HDLC rammeformat Figuren viser oppbygningen av HDLC-rammer. Flagg

Adresse Kontroll

(Informasjon)

Sjekksum

Flagg

Figur 4.10 HDLC rammeformat

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 77

Videregående datakommunikasjon

39522

Beskrivelse av feltene: Flagg Adresse

01111110 Brukes når flere stasjoner er koblet til det samme overføringsmediet.

Kontroll

Inneholder rammetype og annen informasjon for kontroll av overføringen. Feltet består av to bytes når forbindelsen settes opp til utvidet (extended) modus.

Informasjon Sjekksum

Eventuelle data som skal overføres (l-ramme)

Flagg

16 biters rammesjekksum (CRC-CCITT). 32 biters rammesjekksum finnes som opsjon.

01111110

Tabell 4.2 Felter i HDLC-rammer

4.2.4 HDLC rammetyper

Informasjonsrammer (information frames) I-rammer benyttes til dataoverføring. N(S) inneholder sekvensnumre for datarammene. Andre rammer har ikke sekvensnummer, og det spiller ingen rolle om det forekommer duplikater av slike rammer.

Overføring av data kan skje i to retninger samtidig over en HDLC-forbindelse. Feltet N(R) benyttes for å informere om hvilken ramme avsender venter på. Det betyr at det kvitteres for alle tidligere ankommede rammer. At kvitteringen sendes som del av en dataramme i motsatt retning, krever at det allikevel skal sendes en dataramme over forbindelsen. Hvis ikke benyttes en separat kvitteringsramme (s-ramme)

P/F (poll/final)-flagget har to ulike betydninger. Når flagget settes i en ramme fra primærstasjon til sekundærstasjon, betyr P-flagget at primærstasjonen venter på svar. Når sekundærstasjonen sender til primærstasjonen, betyr F-flagget at det er siste ramme i en sekvens av rammer. Primærstasjonen kan da polle neste sekundærstasjon.

Side 78

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

A

Videregående datakommunikasjon

39522

Overvåkningsrammer (supervisory frames) S-rammer benyttes til flytkontroll og gjenoppretting. To av rammene (RR og RNR) benyttes til flytkontroll, mens de to siste brukes til gjenoppretting (REJ og SREJ).

Funksjon

Type 00

RR

Receive Ready

Kvittering, klar til å motta flere rammer

10

RNR

Receive Not Ready

Kvittering, vent med å sende flere rammer

01

REJ

Reject

Negativ kvittering, send rammer fra og med N(R) på nytt (gå tilbake n)

11

SREJ

Selective Reject

Negativ kvittering, send ramme N(R) på nytt (selektiv omsending)

Tabell 4.3 Overvåkningsrammer Figuren 4.18 viser hvordan RNR (Receive Not Ready) kan benyttes for å midlertidig begrense trafikken. Legg merke til at mottaker uansett må være forberedt på å motta alle rammer som kan være underveis i det øyeblikket RNR sendes. I dette tilfellet er ramme nr. 2 allerede sendt når RNR mottas.

Figur 4.18 Flytkontroll med RR/RNR

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 79

Videregående datakommunikasjon

39522

Unummerete rammer (unnumbered frames) Unummerete rammer brukes til initiering og nedkobling av forbindelser. Tabell 4.4 viser de viktigste unummererte rammer i HDLC: Funksjon

Type 00-001

SNRM

Set Normal Response Mode

11-100

SABM

Set Asynchronous Balanced Mode

11-000

SARM

Set Asynchronous Response Mode

11-011

SNRME

Set Normal Response Mode Extended

11-110

SABME

Set Asynchronous Balanced Mode Extended

11-010

SARME

Set Asynchronous Response Mode Extended

00-010

DISC

Disconnect

Setter overføringsmodus.

Setter utvidet modus, hvor kontrollfeltet utgjøres av to bytes, og hvor sekvensnumre og kvitteringer består av syv biter. Det gir mulighet for å benytte en vindusstørrelse på opptil 127.

Tabell 4.4 Unummererte rammer

Side 80

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

A

Videregående datakommunikasjon

39522

4.3 IEEE 802.2 Logisk linjekontroll (LLC) IEEE 802.2 inneholder en spesifikasjon av den øvre delen av datalinjelaget for bruk i lokalnett. Denne delen av datalinjelaget gir et sett med tjenester til overliggende lag, uansett hvilken protokoll som benyttes i det underliggende MAC-laget. 802.2 Logical Link Control

802.5 Token ring

802.4 Token bus

802.3 CSMA/CD

Figur 4.19 Sammenhengen mellom 802.2 og protokoller for tilgangskontroll

4.3.1 Tjenester 802.2 definerer tre ulike typer tjenester: en forbindelsesorientert og to forbindelsesløse: Type 1

Forbindelsesløs tjeneste uten kvittering

Type 2

Forbindelsesorientert tjeneste

Type 3

Forbindelsesløs tjeneste med kvittering

Tabell 4.5 Tjenester i 802.2

En faktisk implementasjon kan inneholde en eller flere tjenestetyper.

♦

Forbindelsesløs tjeneste uten kvitteringer er den enkleste å implementere. Selve implementasjonene vil bli liten i størrelse (antall linjer programkode).

♦

Forbindelsesløs tjeneste med kvitteringer er langt mer komplisert. I dette tilfellet må LLC-laget f.eks. ta seg av gjenoppretting etter feil.

♦

Forbindelsesorientert tjeneste med kvitteringer blir et mellomtilfelle.

4.3.2 Tjenestetilgangspunkter Rammene i MAC-laget inneholder kun en adresse til en fysisk maskin, og inneholder ingen informasjon om hvilken overliggende protokoll som skal motta informasjonen i en innkommende ramme. 802.2-rammene, som under overføring er innkapslet i en MAC-ramme, benytter såkalte tjenestetilgangspunkter for å få til en slik viderefordeling.

SAP

SAP

SAP

SAP

SAP

802.2

Rammer fra MAC-lag

Figur 4.20 Tjenestetilgangspunkter

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 81

Videregående datakommunikasjon

39522

Et tjenestetilgangspunkt angis ved hjelp av et tall i intervallet 0 - 127. En protokoll kan binde seg til et tjenestetilgangspunkt. Protokollen vil deretter motta informasjon som sendes til dette tjenestetilgangspunktet i denne maskinen. Utgående rammer utstyres også med hvilket tjenestetilgangspunkt de kommer fra, noe som gir mulighet for mottaker til å svare.

4.3.3 Beskrivelse av tjenestene ved bruk av tjenesteprimitiver En forbindelsesløs tjeneste uten kvitteringer har i utgangspunktet to grunnleggende operasjoner: Sende ramme og motta ramme. Tjenesten defineres ved primitivene: L_DATA. request LJDATA.indication

Tabell 4.6 Primitiver for forbindelsesløs tjeneste En forbindelsesorientert tjeneste må inneholde et mer omfattende sett av operasjoner, ettersom vi i tillegg til dataoverføring må håndtere oppsetting, administrasjon og nedkobling av forbindelsen etter bruk. I dette tilfellet defineres tjenesten ved primitivene: Oppkobling

Omstart

L_CONNECT.request

L_RESET.request

L_CONNECT.indication

L_RESET.indication

L_CONNECT. confirm

L_RESET.confirm

Dataoverføring

L_DATA_CONNECT. request

Flytkontroll

L_DATA_CONNECT.indication

L_CONNECTION_FLOWCONTROL. request

L_DATA_CONNECT.confirm

L_CONNECTION_FLOWCONTROL.indication

Nedkobling

L-DISCONNECT. request LJDISCONNECT.indication

Tabell 4.7 Tjenesteprimitiver for forbindelsesorientert tjeneste Protokollen som implementerer tjenesten, sørger for omsending av ødelagte rammer. For å oppdage om en ramme er ødelagt, benyttes feildeteksjonsmekanismen i MAC-laget. Det er altså MAC-laget som signaliserer hvis en ramme ankommer med feil.

Side 82

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

å \

Videregående datakommunikasjon

39522

4.3.4 802.2 rammetyper Rammene i 802.2 innkapsles i datafeltet til en MAC-ramme. Rammene inneholder tre felter i tillegg til et datafelt. To felter benyttes til å angi mottakers og avsenders tjenestetilgangs­ punkter. Et felt benyttes til kontrollinformasjon. DSAP

SSAP

INFO

CTRL

F i g u r 4.21 802.2 ra mmestruktur

Den mest signifikante biten i SSAP-feltet brukes for å angi om rammen er en kommando eller en responsramme.

Etter SAP-feltene følger et kontrollfelt. Kontrollfeltets oppbygning og innhold har flere likehetstrekk med tilsvarende felt i en HDLC-ramme. Det finnes tre ulike rammetyper: I-rammer benyttes til overføring av informasjon ved type 2-tjeneste. Hver ramme har et sekvensnummer N(S), og et forventet rammenummer N(R) som benyttes til å kvittere for rammer som går i motsatt retning. Sekvensnumre kan ha verdier i intervallet 0 - 127. P/F

N(R)

X X X X P/F

N(R)

Informasjonsrammer (i-rammer)

0

Overvåkningsrammer (s-rammer)

1

0

s s

Unummererte rammer (u-rammer)

1

0

M M P/F M M M

N(S)

Figur 4.22 802.2 rammetyper

N(S) inneholder sekvensnumre for datarammene. I motsetning til HDLC har rammene i 802.2 et syvbiters sekvensnummer. Andre rammer har ikke sekvensnummer, og det spiller ingen rolle om det forekommer duplikater av slike rammer.

N(R) benyttes for å informere om hvilken ramme avsender venter på. Det betyr at det kvitteres for alle tidligere ankommede rammer.

P/F (poll/final)-flagget har to ulike betydninger. Når flagget settes i en ramme fra primærstasjon til sekundærstasjon, betyr P-flagget at primærstasjonen venter på svar. Når sekundærstasjonen sender til primærstasjonen, betyr F-flagget at det er siste ramme i en sekvens av rammer. Primærstasjonen kan da polle neste sekundærstasjon. Funksjon

Type 00

RR

Receive Ready

Kvittering, klar til å motta flere rammer

10

RNR

Receive Not Ready

Kvittering, vent med å sende flere rammer

01

REJ

Reject

Negativ kvittering, send rammer fra og med N(R) på nytt (gå tilbake n)

11

SREJ

Selective Reject

Negativ kvittering, send ramme N(R) på nytt (selektiv omsending)

Tabell 4.8 802.2 overvåkningsrammer

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 83

Videregående datakommunikasjon

39522

C/R-biten brukes til å skille mellom kommandoer og responser. Tabell 4.9 viser en oversikt over de viktigste kommando- og responsrammer i 802.2.

Respons

Kommando

Information transfer 1

i

Information

Information

Supervisory RR

Receive Ready

RR

Receive Ready

RNR

Receive Not Ready

RNR

Receive Not Ready

REJ

Reject

REJ

Reject

Unnumbered Ul

Unnumbered Information

UA

Unnumbered Acknowledgement

DISC

Disconnect

DM

Disconnect

SABME

Set Asynchronous Balanced Mode

FRMR

Frame Reject

XID

Exchange Identification

XID

Exchange Identification

TEST

Test

TEST

Test

Tabell 4.9 802.2 unummererte rammer

Side 84

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

> \

39522

4.4 Oppsummering Datalinjelaget gir en virtuell forbindelse mellom to noder i et nett. En virtuell forbindelse er bedre enn den underliggende fysiske forbindelsen. Datalinjelaget håndterer følgende funksjoner: oppkobling og nedkobling av forbindelser, adressering, tilgangskontroll, innramming, flytkontroll, feildeteksjon og gjenoppretting etter feil.

Innramming kan gjøres ved å benytte spesielle tegn, et spesielt bitmønster (flagg) eller brudd på kodingsreglene i fysisk lag. Feildeteksjon skjer stort sett ved kontroll av en rammesjekksum. CRC er et eksempel på en metode for sjekksumberegning. Flytkontroll kan ordnes ved bruk av en stopp-og-vent-protokoll, eller en glidende vindusprotokoll. Sistnevnte tillater et antall utestående kvitteringer. Gjenoppretting etter feil, løses normalt ved omsending. Ved glidende vindusprotokoller finnes to ulike strategier for omsending; gå-tilbake-n og selektiv omsending. HDLC {High-level Data Link Control) er et eksempel på en bitorientert datalinjelagsprotokoll. HDLC kan operere i tre ulike modi: normal responsmodus, asynkron balansert modus, og asynkron responsmodus. Innramming skjer ved bruk av flagg og bitinnsetting. Feildeteksjon utføres ved en 16-biters sjekksum. Flytkontroll er basert på glidende vindu.

IEEE 802.2 Logisk linjekontroll (LLC) ligger på toppen av tilgangskontrollaget (MAC-laget), og gir enten en forbindelsesløs eller en forbindelsesorientert tjeneste. 802.2 sørger for at rammene blir videreformidlet til riktig overliggende protokoll ved hjelp av såkalte SAP-adresser. Når 802.2 gir en forbindelsesorientert tjeneste, finnes også mekanismer for flytkontroll og gjenoppretting etter feil.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 85

A

39522

Videregående datakommunikasjon

4.5 Oppgaver a. En tenkt protokoll benytter bitsekvensen 01111110 for å markere start og slutt på rammer. For å sikre transparent overføring av data benyttes bitinnsetting (bit stuffing). Følgende bitsekvens skal innrammes og sendes over en linjeforbindelse:

01111111111111111000000111111100001110 Vis hvordan denne bitsekvensen faktisk blir overført over det fysiske overførings­ mediet. b. Når bitinnsetting benyttes i forbindelse med innramming ved hjelp av flagg, vil innsatte biter føre til at noe av kapasiteten blir brukt til dette formålet. Hva er den verst tenkelige situasjonen når flagget 01111110 benyttes? Finn hvor stor overhead vi får i dette tilfellet. c. Gjør rede for den viktigste forskjell mellom stopp-og-vent-protokoller og glidende vindusprotokoller. Under hvilke forhold er det mest fordelaktig å benytte en glidende vindusprotokoin

d. En ramme består i utgangspunktet av et datafelt omsluttet to flagg for å markere starten og slutten på en ramme (se figur). Flagg

Rammeinnhold

Flagg

Hvilke felter trengs i tillegg for å oppdage bitfeil i en ramme? Oppdage om en ramme har forsvunnet underveis?

e. For å sende mistede eller ødelagte rammer på nytt, benyttes en kombinasjon av kvitteringer og en timeout-mekanisme hos avsender. En glidende vindusprotokoll gir mulighet for til enhver tid å ha et antall utestående kvitteringer. Det gjør at avsender ikke behøver å vente på kvittering fra mottaker før neste ramme sendes. Antall utestående kvitteringer må imidlertid begrenses, ettersom avsender må ha mulighet til å sende mistede eller ødelagte rammer på nytt før det går altfor lang tid. I forbindelse med glidende vindusprotokoller finnes det to teknikker for omsending av ødelagte eller mistede rammer: gå-tilbake-n og selektiv omsending. Gjør kort rede for hvordan disse teknikkene fungerer. Forklar til slutt sammenhengen mellom maksimalt sekvensnummer og avsenders vindusstørrelse i de to tilfeller.

f.

HDLC er en protokoll som benyttes innenfor en rekke ulike områder. Protokollen inneholder blant annet en mekanisme for flytkontroll. Forklar kort hvordan flytkontroll foregår i HDLC-protokollen. Legg spesielt vekt på hvilke rammer som benyttes til dette formålet.

g. Protokollen HDLC benytter to forskjellige S-rammer, REJ og SREJ, for å be om retransmisjon av en ramme. Gjør kort rede for hvorfor det finnes to forskjellige rammer til dette formålet.

Side 86

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

Kapittel 5

Nettlaget Etter å ha gått gjennom dette kapitlet skal du kunne gjøre rede for:

♦ forskjellen på linjesvitsjede og pakkesvitsjede nett ♦ Datex og Datapak ♦ standarden X.25 for tilgang til pakkesvitsjede nett ♦ ruting

♦ ATM

5.1 Linjesvitsjede og pakkesvitsjede nett Et svitsjet nett er et nett som består av noder som ikke nødvendigvis er direkte sammenkoblet, men hvor det finnes en mulig vei mellom nodene. I dette tilfellet fungerer nodene som svitsjer i nettet.

5.1.1

Linjesvitsjede nett

I et linjesvitsjet nett opprettes det ved oppkobling en fysisk kanal gjennom nettet. Kanalen benyttes kun av denne forbindelsen, og forblir opptatt for annen trafikk inntil forbindelsen kobles ned. Et godt eksempel på et linjesvitsjet nett er telefonnettet.

Legg merke til at en fysisk kanal ikke nødvendigvis betyr hele kapasiteten på et overføringsmedium. Flere kanaler kan f.eks. dele overføringsmediet ved bruk av tidsmultipleksing. I et linjesvitsjet nett er det mulig å gi nøyaktige angivelser av forsinkelse og overførings­ hastighet mellom endepunktene.

B-kanalene i ISDN er linjesvitsjede. Telenor har også et linjesvitsjet datanett som markedsføres under tjenestenavnet Datex.

5.1.2 Pakkesvitsjede nett I et pakkesvitsjet nett kan en fysisk kanal deles av flere logiske forbindelser. Det gjøres ved at data som skal overføres deles opp i pakker. Nodene i nettet er i stand til å mellomlagre pakker inntil utgående kanal er ledig. Det betyr at det kan oppstå køer i den enkelte node. Samtidig kan vi få bedre utnyttelse totalt, fordi vi kan utnytte linjeforbindelsene bedre.

Det finnes to typer pakkesvitsjede nett: Nett som benytter virtuelle forbindelser og datagrambaserte nett. I motsetning til linjesvitsjede nett er det ikke mulig å gi nøyaktige angivelser av forsinkelsen (ettersom pakker kan køes i nodene). Eventuell overføringshastighet gjelder kun forbindelsen mellom brukermaskinen (DTE) og nettet (DCE).

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 87

39522

A

Videregående datakommunikasjon

Virtuelle forbindelser I et nett som benytter virtuelle forbindelser, vil alle pakkene fra en avsender til en mottaker følge samme vei gjennom nettet. Ruten som pakkene skal følge, settes opp når forbindelsen kobles opp. Hver node vil ha en tabell som forteller hvilken utgående kanal som skal benyttes for pakker fra en inngående kanal. Det betyr at mottakeradressen normalt kun benyttes ved oppkobling av forbindelsen. Ved nedkobling slettes disse opplysningene i nodene.

Datagrambaserte nett I et datagrambasert nett blir hver enkelt pakke individuelt rutet gjennom nettet. Det betyr at pakkene som tilhører en forbindelse, kan ta mange forskjellige veier gjennom nettet. Det betyr også at pakkene kan komme frem i en annen rekkefølge enn de ble sendt. Et datagram er en pakke som rutes individuelt gjennom nettet. Et datagram må inneholde en fullstendig adresse til mottakeren.

5.1.3 Hybridnett I tillegg til linjesvitsjede og pakkesvitsjede nett finnes det nett som henter egenskaper fra begge typer nett. Eksempler på slike nett er frame relay nett og ATM.

Frame Relay kan benyttes for bedriftsinterne nett. I motsetning til et pakkesvitsjet nett benytter Frame Relay rammer som er mindre enn X.25-rammer, og hvor veiene er forutbestemt. Det betyr at det ikke er noe overhead forbundet med oppkobling og nedkobling av forbindelser. ATM benytter såkalt cellesvitsjing med svært små rammer. Flere bedrifter har anskaffet bedriftsinterne ATM-nett og Telenor leverer ATM som en prøvetjeneste. Det drives også samkjøringsforsøk i europeisk sammenheng. ATM-nett kjennetegnes ved høy båndbredde kombinert med mulighet for garantert minimumsforsinkelse og gjennomstrømning (throughputf

5.1.4 Om prising Ettersom linjesvitsjede nett kan reservere en fysisk kanal for den tiden en forbindelse er oppkoblet, synes det fornuftig å prise tjenesten slik at brukeren betaler for tiden forbindelsen er åpen, og ikke for mengden av data som overføres. Uansett om det går trafikk eller ikke gjennom forbindelsen, brukes deler av kapasiteten i nettet. I pakkesvitsjede nett er det mer fornuftig å belaste brukeren for den datamengden som overføres. I tillegg er det en kostnad forbundet med oppkobling, og en kostnad forbundet med hvor lenge forbindelsen er koblet opp. Det skyldes at f.eks. veivalgsinformasjon tar opp plass i nodene.

Side 88

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

M

Videregående datakommunikasjon

39522

5.2 Datex - Telenors linjesvitsjede nett Datex er Telenors linjesvitsjede nett-tjeneste. Siden nettet er linjesvitsjet, gir Datex en garantert gjennomstrømning (jhroughput). Datex benytter X.21, X.21bis eller X.22 som grensesnitt mellom DTE og DCE. X.21 og X.21bis ble beskrevet i forbindelse med behandlingen av fysisk lag. X.22 benytter asynkron overføring (start- og stopbiter) i stedet for synkron overføring. Datex gir mulighet for tilkobling ved bruk av følgende hastigheter: 600 b/s, 2400 b/s, 4800 b/s, og 9600 b/s.

5.2.1 Internasjonal samtrafikk Datex har mulighet for samtrafikk med nett i Norden, Tyskland, Østerrike og Canada.

5.2.2 Prisstruktur for Datex Kostnadene ved Datex er sammensatt av flere faktorer:

♦ Abonnement. Abonnementsavgiften er avhengig av hastigheten på linjesambandet mellom abonnent og sentral. Følgende hastighetsalternativer finnes: 600 b/s, 2400 b/s, 4800 b/s, 9600 b/s. For Datex 9600 finnes det også en geografisk soneinndeling med noe ulike priser. Sone 1 omfatter de største byene: Oslo, Bergen, Trondheim, Stavanger, Kristiansand, Drammen og Tromsø. Sone 2 omfatter de fleste byer og større tettsteder, mens sone 3 er resten av landet. ♦ Anropspris. Det betales en avgift for hver oppkobling av en samtale. ♦ Trafikkpris. Den vesentlige delen av kostnadene utgjøres av "tellerskritt", dvs. hvor lenge en forbindelse er koblet opp. Et tellerskritt for Datex 9600 er f.eks. 20,625 millisekund. Samtalen takseres med andre ord i brøkdeler av ett sekund.

Tabell 5.1 viser veiledende priser for Datex (fra Telenors prisliste 01.11.95). Prisene er eksklusive 23% merverdiavgift. Hastighet

Abonnement krJmåned

Datex 600 Datex 2400 Datex 4800 Datex 9600 sonel Datex 9600 sone2 Datex 9600 sone3

Anropspris krJanrop

Trafikkpris kr./minutt

333,-

0,016

0,16

445,-

0,016

0,66

699,-

0,016

1,31

618,-

0,016

2,62

687,-

0,016

2,62

842,-

0,016

2,62

Tabell 5.1 Innenlands priser for Datex Det gis rabatt for storbrukere. Ved oppkobling av nytt abonnement betales en engangsavgift.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 89

A

39522

Videregående datakommunikasjon

5.3 Datapak - Telenors pakkesvitsjede nett Datapak er Telenors pakkesvitsjede nett-tjeneste. Nettet inneholder i dag ca. 30 abonnentsentraler (pakkesvitsjer) som alle er knyttet opp mot transittsentraler. Det finnes i alt åtte transittsentraler, hvor fire og fire danner et dublert nettverk. Disse transittsentralene er plassert i Oslo, Trondheim og Bergen, mens abonnentsentralene er plassert rundt omkring i landet. Transittsentralene er koblet sammen, slik at enhver transittsentral har forbindelse til resten av sentralene. Abonnentsentralene er alle tilknyttet to transittsentraler av sikkerhetsmessige grunner. Det finnes to muligheter for oppkobling mot Datapak:

♦

Direkte ved bruk av X.25 grensesnitt, hvor en benytter faste linjesamband frem til abonnentsentralen.

Gjennom en PAD, hvor en benytter fast linjesamband eller oppringt samband frem til PAD-en. En PAD (Packet Assembler/Disassemblerj gjør det mulig for en vanlig asynkron terminal å benytte Datapak. PAD-en samler brukerdata (tegn) i X.25-pakker og benytter X.25 grensesnitt mot Datapak. Brukeren kommuniserer med PAD-en om oppsetting og nedkobling av forbindelsen. Rekommandasjonene X.3, X.28 og X.29 definerer grensesnitt og protokoller for kommunikasjonen mellom en terminal og en PAD.

♦

Figur 5.1 Oppkobling mot Datapak gjennom PAD

5.3.1 Internasjonal samtrafikk Datapak gir mulighet for samtrafikk med 60 andre nett i 35 land. (Det finnes f.eks 13 nett bare i USA.) Dette er en viktig forskjell i forhold til Datex.

5.3.2 Prisstruktur for Datapak Kostnadene ved Datapak er sammensatt av flere faktorer:

♦ Abonnement. Abonnementsavgiften er avhengig av hastigheten på linjesambandet mellom abonnent og sentral. Avgiften er også avhengig av en soneinndeling med noe ulike priser. Sone 1 omfatter de største byene: Oslo, Bergen, Trondheim, Stavanger, Kristiansand, Drammen og Tromsø. Sone 2 omfatter de fleste andre byer og tettsteder, mens sone 3 omfatter resten av landet. Følgende hastighetsalternativer finnes: 2400 b/s, 4800 b/s, 9600 b/s, 19200 b/s og 64 kb/s. ♦ Anropspris. Det betales en avgift for hver oppkobling av en samtale. Side 90

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

A

Videregående datakommunikasjon

39522

♦ Tidspris. Det betales en avgift for hvert minutt forbindelsen er oppkoblet. Det skyldes at en forbindelse bruker noen ressurser i nettet, f.eks. veivalgstabeller, selv om det ikke overføres data over forbindelsen. Minstetakst er som for ett minutt. ♦ Volumpris. Den vesentlige delen av kostnadene ved Datapak-forbindelser utgjøres av volumavgiften. Den beregnes for antall segmenter. Et segment inneholder opp til 64 tegn, og prisen angis for hvert påbegynte 1000 segment.

7 Interaktiv kommunikasjon hvor et tegn overføres i hver pakke, er dyrt. Påbegynte segmenter takseres nemlig som hele segmenter. Tabellen 5.2 viser veiledende priser for Datapak (fra Telenors prisliste 01.11.95). Prisene er eksklusive 23% merverdiavgift). For bruk av oppringt samband til PAD (X.28) finnes det egne priser. Merk at prisene er uavhengige av geografisk avstand mellom abonnentene

Hastighet

Anropspris krJanrop

Tidspris krJmin.

Volumpris krJkilosegm.

888 / 888 / 888

0,11

0,016

5,74

782/988/1199

0,11

0,016

5,25

940/1061/1443

0,11

0,016

5,25

1684 /1955/2585

0,11

0,016

5,25

4373 / 4956/5333

0,11

0,016

5,25

Abonnement kr./måned (sone 1/2/3)

2400 b/s 4800 b/s 9600 b/s 19200 b/s 64 kb/s

Tabell 5.2 Innenlands priser for Datapak

'J Dersom en abonnent ønsker mer enn en logisk kanal, koster hver kanal kr. 8,33 pr. måned, samt kr. 83,- pr. kanal ved etablering. Neste tabell viser prisene for bruk av Datapak mot USA. Abonnementsavgiften er den samme som for innenlandske samtaler. Også her er prisene eksklusive 23% merverdiavgift. Hastighet

Anropspris krJanrop

Tidspris kr./min.

Volumpris krJkilosegm.

0,41 0,11 2400 b/s 0,41 4800 b/s 0,11 0,41 0,11 9600 b/s 0,41 0,11 19200 b/s 0,41 0,11 64 kb/s Tabell 5.3 Datapak - priser mot USA

30,00

30,00

30,00 30,00

30,00

Ved oppkobling av nytt abonnement betales en engangsavgift..

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 91

Videregående datakommunikasjon

5.4 Tjenester i nettlaget OSI-modellen definerer nettlaget som et sett med tjenester og et sett med funksjoner for å implementere disse tjenestene. Den viktigste tjenesten er å overføre protokolldataenheter (pakker) mellom to transportentiteter. Lag 4

nettverkstjenester

nettverkstjenester

Jnsap

NSAP

Lag 3

nettlagsentitet

nettlagsentitet

I

datalinjelaqstjenester

datalinielaqst|enester

Lag 2

Figur 5.2 Modell av nettlaget

ISO 8348 definerer en forbindelsesorientert tjeneste. Tjenesten beskrives ved et sett av tjenesteprimitiver. Primitivene modellerer operasjoner en bruker kan utføre, og hendelser som brukeren informeres om. En bruker er i dette tilfellet en entitet i laget over. Tabellen viser primitivene beskrevet i ISO 8348: Oppkobling

Dataoverføring

Nedkobling

N-CONNECT.request

N-DATA.request

N-DISCONNECT.request

N-CONNECT.indication

N-DATA.indication

N-DISCONNECT.indication

N-CONNECT.response

N-DATA-ACKNOWLEDGE.request

N-CONNECT.confirm

N-DATA-ACKNOWLEDGE.request N-EXPEDITED-DATA.request N-EXPEDITED-DATA.indication N-RESET.request N-RESET.indication

N-RESET.response

N-RESET.confirm

Tabell 5.4 Primitiver for forbindelsesorientert tjeneste

Side 92

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

5.5 X.25 - grensesnitt mot pakkesvitsjede nett Pakkesvitsjede nett gir større mulighet for å utnytte ressursene optimalt, fordi flere logiske forbindelser kan benytte samme fysiske kanaler. Dette muliggjøres ved at data som skal overføres deles opp i pakker. Pakkene køes i de enkelte noder/svitsjer i nettet, og sendes ut på linjen til neste node/svitsj når det er ledig kapasitet. X.25 er en ITU-T-rekommandasjon som definerer et grensesnitt mellom brukerutstyr (DTE) og en node i et pakkesvitsjet nett (DCE). X.25 sier ingen ting om hvordan selve nettet er organisert internt.

Figur 5.3 Pakkesvitsjet nett med X.25 grensesnitt

I Norge benyttes f.eks X.25 som grensesnitt mot Datapak, Telenors pakkesvitsjede datanett. Det er ingen ting i veien for at en større bedrift eller organisasjon kan etablere et eget pakkesvitsjet nett, og benytte X.25 som grensesnitt mot dette.

5.5.1 Nærmere beskrivelse av X.25 grensesnittet Som tidligere nevnt definerer X.25 et grensesnitt mot et pakkesvitsjet nett. Brukerutstyret kalles i dette tilfellet en DTE (Data Terminal Equipment}, mens noden i nettet kalles for en DCE (Data Circuit-terminating Equipment}.

Dersom programvare for X.25 er installert på en maskin, får brukeren som oftest tilgang til denne programvaren gjennom subrutinekall. Maskinen kan også tilby et PAD-program (Packet Assembler /Disassembler}, som gjør det mulig for tegnorienterte terminaler å benytte det pakkesvitsjede nettet. PAD-programmet gir mulighet for å sette opp en X.25-forbindelse, og sender deretter tegn pakket inn i X.25 datapakker. Et tilsvarende program i den andre enden pakker ut innholdet av pakkene, og leverer innholdet videre til mottakeren.

X.25 er internt oppdelt i tre lag: ♦ X.25 pakkenivå ♦ datalinjelag

♦ fysisk lag

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 93

Videregående datakommunikasjon

39522

X.25 LAP-

X.21

Figur 5.4 Lagdeling i X.25

Fysisk lag: Fysisk lag følger spesifikasjonene for X.21 eventuelt X.21 bis. Datalinjelaget Datalinjelaget utgjøres av LAP-B (del av HDLC).

Pakkenivået Protokollen på dette nivået tar seg av opprettelse og vedlikehold av forbindelser mellom to DTE-er. Protokollen spesifiserer hvilke pakker som må utveksles mellom DTE og DCE for å opprette en forbindelse, overføre data og koble ned en forbindelse etter bruk.

Pakkenivået utgjør kun en del av nettlaget i OSI-modellen. Ruting av pakker ligger f.eks. utenfor X.25. Når en pakke ankommer DCE, vil et overliggende lag ta seg av ruting med utgangspunkt i adresse eller logisk forbindelsesnummer. X.25 støtter to ulike typer forbindelser:

♦ permanente virtuelle forbindelser ♦ virtuelle kall Permanente virtuelle forbindelser etableres automatisk av nettet, og det er derfor ikke nødvendig med oppkobling og nedkobling.

Virtuelle kall betyr at en samtale settes opp før bruk og kobles ned etter bruk. Et virtuelt kall består derfor av tre faser: ♦ oppkoblingsfase ♦ dataoverføringsfase ♦ nedkoblingsfase

5.5.2 Logiske kanaler X.25 pakkenivå gir mulighet for å multiplekse flere logiske forbindelser over en LAP-B-forbindelse. Hver logiske forbindelse identifiseres av et logisk kanalnummer som består av et firebiters gruppenummer og et åttebiters forbindelsesnummer.

Side 94

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

39522

For virtuelle kall tildeles kanalnummeret ved oppkobling av forbindelsen

Logisk forbindelsesnummer brukes til å avgjøre hvilken linje pakken skal videresendes på.

Figur 5.5 Bruk av logiske forbindelsesnumre 12 biter gir en teoretisk mulighet for 4095 simultane virtuelle forbindelser over en DTE-DCE-link. I praksis blir bare noen av disse kanalnumrene benyttet. Abonnenten må abonnere på et antall logiske kanaler, og antallet tilgjengelige kanalnumre begrenses derfor av dette antallet. All kommunikasjon mellom DTE og DCE skjer ved bruk av pakker. Figuren viser det generelle formatet for X.25-pakker.

De ulike pakketypene vil senere bli beskrevet mer detaljert. Et logisk kanalnummer utgjøres av de to feltene: gruppenummer og forbindelsesnummer. Logiske kanalnumre tildeles som følger: ♦ Kanalnummer 0 er reservert for omstart/diagnoseformål. ♦ Permanente forbindelser starter med kanalnummer 1. ♦ Inngående kall blir tildelt kanalnumre fra det laveste tilgjengelige nummer.

♦ Utgående kall blir tildelt kanalnumre fra det høyeste tilgjengelige nummer. ♦ Det er mulig å reservere et antall forbindelser for innkommende, henholdsvis utgående kall, samt et antall som kan benyttes til begge formål.

Det logiske kanalnummeret har kun lokal signifikans mellom DTE og DCE. Det betyr at kanalnummeret mellom DTE og DCE i den andre enden, kan ha en helt annen verdi. © NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 95

Videregående datakommunikasjon

39522

5.5.3 Oppkoblingsfasen/nedkoblingsfasen Oppkobling av en forbindelse skjer ved at den ene DTE-en sender en call request-pakkz over DTE/DCE-grensesnittet. En anmodning om oppkobling sendes så gjennom nettet frem til den DCE-en som mottakeren er tilkoblet. Denne DCE-en vil sende en incoming caZ/-pakke til mottakers DTE. Dersom mottaker godtar opprettelse av forbindelsen, svarer den med en call accepted-pakke over DTE/DCE-grensesnittet. Den DTE-en som initierte forbindelsen vil deretter motta en call connected-pakke. DTE

DCE

DCE

call request

DTE

>

incoming call

incoming call

clear request

clear indication clear confirmation

clear confirmation

_

eller clear confirmation

Figur 5.8 Avvisning av X.25 oppkobling Fra DTE til DCE

Fra DCE til DTE

Typefelt

Call request

Incoming call

00001011

Call accepted

Call connected

00001111

Clear request

Clear indication

00010011

DCE clear confirmation

DTE clear confirmation

00010111

Tabell 5.5 X.25 oppkoblings/nedkoblingspakker

Dersom samme kanalnummer velges både for et utgående og et inngående kall, inntreffer en såkalt kollisjon. Det skjer kun når det bare er en ledig kanal igjen, siden kanalnumre for utgående kall velges fra høyeste ledige nummer, mens kanalnumre for inngående kall velges fra laveste ledige nummer. I dette tilfellet vil innkommende kall bli kansellert. Side 96

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

A

Videregående datakommunikasjon

0

0

0

39522

Gruppenummer

1

Forbindelsesnummer 1

1

0

0

Avsender adresselengde

1

0

1

1

Mottaker adresselengde

Mottakeradresse (variabel lengde)

Avsenderadresse (variabel lengde)

Fasiliteter - lengde Fasiliteter

Brukerdata

Figur 5.9 X.25 call request/incoming call pakker

Adressering Normalt benyttes adresser definert av rekommandasjonen X.121. Adressen består av maksimalt fjorten sifre kodet som BCD-tall. Tre sifre angir kode for land, ett siffer angir nettnummer, og ti sifre benyttes til abonnentnummer.

Brukerfasiliteter Brukerfasiliteter er tilleggstjenester som brukere kan abonnere på. Noen slike tilleggs­ tjenester aktiviseres ved oppkobling. Eksempler på slike fasiliteter er:

• •

valg av lukket brukergruppe forhandling om parametere for flytkontroll sperre for inngående/utgående samtaler noteringsoverføring fast-select, det vil si overføring av data i oppkoblingspakken, hvor ingen ytterligere dataoverføring er nødvendig.

Brukerdata Oppkoblingspakker kan inneholde brukerdata. Brukerdata kan f.eks. være passord for autentisering av avsender ved oppkobling av forbindelse. Ved normal oppkobling kan brukerdatafeltet inneholde 16 bytes, ved fast-select 128 bytes. Fast-select betyr at det ikke kobles opp noen forbindelse, alle data overføres i oppkoblingspakken. Dette kan benyttes dersom bare korte meldinger skal overføres.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 97

A

39522

Videregående datakommunikasjon

Statusrapportering Dersom det ikke lar seg gjøre å gjennomføre oppkoblingen, får avsender vite grunnen til dette i clear indication-pakken. Eksempler på slike grunner er: Nettverket er overbelastet. • •

Mottaker er i ustand. Mottaker godtar ikke noteringsoverføring.

Det finnes også såkalte diagnosepakker som gir informasjon om tilstanden i nettet.

Nedkobling Normal nedkobling foretas ved å sende en clear request-pakkz over DTE-DCE-grensesnittet. Den kommer frem som en clear indication hos den andre parten.

5.5.4 Dataoverføringsfasen Datarammer overføres i X.25-datarammer som inneholder felter for sekvensnummer og kvittering. Datafeltet har normalt en maksimal lengde på 128 bytes. I tillegg finnes såkalte avbruddspakker som benyttes for å overføre data med høyere prioritet enn den normale datastrømmen.

Q

D

Gruppenummer

Modulo

Forbindelsesnummer

P(R)

P(S)

M

0

Brukerdata

Figur 5.10 X.25 datapakke

Fra DTE til DCE

Fra DCE til DTE

Typefelt

DTE data

DCE data

xxxxxxxO

DTE interrupt

DCE interrupt

00100011

DCE interrupt confirm

00100111

DTE interrupt confirm

Tabell 5.6 X.25 data og avbruddspakker

Flytkontroll X.25 benytter en glidende vindusprotokoll for flytkontroll. Feltene P(S) og P(R) i datapakkene benyttes til dette formålet. P(S) er et trebiters sekvensnummer. P(R) er et trebiters felt som angir hvilken pakke avsender venter på. Kvitteringer gis altså ved å sende det rammenummeret man venter på. Kvitteringer sendes normalt som en del av datapakker som går i motsatt retning (piggybacking). Det finnes også egne kvitteringspakker (RR/RNR)) som benyttes dersom det ikke går noen datapakker den andre veien innen en viss tid. Standard vindustørrelse er 2.

Side 98

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

Fra DTE til DCE

Fra DCE til DTE

Typefelt

DTE RR (receive ready)

DCE RR (receive ready)

xxxOOOOl

DTE RNR (receive not ready)

DCE RNR (receive not ready)

xxx00101

DTE REJECT (opsjon)

—

xxx01001

Reset request

Reset indication

00011001

DTE reset confirm

DCE reset confirm

00011111

Tabell 5.7 Pakker for flytkontroll og reset Det finnes også en utvidet modus, hvor sekvensnumre og kvitteringer opptar syv biter. Dette gir en maksimal vindusstørrelse på 127. Utvidet modus betraktes som en fasilitet, og angis ved oppkobling av forbindelsen. I tillegg settes modulofeltet for hver datapakke. Verdien '01' i modulofeltet angir vindusstørrelse 8, mens verdien '10' angir vindusstørrelse 128.

D-biten angir om kvittering skal gis fra DCE, eller fra vertsmaskinen i andre enden. Hvis D settes til verdien '0', betyr det at avsender forventer kvittering fra DCE. Hvis D settes til verdien '1', skal kvittering gis fra mottaker i andre enden av forbindelsen. Q-biten benyttes av overliggende lag til å skille mellom kontrollpakker og datapakker.

Feildeteksjon/gjenoppretting X.25 pakkenivå har ikke noen feildeteksjon i form av sjekksum, fordi dette ivaretas av den underliggende LAP-B-protokollen. Nettet kan imidlertid signalisere at en forbindelse har gått ned ved å sende en reset indication-pakke.

Pakkesekvensering Datapakker som overføres kan inndeles i to grupper; A og B-pakker. A-pakkene er pakker som er fylt opp, og hvor M-biten er 1. I dette tilfellet betyr det at det kommer flere pakker som er del av samme logiske sekvens. Det er da ikke nødvendig med kvittering fra mottaker før hele sekvensen er mottatt. D-biten settes derfor til 1. En B-pakke er siste pakke i en logisk sekvens. I dette tilfellet kreves det kvittering fra mottaker (D-biten = 0) før neste pakke sendes. Dersom M-biten er 1, betyr det at flere pakkesekvenser følger.

Reset/omstart Reset betyr reinitiering av en enkelt forbindelse. Omstart (restart) betyr at alle forbindelser blir fjernet. Permanente forbindelser settes så opp på nytt. En omstartpakke kan bare sendes på logisk forbindelse nr. 0. Fra DTE til DCE

Fra DCE til DTE

Typefelt

Restart request

Restart indication

11111011

DTE restart confirm

DCE restart confirm

11111111

Tabell 5.8 X.25 omstartpakker

© NKI Fjernundervisningen. Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 99

Videregående datakommunikasjon

39522

5.6 Om veivalg i nett 5.6.1 Tabellbasert veivalg Problemet med å bestemme hvilken vei en ramme skal ta fra et sted til et annet kalles veivalg eller ruting. Veivalg kan skje ved oppkobling av forbindelsen, hvor alle senere pakker følger den samme veien gjennom nettet (virtuell forbindelse). Veivalg kan også gjøres for hver enkelt pakke (datagrambaserte nett).

Normalt har hver node i et nett en tabell som inneholder adressene til andre noder i nettet, samt neste node en pakke må gjennom for å komme til hver av disse.

Tabellen må ikke nødvendigvis inneholde komplette adresser til alle andre noder. Dersom hierarkisk adressering benyttes, vil noden kunne bruke en del av adressen for å rute pakken i riktig retning. Veivalgstabell for node D

Figur 5.11 Veivalgstabell for en node i et nett

Vi skal starte med å se på hvordan veivalgstabeller kan konstrueres. Vi skal også se at en veivalgstabell kan benyttes til å rute forskjellige typer trafikk over forskjellige linjer. Deretter skal vi se at veivalgstabeliene kan oppdateres underveis. Dette gjøres av to grunner. En linje eller node er nede, slik at rammene må ta en annen vei, eller trafikkbelastningen i nettet tilsier at rammene bør ta en annen vei for å komme fortere frem.

5.6.2 Konstruksjon av veivalgstabeller Et nett består av en del noder og forbindelser. Hver enkelt forbindelse mellom noder kan tillegges en kostnad. Merk at kostnad i dette tilfellet ikke nødvendigvis er et beløp som skal betales for hver ramme som går over en forbindelse, men kan være tiden det tar å overføre en ramme, geografisk avstand etc. Det viktige her er at linjene har en eller annen egenskap som skiller dem fra hverandre.

Å finne "korteste vei" fra et punkt til et annet er et velkjent begrep fra grafteori. Det finnes flere algoritmer for dette formålet. Den nederlandske forsker E. D. Dijkstra utviklet f.eks. en slik algoritme som her benyttes som et eksempel:

Side 100

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

Algoritme for å finne korteste vei mellom noder 1. Først markeres utgangsnoden. 2. For alle naboene til den markerte noden registreres avstanden fra utgangsnoden sammen med adressen til den markerte noden. Avstanden registreres ikke, dersom naboen allerede er registrert med en kortere avstand. (Det betyr at det allerede finnes en kortere vei.) Alle noder er i utgangspunktet registrert med uendelig avstand fra utgangsnoden.

3. Dersom det finnes umarkerte noder, markeres nå den umarkerte noden som har den korteste avstanden fra utgangsnoden. Algoritmen fortsetter nå med punkt 2.

4. Når alle noder er undersøkt, kan vi for hver enkelt node finne den korteste veien tilbake til utgangsnoden. Dette gjøres ved å benytte den registrerte informasjonen som finnes i hver node. Ut fra denne informasjonen kan veivalgstabellene konstrueres.

Figur 5.12 Algoritme for å finne korteste vei til andre noder

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 101

Videregående datakommunikasjon

39522

Figur 5.12 (forts.)

Korteste vei fra A til E kan konstrueres ved å finne veien fra E til A. I node E er node H registrert som nærmeste node med korteste vei til A. I node H er G registrert som nærmeste node. I node G er B registrert som nærmeste, og B er direkte koblet til A. Veien blir derfor:

E-H-G-B-A Ruten fra A til E finnes ved å snu om på rekkefølgen, slik at vi får:

A-B-G-H-E

Side 102

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

5.6.3 Flerveis ruting Dersom ulike typer trafikk skal ta forskjellige veier gjennom nettet, trenger vi flere kolonner i veivalgstabellen, en for hver klasse av trafikk. Eksempler på ulike klassifiseringer kan være: ♦

rammer som må frem til bestemmelsesstedet så raskt som mulig, og hvor man er villig til å betale det det koster for å få rammene fort frem

♦

rammer som det ikke haster med, f.eks. elektronisk post, hvor kostnaden skal være lavest mulig

Dette kan sammenliknes med biltrafikk i det ordinære veinettet. Vi kan benytte en motorveistrekning, men må da betale en bomavgift for å benytte strekningen. Vi kan også ta en omvei, og dermed spare bomavgiften. Dette gir lengre transporttid, men lavere kostnad.

5.6.4 Trafikkspredning Flerveis ruting kan også benyttes til å spre trafikken på flere linjer, og derved få høyere gjennomstrømning gjennom nettet.

Figur 5.13 Trafikkspredning over flere linjer

Eksempel: La oss tenke oss at forbindelse 1 har en total kapasitet på 1000 rammer i minuttet, mens forbindelse 2 har en kapasitet på 500 rammer i minuttet. Benyttes begge forbindelser kan vi få en total gjennomstrømning på 1500 rammer i minuttet. Det betyr at vi får en større total gjennomstrømning enn vi ellers ville kunne oppnå.

Spørsmålet er så hvordan vi konstruerer en algoritme som håndterer dette. I dette tilfellet skal vi altså rute hver tredje ramme ut på linje 2. Det kan gjøres ved å trekke et tilfeldig tall i intervallet [0..2] for hver enkelt ramme. Dersom verdiene 0 eller 1 trekkes, sendes rammen ut på linje 1. Trekkes verdien 2, sendes rammen ut på linje 2. Figuren på neste side viser en veivalgstabell som for hvert bestemmelsessted inneholder to alternativer for neste node. Hvert alternativ er koblet sammen med en sannsynlighet for at en pakke skal sendes ut på tilsvarende forbindelse. Valget foretas ved å generere en tilfeldig verdi i intervallet [0..1], og deretter bruke verdien for å velge alternativ.

(Det er ingen ting i veien for å benytte tre eller flere alternative veier.)

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 103

A

39522

Videregående datakommunikasjon

Veivalgstabell for node D 2. 1. A A 0.9 E 0.1 B A 0.7 E 0.3 C E 0.8 F 0.2 — D — E E 0.9 F 0.1 F F 0.9 E 0.1 G E 0.5 F 0.5

Figur 5.14 Veivalgstabell for flerveis ruting

5.6.5 Tilpasning til trafikkbelastning Hittil har vi sett på opprettelse av veivalgstabeller som en operasjon som gjøres når nettet konfigureres. En slik løsning tar i liten grad hensyn til endringer i trafikken i nettet. Et annet problem som må håndteres, er bortfall av enkeltforbindelser og noder. Dette håndteres gjerne av en egen protokoll som befinner seg over nettlaget. Entiteten som mottar og sender slik informasjon, kan modifisere veivalgstabellen som benyttes av nettlaget.

Figur 5.15 Veivalgsprotokollens plassering i protokollstakken

Distribuert ruting Distribuert ruting baserer seg på at nodene utveksler veivalgsinformasjon. Informasjonen som utveksles med nabonoder, kan f.eks. være antall hopp (avstand) eller forsinkelse fra nabonoden til andre noder i nettet. En node vet avstanden til sine nabonoder, og kan regne ut forsinkelsen ved å måle tiden det tar å sende en pakke som returneres av naboen. Ut fra dette kan antall hopp eller en avstand sammenliknes med det som allerede ligger i veivalgstabellen. Dersom veien gjennom nabonoden er kortere enn den eksisterende veien, oppdateres veivalgstabellen.

Side 104

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

Isolert ruting Veivalgstabeller kan også konstrueres uten å utveksle informasjon. Et eksempel på dette er at hver pakke inneholder en teller som angir antall hopp, dvs. antall noder pakken har vært innom. For hver node i nettet inneholder veivalgstabellen det laveste antall hopp for innkommende pakker så langt. Dersom en innkommende pakke har et lavere antall hopp enn det som er registrert i tabellen, oppdaterer noden veivalgstabellen med det nye antallet, samt hvor pakken kom fra. Teknikken kalles gjeme "backward leaming". Isolert ruting kan også implementeres ved at utgående rammer plasseres i den korteste køen internt i noden. Utgangspunktet er at forsinkelsen i den enkelte noden skal være så liten som mulig.

Sentralisert ruting I dette tilfellet sendes informasjon om trafikken i nettet til en sentral node som gjeme kalles et routing control center (RCC). På bakgrunn av meldingene om trafikken, regner RCC ut nye veivalgstabeller, og sender disse til nodene med jevne mellomrom. Rutingtabeller kan ikke sendes altfor ofte, da dette ville medføre en stor belastning på nettet. Det betyr at vi ved denne teknikken først og fremst vil håndtere de større svingningene i trafikken f.eks. gjennom et døgn.

'Oversvømmelse' I tillegg til disse tradisjonelle tabellbaserte algoritmene finnes det også en algoritme som sender en innkommende ramme ut på alle andre forbindelser. Denne algoritmen kalles gjeme oversvømmelse (flooding). Algoritmen sikrer at en ramme kommer frem dersom det overhodet finnes en mulig vei mellom avsender og mottaker. Til gjengjeld er algoritmen svært ressurskrevende.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 105

39522

A

Videregående datakommunikasjon

5.7 ATM (Asynchronous Transfer Mode) ATM er en form for pakkesvitsjing, som bruker små pakker med fast lengde. Disse kalles gjerne celler. Hver celle er 53 bytes stor. Av disse utgjør 48 bytes data som skal overføres,, mens 5 bytes utgjør et cellehode med kontrollinformasjon.

Figur 5.16 Eksempel på ATM-nett Figur 5.16 viser et enkelt ATM-nett. En ATM-svitsj tolker innholdet av rammehodet mens rammen blir lest, og forbindelsen videre velges med utgangspunkt i rammehodets innhold. I et pakkesvitsjet nett blir hele rammen lest før den blir sendt videre. Et ATM-nett har derfor langt mindre overhead for hver ramme.

En lagdelt modell for ATM inneholder tre lag: ATM Adoption Layer (AAL)

ATM Layer

Physical Layer

Figur 5.17 Lagdeling i ATM AAL sørger for at informasjon som skal overføres blir tilpasset cellenes struktur. ATM-laget sørger for at cellene multiplekses og svitsjes. Fysisk lag sørger for å tilpasse cellene til det fysiske overføringsmediet. Cellehodet inneholder to felter som benyttes til ruting: VPI (yirtual path identifier) og VCI (yirtual channel identifier). Til sammen utgjør feltene et logisk forbindelsesnummer. Feltene har bare lokal betydning. Det betyr at innholdet av VPI/VCI endres for hver forbindelse cellen går gjennom.

Grunnen til at det finnes to adressefelter, er at dette gir mulighet for å utvikle to typer svitsjer. En enkel svitsj, DCC (digital cross connect), ser bare på VPI-feltet og ruter informasjon mellom noder i nettet. Kombinasjonen VPI/VCI brukes først og fremst av svitsjer som knytter brukerne til nettet. Side 106

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

A

Videregående datakommunikasjon

39522

Figur 5.17 ATM rammehode

I tillegg finnes det en bit, CLP (Cell Loss Priority), som sier om rammen kan forkastes ved overbelastning. Denne biten tjener først og fremst som et hjelpemiddel for å prioritere. I realiteten kan hvilken som helst ramme ende opp med å bli forkastet.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 107

39522

A

Videregående datakommunikasjon

5.8 Oppsummering Nett kan klassifiseres som linjesvitsjede eller pakkesvitsjede. I linjesvitsjede nett reserveres en fysisk kanal så lenge forbindelsen er oppkoblet. I pakkesvitsjede nett deles kapasiteten over de enkelte node-til-node-forbindelser ved hjelp av tidsmultipleksing TDM.

Pakkesvitsjede nett kan baseres på virtuelle forbindelser, hvor alle pakkene følger samme vei gjennom nettet. Et alternativ er forbindelsesløse nett, hvor hver pakke rutes individuelt gjennom nettet. Det finnes også nett som kombinerer egenskapene fra begge typer nett. Eksempler på overføringsformer som benyttes i slike nett, er frame relay og ATM. Telenor tilbyr tilgang til to ulike nett: Datex gir en linjesvitsjet tjeneste, mens Datapak gir en pakkesvitsjet tjeneste. Prisstrukturen på de to tjenestene er forskjellig. I Datex utgjør forbindelsens varighet den vesentlige del av kostnadene, mens Datapak baserer kostnadene på mengde overførte data. X.25 definerer et grensesnitt mot et pakkesvitsjet nett. X.25 har en lagdelt oppbygning, hvor fysisk lag utgjøres av X.21, X.21bis eller X.22. Datalinjelaget benytter LAP-B. Et tredje nivå, pakkenivået, gir en forbindelsesorientert tjeneste med flere samtidige forbindelser. Dette løses ved hjelp av multipleksing. Veivalg er en viktig funksjon i datalinjelaget. Normalt benyttes tabellbasert ruting, hvor hver node har en tabell med bestemmelsessted og hvilken vei som skal benyttes til neste node. Nodene kan utveksle informasjon som gjør det mulig å oppdatere veivalgstabellene dynamisk. ATM er en teknologi som benytter såkalt cellesvitsjing. ATM inneholder mekanismer som tilbyr garantert båndbredde.

Side 108

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

5.9

A

39522

Oppgaver

a. Hva menes med at nettlaget tilbyr en forbindelsesorientert tjeneste? b. Hva menes med at nettlaget tilbyr en forbindelsesløs tjeneste?

c. Gi tre eksempler på parametere som det kan forhandles om ved oppsetting av en nettforbindelse. d. Hva menes med hierarkisk veivalg?

e. Hvilke to hovedtyper av veivalgsalgoritmer finnes? f. Følgende figur viser et nett. Benytt korteste-vei-algoritmen for å finne en rute fra node A til node E.

g. Følgende figur viser et nett. I dette nettet skal flerveis (multipath) ruting benyttes. Vi antar at node A kommuniserer like mye med node B, C og D. Disse kommuniserer igjen like mye med node E. Hvilke sannsynligheter bør ligge i veivalgstabellen i node A i dette tilfellet?

h. Forklar hvordan backward Zearnmg-algoritmen fungerer.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 109

Videregående datakommunikasjon

39522

Kapittel 6

Sammenkobling av nett Etter å ha gjennomgått dette kapitlet skal du kjenne til:

♦ sammenkobling av lokalnett ved bruk av repeatere og broer ♦ hvordan sammenkobling av nett løses i Internet

6.1 Sammenkobling av lokalnett Lokalnett kan sammenkobles på ulike nivåer i OSI-modellen. De viktigste komponenter som benyttes til sammenkobling er:

♦ repeatere

(lag 1)

♦ broer

(lag 2)

♦ rutere

(lag 3)

♦ portnere

(lag 4-7)

6.1.1 Repeatere Repeatere benyttes til å koble sammen nett på fysisk lag nivå (lag 1) i OSI-modellen. En repeater kopierer enkeltbiter fra et segment til et annet. En repeater endrer ikke rammene, men kan endre: ♦

elektriske signalnivåer

♦

koding av bitstrømmen

Det betyr at en repeater f. eks. kan koble sammen to 802.3 baserte nett, hvor det ene er basert på tvunnet parkabel, mens det andre er basert på bruk av koaksialkabel.

1802.3- nett (10BASE5) kan opptil fire repeatere benyttes, slik at den maksimale avstanden mellom to endepunkter i et nett blir 2,5 km. Kun tre av de fem segmentene kan i tilfelle ha tilkoblede stasjoner. (Grunnen til at nettet ikke kan forlenges ytterligere, er at det da tar for lang tid før eventuelle kollisjoner oppdages.)

6.1.2 Broer Sammenkoblingen skjer i datalinjelaget (lag 2 i OSI-modellen). En bro (bridge) kopierer datafeltet i datalinjelagsrammer fra et nett til et annet. Ved sammenkobling av lokalnett kan en bro lese innholdet av en MAC-ramme fra et lokalnett og plassere innholdet inn i en ny MAC-ramme i det andre lokalnettet. En bro foretar ikke veivalg, men kan utelukke rammer som ikke skal overføres mellom nettene. Slike broer kalles også selektive repeatere.

Side 110

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

w

Videregående datakommunikasjon

39522

:: :: 802.3

802.3 - 802.5 bro Figur 6.1 802.3 - 802.5 bro

6.1.3 Funksjoner i 802.x broer Følgende tabell viser noen funksjoner som må ivaretas ved sammenkobling av ulike MAC-lag protokoller: 802.5 802.4 802.3 fra/til 802.3

Reformater ramme Beregn ny sjekksum Generer fiktiv prioritet (lokal)2

Reformater ramme 1 Beregn ny sjekksum Generer fiktiv prioritet (global) Fjern rammen fra ringen i mottakemettet (802.5)

802.4

Reformater ramme Beregn ny sjekksum Håndtering av ackrammer i avsendernettet

Generer fiktiv prioritet (lokal)2 Håndtering av ack- rammer i avsendernettet

Reformater ramme 1 Beregn ny sjekksum Reverser bitrekkefølge Generer fiktiv prioritet (global) Fjern rammen fra ringen i mottakemettet (802.5) Håndtering av ack-rammer i avsendernettet

802.5

Reformater ramme 1 Beregn ny sjekksum Reverser bitrekkefølge Forkast prioritet Sett A/C-biter i kildenettet

Reformater ramme 1 Beregn ny sjekksum Reverser bitrekkefølge Bruk eksisterende prioritet Sett A/C-biter i kildenettet

Bruk eksisterende prioritet Sett A/C-biter i kildenettet Fjern rammen fra ringen i mottakemettet (802.5)

Tabell 6.1 Funksjoner i 802.x broer Kommentarer til tabellen

1.

Bitrekkefølgen i 802.5 nett er spesiell, fordi den minst signifikante biten i hver byte er plassert til venstre. I 802.3 og 802.4 befinner den minst signifikante biten seg til høyre.

2.

Prioritetsmekanismen i 802.4 nett benyttes bare når rammer sendes ut på nettet.

♦

Broen må i tillegg til funksjonene nevnt i tabellen, kunne mellomlagre rammer. Broen må primært kunne oppbevare rammen inntil den får tilgang til overføringsmediet i mottakemettet. Broen må også kunne buffre rammer for å kompensere for hastighetsforskjeller mellom nettene.

♦

Broen må også håndtere overskridelser av mottakernettets maksimale rammestørrelse (f.eks. ved å signalere dette som feil).

En bro inneholder normalt mekanismer for å begrense trafikken fra et nett til et annet. Silingen av rammer foretas ved at broen undersøker rammens mottakeradresse, og ser om det er behov for å slippe rammen gjennom. © NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 111

Videregående datakommunikasjon

39522

Broen må da ha en tabell som den sjekker mottakeradressene mot. Denne tabellen kan enten være satt opp av nettadministratoren (statisk), eller den kan bygges opp automatisk ved at broen ser på avsenderadressene til alle rammer som kommer inn til broen. På bakgrunn av avsenderadressene bygger broen opp en tabell over hvilke stasjoner som befinner seg hvor. Slike broer kalles også for selvlærende broer (learning bridges).

Token ring nett kan benytte såkalt source routing. I dette tilfellet benyttes den mest signifikante biten i mottakeradressen for å angi at rammehodet inneholder en komplett rute frem til bestemmelsesstedet. I dette tilfellet må avsender enten kjenne ruten eller benytte en algoritme for å finne ruten.

6.1.4 Rutere En ruter (router) er i stand til å foreta veivalg mellom flere nett. En IP-ruter kobler sammen nett som er basert på protokollen IP (Internet Protocol). IP-ruteren pakker ut IP-rammer fra en lokal ramme i et nett, ser på IP-adressen, foretar veivalg og pakker inn IP-rammen i en lokal ramme i neste nett. Slike rutere vil bli behandlet mer inngående i forbindelse med behandlingen av IP. En multiprotokoll ruter er i stand til å foreta veivalg for flere ulike protokoller.

I forbindelse med 8O2.x-nett har rutere også blitt kalt brutere (brouter - bridge/router). En bruter har alle funksjonene til en bro, og kan i tillegg gjøre veivalg.

6.1.5 Fjernbroer En fjembro (remote bridge) kobler sammen to nett som er geografisk atskilt. En fjernbro består av to halvbroer med en mellomliggende forbindelse. En fjernbro ser normalt på mottakeradressen for ikke å sende unødvendig trafikk over forbindelsen. Ved bruk av leid linjesamband modifiserer halvbroene normalt ikke rammene som overføres. Det er allikevel nødvendig å buffre rammer på grunn av tilgangskontroll og hastighetsforskjeller.

Ved bruk av en pakkesvitsjet forbindelse, f.eks. sammenkobling av lokalnett gjennom et pakkesvitsjet nett, må normalt rammene fragmenteres i den ene halvbroen og settes sammen i den andre halvbroen. I dette tilfellet er halvbroene egentlig portnere.

6.1.6 Portnere En portner (gateway) kobler sammen nett på lag 4 - 7 i OSI-modellen. En portner kan f.eks. konvertere meldinger fra et elektronisk postsystem over til et annet elektronisk postsystem. Det er også laget portnere mellom ulike transportprotokoller, men dette er lite brukt i praksis.

Side 112

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

}

39522

6.2 IP (Internet Protocol) IP (Internet Protocol) er utviklet for bruk i heterogene sammenkoblede nett. IP gir en forbindelsesløs tjeneste, og ligger på toppen av lokale protokoller i de enkelte nett. Slike lokale protokoller for transport av IP-rammer mellom IP-noder kan f. eks. være: 802.3, 802.5, HDLC, X.25, ISDN, samt oppringte og leide samband. IP håndterer: ♦

underliggende nett med ulike adressetyper

♦

underliggende nett med forskjellig maksimal rammelengde

6.2.1 Håndtering av nett med ulike adressetyper IP-rammer inneholder et IP-hode som blant annet inneholder en IP-adresse. IP oversetter en IP-adresse til en lokal adresse i det underliggende nettet. Det kan være en adresse til en bestemt stasjon i det lokale nett, eller en IP-ruter. En IP-ramme pakkes inn i datafeltet i en ramme i det lokale nettet. En IP-ruter pakker ut innholdet av en ramme i det lokale nett, ser på adressen og pakker IPrammen inn i en ny lokal ramme med adressen til neste stasjonen, og sender den ut på neste nett.

Figur 6.2 Flammer gjennom IP-nett IP har et eget adressesystem som blir beskrevet senere.

6.2.2 Håndtering av nett med forskjellig maksimal rammelengde IP kan splitte opp en ramme i mindre rammer dersom det underliggende nettet har en begrensning på rammestørrelsen. Dette kalles fragmentering. Rammene blir først satt sammen når de ankommer mottakerstasjonen. Et offset-felt i IP-hodet angir hvor i den opprinnelige rammen (bytenummer) fragmentet hører hjemme. Dersom don't fragment-fiagget i en IP-ramme er satt, vil ikke rammen bli fragmentert. Dersom ett av nettene ikke er i stand til å levere rammer med denne lengden, vil rammen bli forkastet.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 113

Videregående datakommunikasjon

39522

6.2.3 Oppbygning av IP-rammene En IP-ramme består av et IP-hode (header) og et datafelt. IP-rammene pakkes som tidligere nevnt, inn i lokale datarammer for transport gjennom de enkelte nett. Figuren viser innholdet av et IP-hode: IHL

versjon

total lengde

tjenestetype df mf

rammeidentifikator TTL

protokoll mottakeradresse

fragmentoffset rammehodesjekksum

avsenderadresse opsjoner

Figur 6.3 IP-rammenes oppbygning Beskrivelse av feltene i IP-hodet:

Versjon IHL Tjenestetype Total lengde Rammeidentifikator DF (don't fragment) MF (more fragments) Fragmentoffset

TTL (time to live) Protokoll

Angir hvilken versjon av protokollen som benyttes

Lengden på IP-hodet

IP-rammens lengde (før fragmentering). Maksimal lengde er 65536 bytes Unikt nummer. Benyttes når fragmentene som utgjør en ramme skal settes sammen hos mottaker Angir at en ramme ikke skal fragmenteres Settes i alle fragmenter unntatt siste fragment

Angir hvor i en ramme et fragment hører hjemme. Et fragment må starte på et multiplum av 8 bytes. Maksimalt antall fragmenter er 8192 En teller som minkes for hver node som passeres. Når telleren når verdien 0, fjernes rammen. Håndterer feil som følge av sykliske ruter Angir hvilken transportprotokoll som skal motta rammen ved ankomst hos mottaker. Eksempel: TCP (0x06) eller UDP (0x11)

Rammehodesjekksum Sjekksum for rammehodet, ikke for rammen Sikkerhet, fullstendig vei ved source-routing etc. Opsjoner

Side 114

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

39522

6.2.4 IP adresser IP-adresser består av fire oktetter (32 biter). Det gir 232 mulige adresser. Normalt uttrykkes hver oktettene som desimaltall, atskilt med et punktum. Eksempel: 128.39.98.12,

IP har definert tre ulike klasser av nett, som hver har fått sin del av det totale adresseområdet. Klassene benevnes A (store) nett, B ( mellomstore) nett og C (små) nett. I tillegg finnes det definert et område for gruppeadresser (multicasting).

Klasse Maks. antall nett

A B C

Maks. antall stasjoner pr. nett

127

16777214

16383

65534

2097151

254

Tabell 6.2 IP - klasser av nett

6.2.5 ARP (Address Resolution Protocol) Dersom en IP-node i et 802.3 nett skal sende en IP-ramme til en annen IP-node, trenger det underliggende 802.3-laget den fysiske adressen til den andre IP-noden. Dersom adressen ikke er kjent, kan ARP-protokollen benyttes. I hver node finnes en ARP-tjener som lytter etter kringkastingsrammer. En stasjon som har en IP-adresse, og som ønsker en 802.3-adresse, pakker IP-adressen inn i en ARP-pakke. Den kringkastes til alle ARP-tjenerne. Dersom en ARP-tjener kjenner igjen IP-adressen som sin egen, svarer den med sin fysiske adresse.

6.2.6 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) RARP-protokollen fungerer på samme måte som ARP-protokollen, men i dette tilfellet kan en maskin med en 802.3-adresse svare med sin IP-adresse.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 115

39522

Videregående datakommunikasjon

6.2.7 ICMP (Internet Control Message Protocol) ICMP er en protokoll for administrativ kommunikasjon mellom IP-noder. Eksempel på rammer som kan utveksles er: ♦ mottaker utilgjengelig ♦ timeout ♦ ugyldige parameter(e) ♦ omdiriger trafikk

ICMP-rammene fraktes i normale IP-rammer. I dette tilfellet er protokollfeltet satt til 0x01.

Side 116

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

J Jk %

39522

6.3 Oppsummering Sammenkobling av nett kan skje på ulike nivåer i OSl-modellen. Repeatere kobler sammen nettsegmenter på lag 1. En repeater regenererer signalene, og kan endre elektriske signalnivåer og koding, men aldri rammens innhold. Broer benyttes til sammenkobling av lokalnett på lag 2. En bro kan lese rammer fra et nett og sende dem ut på et annet nett. Broen kan pakke rammer ut og inn, og kan sperre for videresending av visse adresser. En bro kan imidlertid ikke foreta veivalg.

Rutere brukes på lag 3, og kan i tillegg til broens funksjoner også foreta ruting. Portnere brukes på de øverste lagene i OSl-modellen, f.eks. for å koble sammen to forskjellige transportprotokoller, eller to elektroniske postsystemer.

IP er en protokoll som er spesielt laget for sammenkobling av ulike nett. IP har to viktige funksjoner: en global adressemekanisme og mulighet for å dele opp rammer i mindre biter (fragmentering). En IP-ramme pakkes inn i lokale rammer i hvert enkelt nett rammen traverserer. En IP-ruter pakker ut rammene fra et nett, og pakker dem inn i nye rammer i et annet nett.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 117

39522

Videregående datakommunikasjon

6.4 Oppgaver a. Et lokalnett basert på standarden 802.3 (CSMA/CD) skal kobles sammen med et lokalnett basert på standarden 802.5 (Token ring). De to nettene befinner seg i samme bygning. Hva slags sammenkoblingsenhet benyttes i dette tilfellet; repeater, bro eller ruter? Gjør rede for hvilke funksjoner en slik sammenkoblingsenhet må ivareta. (Hint: Husk at trafikken kan gå begge veier). b. En dagligvarekjede har et hovedkontor i Oslo og to avdelingskontorer i Bergen og Trondheim. På hvert av disse stedene finnes det et 802.3-basert lokalnett. Dagligvarekjeden ønsker at disse tre geografisk atskilte nettene skal fungere som ett lokalnett. Gjør rede for hvordan dagligvarekjeden kan få til dette. Legg vekt på hvordan sammenkoblingen kan gjøres (med eventuelle forslag til alternativer), og hvilke nettverkskomponenter som kan benyttes. I de enkelte dagligvareforretningene finnes det frittstående PC-er. Disse har sporadiske behov (en gang i uken) for å overføre salgsoppgaver til en maskin plassert på hovedkontoret. Hva slags løsning er best å bruke i dette tilfellet? Begrunn svaret.

c. To stasjoner A og B er koblet til hvert sitt lokalnett. De to lokalnettene er koblet sammen ved hjelp av et offentlig pakkesvitsjet nett som benytter X.25 som grensesnitt. IP benyttes som protokoll. Vis hva som skjer når en ramme sendes fra A til B. Vis også hvordan rammene ser ut i de ulike nettene. Ta utgangspunkt i at det offentlige pakkesvitsjede nettet har en maksimal rammestørrelse på 128 bytes. Forklar hvordan IP løser problemet med maksimal pakkestørrelse i deler av det sammenkoblede nettet.

Side 118

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

39522

Kapittel 7

Transportlaget Etter å ha gått gjennom dette kapitlet skal du kunne gjøre rede for:: ♦ transportlagets oppbygning

♦ transportlagets tjenester ♦ implementasjon med utgangspunkt i ISO's transportprotokoller ♦ TCPogUDP

............

J

U

Hvert lag skal ifølge OSl-modellen tilby et sett med tjenester til laget over. Transportlaget er plassert på toppen av nettlaget, og skal sørge for ende-til-ende-forbindelse mellom to vertsmaskiner (hosts), slik at brukerne av transportlaget ikke trenger å ta hensyn til detaljer når det gjelder å oppnå en pålitelig og kostnadseffektiv overføring av data. For å kunne tilby en slik tjeneste vil transportlaget benytte tjenester i det underliggende nettlaget for å få til en forbindelse gjennom kommunikasjonsnettet. Transportlaget har derfor ikke noe ansvar for ruting gjennom nettverket.

Nettlaget kan tilby to typer tjenester: forbindelsesorienterte (connection oriented) og forbindelsesløse (connectionless) tjenester.

Lag 5 Lag 4

Lag 3 Figur 7.1 Transportlaget

Når transportlaget tilbyr en forbindelsesorientert tjeneste, finnes det primitiver for å koble opp en forbindelse, overføre data og koble ned forbindelsen etter bruk. I tillegg kan tjenesten omfatte f.eks. hurtiglevering av data. Når transportlaget tilbyr en forbindelsesløs tjeneste, finnes bare primitiver for dataoverføring. I dette tilfellet opprettes det ikke noen forbindelse mellom brukerne av tjenesten.

Programvaren som befinner seg i transportlaget på en maskin, kalles en transportentitet (transport entity). En transportentitet i den ene enden av forbindelsen kommuniserer med en transportentitet i den andre enden.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 119

Videregående datakommunikasjon

39522

Transportentitetene utveksler transportprotokolldataenheter {transport protocol data units). Disse pakkene inneholder både data som overføres mellom brukerne av transportlaget (datapakker), og kontrollinformasjon som utveksles mellom transportentitetene (kontrollpakker).

Transportlagets kompleksitet vil i stor grad influeres av kvaliteten på det underliggende nettet. Dersom nettet tilbyr en feilfri, sekvenserende forbindelse, vil transportlaget bli forholdsvis enkelt. Hvis nettet derimot kan miste pakker og levere pakker utenfor rekkefølge, vil transportlaget måtte inneholde desto flere mekanismer for å rydde opp. I den følgende fremstillingen, skal vi først se nærmere på hva slags tjenester transportlaget yter. Deretter behandles selve transportprotokollene, som innbefatter både funksjoner i transportentitetene og hvilke pakker disse utveksler. Som avslutning presenteres transportprotokollene TCP og UDP.

Side 120

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

7.1

A

39522

Transportlagets tjenester

Som tidligere nevnt finnes det to typer tjenester som transportlaget kan tilby: forbindelsesorienterte og forbindelsesløse tjenester.

En forbindelsesorientert tjeneste har klare fortrinn, fordi den gir mulighet til å få til flyt- og feilkontroll, samt levering av data i riktig rekkefølge. Det finnes imidlertid bruksområder hvor forbindelsesorienterte tjenester gir en unødvendig overhead. Det gjelder f.eks. ved: ♦ Tjener/klientapplikasjoner hvor det sendes en kort forespørsel i form av en enkelt datapakke og hvor svaret også utgjøres av en datapakke.

♦ Datainnsamling, hvor data i form av enkeltpakker ankommer over et lengre tidsrom, og det ikke spiller noen stor rolle om en pakke forsvinner underveis. ♦ Kringkasting av kontrollinformasjon, hvor alle stasjoner skal motta den samme informasjonen. ♦ Sanntidsapplikasjoner, f.eks. overføring av lyd, hvor det ikke er tid til retransmisjoner.

7.1.1 Tjenestekvalitet For at transportlaget skal være i stand til å optimalisere utnyttelsen av underliggende lag, vil det ofte være hensiktsmessig å kunne spesifisere hva slags grad av tjenestekvalitet som ønskes i hvert enkelt tilfelle. Brukeren kan f.eks. oppgi følgende parametere som angir hva slags kvalitet som ønskes: maksimal ventetid for etablering av en forbindelse

• • •

sannsynlighet for at en etablering ikke lykkes minimum antall bytes overført i løpet av en tidsenhet forsinkelse fra en pakke blir sendt til den blir mottatt akseptable rater for feil og bortkomne pakker sannsynlighet for overføringsfeil maksimal ventetid for frigiving av en forbindelse beskyttelse (f.eks. kryptering) prioritet

Tjenestekvalitetsparametere kan være gjenstand for forhandlinger mellom transportentitetene, men kan også benyttes lokalt når en nettforbindelse skal opprettes. Transportlaget kan f.eks. splitte opp en transportforbindelse på flere nettforbindelser for å gi mulighet til å overføre flere TPDU-er i løpet av en tidsenhet enn det ellers ville vært mulig å gjøre. Dette må selvsagt vurderes opp mot andre faktorer som pålitelighet, forsinkelse og kostnader. Dersom transportlaget ikke klarer å oppfylle brukerens krav til tjenestekvalitet, vil forbindelsen ikke bli etablert. Brukeren vil da få beskjed om dette.

7.1.2 Brukergrensesnitt og tjenesteprimitiver ISO 8072 definerer en transporttjeneste ved hjelp av såkalte tjenesteprimitiver som benyttes av brukerne av transportlaget for å sette i gang operasjoner og gi beskjed om oppståtte hendelser. Disse tjenesteprimitivene kan grupperes i et sett med primitiver for bruk ved forbindelsesorienterte tjenester (tabell 7.1), og et sett med primitiver for bruk ved forbindelsesløse tjenester (tabell 7.2).

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 121

Videregående datakommunikasjon

39522

Dataoverføring

Nedkobling

T-CONNECT.request

T-DATA.request

T-DISCONNECT.request

T-CONNECT. indication

T-DATA.indication

T-DISCONNECT.indication

T-CONNECT.response

T-EXPEDITED-DATA.request_

T-CONNECT.confirm

T-EXPEDITED-DATA.indication

Oppkobling

Tabell 7.1 Primitiver for forbindelsesorientert tjeneste

Dataoverføring T-UNITDATA.request________ T-UNITDATA.indication_______

Tabell 7.2 Primitiver for forbindelsesløs tjeneste

Figur 7.2 viser et eksempel på oppkobling av en forbindelse. En oppkobling skal bekreftes av mottaker, derfor finnes det totalt fire primitiver for dette formålet. T-CONNECT.request ----- >

T-CONNECT.confirm T-CONNECT.indication

T-CONNECT .response

T-CONNECT.confirm \

39522

Videregående datakommunikasjon

8.1.5 Synkronisering Sesjonslaget gir mulighet for å sette inn såkalte synkroniseringspunkter i datastrømmen som overføres mellom to sesjonsentiteter. Dersom feil oppstår, er det mulig å starte datastrømmen på nytt fra et slikt synkroniseringspunkt. Dette kalles resynkronisering. Eksempel: Ved overføring av lange filer mellom datamaskiner kan forbindelsen bli brutt av en eller annen grunn. I dette tilfellet må hele filen overføres på nytt. Resynkronisering gir mulighet til å starte opp igjen fra forrige synkroniseringspunkt, noe som kan spare mye tid. I praksis kan filen som det skrives til, lukkes og åpnes på nytt for skriving ved hvert synkroniseringspunkt. Slik unngår vi at alt forsvinner ved en feil.

To typer synkroniseringspunkter er definert: ♦

hovedsynkroniseringspunkter

♦

undersynkroniseringspunkter

Avsenderen buffrer ikke data lenger tilbake enn til siste hovedsynkroniseringspunkt. Dette betyr at vi aldri kan gå lenger tilbake enn dette punktet --------------------------------------------- sesjon---------------------------------------------- ►

dialogenhet

u

u

u H

H H U

hoved(major)synkroniseringspunkt under(minor)synkroniseringspunkt

Figur 8.2 Bruk av synkroniseringspunkter

8.1.6 Aktiviteter Aktiviteter gir mulighet for å dele en sesjon opp i flere logiske deler. Hver aktivitet består av en eller flere dialogenheter. En aktivitet kan bli avbrutt, og senere satt i gang igjen.

Figur 8.3 Eksempel på bruk av aktiviteter

For eksempel kan en filoverføring avbrytes midlertidig slik at et databaseoppslag kan utføres. Deretter kan filoverføringen fortsette der den ble avbrutt.

Side 136

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

8.1.7 Funksjonelle enheter Som nevnt i innledningen, består sesjonslaget av en samling funksjonelle enheter (verktøy), som hver tilbyr visse tjenester til brukere av sesjonslaget: Figur 8.4 viser disse funksjonelle enhetene, og hvilke primitive operasjoner som er definert for hver enhet. Kjernen og dupleks eller halvdupleks dataoverføring er alltid med. Bruk av de andre funksjonelle enhetene avtales ved oppkobling av en sesjonsforbindelse.

Forhandlet nedkobling

Kjerne

Halv dupiex

ordnet nedkobling

normal dataoverføring

normal dataoverføring

give token

give token

ordnet nedkobling

please token

please token

etablering av sesjoner

brukerinitiert (U-) abort

Dupiex

tjenesteyterinitiert (P-) abort

normal dataoverføring

Undersynkroniserlng

Overføring av hurtigdata

Overføring av typedata

Aktivitetsadministrasjon

give token

start aktivitet

please token

fortsett aktivitet avbryt aktivitet

Utveksling av kapabilitetsdata

Hovedsyn kronisering

Håndtering av unntak

forkast aktivitet

give token

avslutt aktivitet

please token

give token

please token

give control Resynkronisering Figur 8.4 Funksjonelle enheter i sesjonslaget

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 137

A

39522

Videregående datakommunikasjon

8.2 Presentasjonslaget Presentasjonslaget sørger for at informasjonen overføres gjennom det underliggende nettet, blir kodet og dekodet slik at informasjonen er forståelig for vertsmaskinene. Dette er nødvendig når maskinene bruker forskjellige interne representasjoner av data. I forbindelse med utviklingen av OSl-modellen ble også komprimering og kryptering nevnt som mulige funksjoner i presentasjonslaget. Det videre standardiseringsarbeidet har imidlertid ikke frembrakt noen presentasjonslagsstandarder på disse områdene. Kryptering og komprimering er i dag først og fremst tatt i bruk på datalinjelagsnivå, eller innbakt i selve applikasjonene.

8.2.1 ASN.1 ISO 8824 definerer ASN.l (Abstract Syntax Notation One), et standardisert beskrivelsesspråk for strukturert informasjon. På mange måter likner ASN.l på datadeklarasjonsdelen i et strukturert høynivåspråk som Pascal eller C. Disse språkene har et sett med grunnleggende datatyper, slik som integer, Boolean og real. Språkene har også konstruksjoner for å lage mer komplekse typer, f.eks. ved å benytte Pascals record- eller C's sfracZ-konstruksjoner.

I motsetning til Pascal og C, inneholder ikke ASN. 1 noen programsetninger. ASN. 1 beskriver kun data.

ASN.l har etter hvert fått stor betydning innenfor datakommunikasjon, og benyttes først og fremst for å beskrive strukturen på meldinger som inngår i protokoller. Hver datatype som defineres, tildeles en egen identifikator (tag). Det er definert fire klasser av identifikatorer:

♦ UNIVERSAL (typer definert i standarden) ♦ APPLICATION (typer definert i andre standarder)

♦ PRIVATE (typer definert for intern bruk i en bedrift eller organisasjon) ♦ CONTEXT-SPECIFIC (typesett som kan velges etter behov) ASN. 1 har et grunnleggende sett med datatyper og et sett med konstruktører for å sette sammen disse typene til mer komplekse typer. De viktigste grunnleggende datatypene er:

Type

Tag

Beskrivelse

BOOLEAN

1

Brukes for å representere de logiske verdiene true og false

INTEGER

2

Brukes for å representere numerisk informasjon i form av heltall

BIT STRING

3

Brukes for å representere en sekvens av biter

OCTET STRING

4

Brukes for å representere en sekvens av bytes

NULL

5

"Tom", brukes f.eks. for å angi at et felt enten er av en spesiell type, eller ikke har en type i det hele tatt

OBJECT IDENTIFIER

6

Identifiserer et objekt (som igjen kan bestå av komplekse datatyper). Selve identifikatoren er regnet som en grunnleggende datatype

REAL

9

Brukes for å representere reelle tall

ENUMERATED

10

Brukes for å representere en begrenset mengde med verdier, f.eks. ukedager eller måneder

ANY

Brukes for å representere en vilkårlig type

Tabell 8.1 Grunnleggende datatyper i ASN. 1 Side 138

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

De viktigste konstruktørene for å lage sammensatte typer er: Tag

Beskrivelse

SEQUENCE

16

Ordnet liste av datatyper

SEQUENCE OF

16

Ordnet liste av en bestemt datatype

SET

17

Uordnet liste av datatyper

SET OF

17

Uordnet liste av en bestemt datatype

CHOICE

Valg mellom flere typer. Dette brukes særlig der hvor resten av en datastruktur kan ha forskjellig meningsinnhold, f.eks. i en melding. Tilsvarer union i C, og variant-record i Pascal.

Tabell 8.2 Konstruktorer i ASN. 1

ASN. 1 sier ingen ting om hvordan data skal kodes ved overføring. Det ivaretas av en separat standard: BER (Basic Encoding Rules}.

En ASN.l spesifikasjon kan kompileres av en ASN.l kompilator, og gi ut ferdige rutiner, f.eks. skrevet i C, som konverterer lokale datatyper til formatet definert av BER.

8.2.2 BER - Basic Encoding Rules ISO 8825 definerer BER (Basic Encoding Rules}, et sett med regler for hvordan data skal kodes ved overføring mellom maskiner. Fordelen ved å bruke BER er at data kodes i et standardformat som gjør det mulig å utveksle informasjon mellom maskiner med ulike interne representasjons- former. Data som overføres, kodes slik: Identifikator (tag)

Datafelt

Lengde

Sluttmerke (hvis variabel lengde)

Figur 8.5 Koding av data ved bruk av BER

Identifikatorfeltet (tag) inneholder tre deler: De to første bitene angir om det er en type definert av ASN.l-standarden (universal}, om den er definert av annen ISO-protokoll (application} eller en bedriftsintern standard (private}, eller om den er definert for en spesiell sammenheng (context-specific}. I dette tilfellet kan det finnes mange forskjellige sett med typer, og valg foretas med en egen primitiv i presentasjonslaget: P-ALTER-CONTEXT. Verdiene for de to første bitene i identifikatorfeltet er: 00

UNIVERSAL

01

APPLICATION

10

CONTEXT-SPECIFIC

11

PRIVATE

Tabell 8.3 Verdier i tag-feltet Den neste biten angir om det er en grunnleggende eller en konstruert datatype. De siste fem bitene angir et nummer som identifiserer typen.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 139

39522

A

Videregående datakommunikasjon

8.3 Oppsummering Sesjonslaget gir et sett med funksjoner på toppen av transportlaget. De viktigste funksjonene er: ordnet nedkobling av forbindelser, mulighet for å sette inn synkroniseringspunkter i en datastrøm, resynkronisere etter feil og håndtere flere samtidige aktiviteter. Presentasjonslaget sørger for konvertering mellom interne datatyper og et sett med standard datatyper for overføring gjennom et nett. ASN. 1 er et eget språk for å beskrive datatyper. BER (Basic Encoding Rules) inneholder selve reglene for hvordan slike data kodes når de overføres gjennom nettet.

8.4 Oppgaver a. I forbindelse med standarden 802.5 (Token Ring) så vi at et token ble benyttet for å regulere tilgangen til overføringsmediet. Tokenet sirkulerer i ringen. Den som til enhver tid har tokenet, får lov til å sende. b. Begrepet token benyttes også innenfor sesjonslaget, men her benyttes token til andre formål. Gjør kort rede for hvilke fire tokener som er definert i sesjonslaget og hva disse brukes til. c. Ved oppkobling av en sesjonsforbindelse forhandles det om bruk av tokener. Et av disse tokener er nedkoblingstokenet (release token). Forklar hva dette tokenet brukes til, og gjør også rede for hvordan forbindelser kobles ned når dette tokenet ikke er i bruk. d. Det finnes to ISO-standarder relatert til presentasjonslaget, ASN.l og BER. Gjør rede for hva disse to standardene definerer.

Side 140

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

A

Videregående datakommunikasjon

39522

Kapittel 9

Applikasjonslaget Etter å ha gått gjennom dette kapitlet skal du kunne gjøre rede for: ♦ den interne oppbygningen av applikasjonslaget med ulike tjenesteelementer ♦ bruk og implementasjon av fjernprosedyrekall ♦ sikkerhet og datakommunikasjon

♦ ISO's filtjeneste FTAM ♦ elektroniske postsystemer og X.400

Applikasjonslaget omfatter de delene av en applikasjon som tar seg av kommunikasjon gjennom et datanett. En mulighet er å se på applikasjonslaget som en verktøy kasse, hvor vi kan plukke de verktøyene vi trenger ved behov. I OSI-terminologi kalles slike verktøy for tjenesteelementer (service elements). Noen verktøy sørger for å opprette og vedlikeholde forbindelser mellom applikasjonene (slike forbindelser kalles assosiasjoner}. ISO har f.eks. definert to slike verktøy: ACSE (Association Control Service Element) og RTSE (Reliable Transfer Service Element). Andre verktøy gir mulighet for å igangsette operasjoner i applikasjoner andre steder i nettet. ISO har definert ROSE (Remote Operations Service Element). Vi skal se nærmere på såkalte fjernprosedyrekall som gir en liknende funksjonalitet.

Sikkerhet er viktig i forbindelse med utvikling av nettbaserte applikasjoner, og problematikken rundt sikkerhet blir behandlet i dette kapitlet.

Mer avanserte verktøy gir mulighet for å benytte filer på fjerntliggende maskiner. ISO har definert FTAM (File Transfer, Access and Management) for å yte slike tjenester. Et annet verktøy gir funksjonalitet for håndtering av elektronisk post. ITU-T har utviklet et eget sett med rekommendasjoner for elektronisk meldingshåndtering (X.400 serien). X.400 benyttes for å belyse dette tema.

Lag 1 - 6

Figur 9.1 Tjenesteelementer i applikasjonslaget © NKI Fjernundervisningen. Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 141

,

39522

9.1

Videregående datakommunikasjon

Fjernprosedyrekall

Fjernprosedyrekall (remote procedure calls) er en mekanisme som gjør det mulig å utføre prosedyrer på fjerntliggende maskiner. Fjernprosedyrekall gir en mer strukturert form for kommunikasjon enn bare å sende og motta meldinger. I likhet med vanlige prosedyrekall, blokkeres den som kaller en fjernprosedyre, inntil prosedyren er utført. program

fjernprosedyre Programmet som utfører fjernprosedyrekallet blokkeres inntil fjernprosedyren er utført.

Figur 9.2 Kall på fjernprosedyrer

En annen likhet er at fjernprosedyrekall har typesjekking av parametere og resultater. Det øker muligheten for å unngå programmeringsfeil.

Fjernprosedyrekall benyttes ofte som underliggende kommunikasjonsløsning i systemer basert på klient-tjenermodellen. En klient sender en forespørsel til tjeneren, og blokkeres inntil svar mottas.

9.1.1 Implementasjon Fjernprosedyrekall benyttes normalt i sammenheng med høynivå programmeringsspråk. Etter at et program er kompilert, linkes normalt programmet sammen med biblioteksrutiner for å aksessere rutiner f.eks. i operativsystemet. Når fjernprosedyrekall benyttes, linkes i tillegg programmet sammen med rutiner som tar seg av binding, håndtering av parametre og ren kommunikasjon. Selve aktiviseringen av en fjernprosedyre kan være transparent for brukeren. Det betyr at brukeren kaller på prosedyren på samme måte som et kall på en lokal prosedyre. Det er da opp til systemet å finne ut at det er en fjernprosedyre som kalles. Et annet alternativ er et eget kall for aktivisering av fjernprosedyrer. I dette tilfellet angis hvilken fjernprosedyre som skal utføres som en parameter til kallet.

9.1.2 Binding Binding er en betegnelse på mekanismen for å knytte et fjernprosedyrekall til en prosedyre på en fjerntliggende maskin. Her finnes det flere implementasjonsmuligheter. Brukeren kan selv oppgi hvilken maskin prosedyren ligger på (statisk binding), eller systemet kan lokalisere en maskin med den ønskede prosedyren (dynamisk binding). En slik lokalisering kan f.eks. skje ved bruk av en egen katalogtjener eller ved at det sendes ut en forespørsel som kringkastingsmelding.

Side 142

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

9.1.3 Overføring av parametre og resultater Parametre legges inn i en melding hos klienten. Meldingen overføres så til tjeneren ved hjelp av den underliggende kommunikasjonstjenesten. Tjeneren pakker ut parametrene ved ankomst, og benytter disse ved oppstart av den aktuelle prosedyre.

I heterogene miljøer (ulike maskintyper), er det nødvendig å benytte en felles representasjon for datatyper. Parametre og resultater må i tilfelle konverteres til og fra denne representasjonen. Figuren viser hva som skjer når et fjernprosedyrekall utføres:

Figur 9.3 Utføring av fjernprosedyrekall

1. Klienten kaller en fjemprosedyre med eventuelle parametere. Dette fører til at en biblioteksrutine startes. Biblioteksrutinen lokaliserer fjemprosedyren (binding), foretar eventuell konvertering av parametere og samler dem i en melding. 2. Biblioteksrutinen benytter en sercd-primitiv i det underliggende kommunikasjons­ systemet for å sende meldingen til den fjerntliggende maskinen.

3. Meldingen blir fysisk transportert gjennom det underliggende nettet. 4. En biblioteksrutine i den fjerntliggende maskinen venter på forespørsler og mottar meldingen ved å bruke en recezve-primitiv. 5. Biblioteksrutinen pakker ut parametere fra meldingen, foretar eventuell konvertering, finner ut hvilken rutine som skal startes opp og starter denne med de respektive parametrene. 6. Når fjemprosedyren er ferdig utført, mottar biblioteksrutinen resultatet. Resultatet blir pakket inn i en pakke og sendt tilbake ved bruk av en send-primitiv.

7. Svaret blir fysisk transportert gjennom det underliggende nettet. 8. Når meldingen kommer frem, leverer kommunikasjonssystemet meldingen videre til den respektive biblioteksrutinen. Denne biblioteksrutinen har blokkert seg selv ved at den har utført en receive-primitiv og vekkes nå opp av kommunikasjonssystemet.

9. Biblioteksrutinen pakker ut resultatet og utfører eventuell konvertering 10. Klientprosessen kan fortsette, akkurat som etter et normalt prosedyrekall.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 143

> V

39522

Videregående datakommunikasjon

9.1.4 Registrering av fjernprosedyre i tjeneren Fjernprosedyrer må registreres i tjeneren, slik at riktig prosedyre kan startes når en melding ankommer. Denne registreringen inneholder f.eks. filnavn for utførbar kode, samt angivelse av parametere og evt. kodingsrutiner.

Eksempel:

remote procedure service (in value_parameters; out result_parameters ) begin

end

9.1.5 Spesielle problemer ved fjernprosedyrekall ♦

Feil på datamaskiner og nett

♦

Forskjellige adresserom for klient og tjener

Feil på datamaskiner og nett Kommunikasjonsfeil kan føre til at forespørsler og svar forsvinner. Slike feil kan håndteres ved å benytte en timeoutmekanisme sammen med retransmisjon (at-least-once semantikk). Ved retransmisjon må vi ta hensyn til om det spiller noen rolle at samme kall utføres flere ganger. Hvis dette er tilfelle, må det også finnes en mekanisme for å detektere duplikater (exactly-once semantikk). Eksempel: Normal lesing fra fil i et UNIX-operativsystem fører til at filpekeren automatisk oppdateres. Dersom en fjernprosedyre leser fra en fil, og svaret forsvinner, vil en kopi av forespørslen føre til at neste område på filen leses. En mulig løsning er å benytte et annet kall, hvor filposisjon inngår. Klienten kan da selv holde orden på hvor langt man har kommet i lesingen.

En maskin- eller nettfeil kan også føre til at det aldri kommer noe svar tilbake. I dette tilfellet vil programmet som har utført kallet, forbli blokkert. En mulig løsning er at det kallende programmet avbrytes etter et visst antall forsøk på omsendinger (maybe semantikk).

Forskjellig adresserom. At fjernprosedyrekallet utføres i et annet adresserom, skaper et spesielt problem. Dersom en parameter er en peker til data, vil pekeren være ugyldig inne i fjernprosedyren. En løsning er å ikke tillate kall med pekerparametere. En annen løsning er å overføre det som pekeren peker på, men da er ofte problemet å bestemme lengden av dette området.

9.1.6 Avanserte fjernprosedyrekall Normale fjernprosedyrekall tar utgangspunkt i at forespørsel og svar kan sendes i hver sin melding. I visse tilfeller kan det være nødvendig å benytte flere meldinger. Da må meldingene inneholde sekvensnummer, slik at manglende meldinger oppdages.

Side 144

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

M

39522

9.1.7 Eksempel: Sun-RPC Sun-RPC er et eksempel på en implementasjon av fjernprosedyrekall. Fjemprosedyrer identifiseres ved hjelp av et programnummer, et versjonsnummer og et prosedyrenummer. Sun-RPC er laget for bruk i hetereogene nett, og parametere konverteres til et standard format: XDR (eXternal Data Representation). Brukeren må selv oppgi prosedyrer som foretar konverteringen til standard format. Det finnes ferdige prosedyrer for enkle datatyper, og disse kan igjen benyttes for å konstruere konverteringsrutiner for mer kompliserte datastrukturer.

En fjernprosedyre kalles ved å benytte kallet callrpc. Sun-RPC benytter statisk binding, dvs. at tjenermaskinen identifiseres i kallet.

callrpc( host, prog, ver, proc, xdrjn, in, xdr_out, out) host: tjener som skal utføre fjemprosedyren prog: programnummer ver: versjonsnummer proc: prosedyrenummer xdrjn: konverteringsrutine for inngangsparameter in: inngangsparameter xdr_out: konverteringsrutine for utgangsparameter out: utgangsparameter I tjeneren registreres en fjernprosedyre ved å benytte kallet registerrpc.

registerrpcfprog, ver, proc, xdrjn, xdr_out)

Etter at fjernprosedyrene er registrert, startes programbiten som tar i mot forespørsler med kallet svc_run().

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 145

39522

A

Videregående datakommunikasjon

9.2 Sikkerhet og datakommunikasjon Stadig flere bedrifter og organisasjoner benytter datamaskiner sammenkoblet ved hjelp av integrerte nett. Det gir ofte bedre og billigere løsninger enn bruk av tradisjonelle stor­ maskiner. Samtidig er nettbaserte løsninger sårbare. Utenforstående kan gjennom nettet få tilgang til konfidensiell informasjon som kan føre til store tap for bedriften eller organisasjonen.

Tradisjonelle stormaskiner har normalt omfattende mekanismer for å sikre at uvedkommende ikke får tilgang til maskinen. I tillegg gir maskinene den enkelte brukeren en stor grad av beskyttelse mot andre brukere. I nettbaserte løsninger er selve nettet den mest sårbare komponenten. Informasjonen som utveksles mellom maskiner kan avlyttes og modifiseres. Bruken av nett gjør at utveksling av programmer og data blir mye enklere, og dette øker også faren for virusangrep.

Dette delkapitlet handler først og fremst om kommunikasjonssikkerhet. Det er imidlertid viktig å være oppmerksom på at de sikkerhetsmessige problemene relatert til kommunikasjonsløsningen bare er en del av et mye større problemkompleks. Uansett hvor mye ressurser en bedrift eller organisasjon bruker på å sikre sine kommunikasjonsløsninger, vil dette være av liten verdi dersom konfidensiell informasjon kan skaffes på andre måter. Kommunikasjonssikkerhet vil således være en del av bedriftens eller organisasjonens totale sikkerhetspolitikk. Dette omfatter for eksempel fysisk sikring av EDB-utstyr, regler for håndtering av konfidensiell informasjon, sikkerhetsklarering av personell osv. Vi skal nå se nærmere på trusler mot integrerte nett og hvordan nettet kan beskyttes mot dem. Et nøkkelbegrep i denne sammenhengen er kryptering, og vi skal se nærmere på hva som ligger i dette begrepet. Arbeidet med standarder for kommunikasjonssikkerhet blir gjenstand for egen behandling. Til slutt vil vi se litt nærmere på virus og hvordan virus kan unngås.

9.2.1 Trusler og beskyttelse Som tidligere nevnt er nettbaserte løsninger sårbare. I denne sammenhengen kan det være hensiktsmessig å kategorisere de ulike truslene som kan forekomme mot et nett, og så angi hvordan nettet kan beskyttes mot disse truslene.

Angrep mot et nett kan deles inn i to kategorier: ♦ passive angrep ♦ aktive angrep

Passive angrep Passive angrep betyr at angriperen ikke endrer innholdet i den informasjonen som går gjennom nettet. Den vanligste formen for passivt angrep er avlytting av trafikken på nettet. I lokalnett kan dette gjøres fra en vilkårlig arbeidsstasjon som er koblet til nettet ved bruk av spesiell programvare. Programvaren setter opp nettverkskortet til å motta alle rammer, ikke bare de rammene som er adressert til arbeidsstasjonen (promiscuous mode). Innholdet i rammene kan analyseres, og vi kan lete etter informasjon som vi er på jakt etter. Vær oppmerksom på at det i denne sammenhengen ikke er noen sikkerhetsmessig forskjell mellom de ulike standarder for lokalnett. I et 802.3-basert nett (Ethernet) mottar alle stasjonene det en stasjon sender. I et 802.5-basert nett (Token ring) går informasjonen innom alle stasjonene i nettet.

Side 146

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

Økt sikkerhet i lokalnett kan oppnås ved å dele opp nettet i flere segmenter og benytte en selektiv repeater. En slik repeater slipper kun gjennom rammer som skal til andre segmenter i nettet. Bruk av fiberoptisk kabel gjør avlytting vanskeligere, men ikke umulig. Langdistansenett (wide-area networks) er normalt langt mer sikre mot avlytting, fordi angriperen har større problemer med fysisk å kunne tappe en forbindelse. Det mest sårbare leddet er i dette tilfellet den lokale forbindelsen mellom brukerens utstyr og første node i nettet.

God sikkerhet mot avlytting kan oppnås ved kryptering. En annen type passivt angrep er trafikkanalyse. I dette tilfellet kan angriperen ved hjelp av mottaker- og avsenderadresser samle informasjon om hvem som kommuniserer med hvem.

Aktive angrep Aktive angrep betyr at utenforstående endrer den informasjonen som går gjennom nettet. Aktive angrep er ofte vanskeligere å gjennomføre enn passive angrep, fordi angriperen trenger mer kunnskap om protokollene som benyttes. Slike angrep kan være:

♦ maskerade ♦ endring av informasjon ♦ repetering av informasjon ♦ fjerning av informasjon ♦ ikke-vedkjenning av mottatt informasjon

Maskerade Maskerade betyr at en angriper utgir seg for å være en legitim bruker. Det kan skje på mange forskjellige måter:

Den vanligste formen for slike angrep går ut på at angriperen forsøker å logge inn på maskiner i nettet. Det kan f.eks. gjøres ved å benytte et fjerninnloggingsprogram og prøve ut ulike kombinasjoner av brukernavn og passord. En angriper kan automatisere denne prosessen ved å la et program foreta utprøvingen og rapportere når forsøket lykkes. Flere operativsystemer inneholder mekanismer for å beskytte mot denne typen angrep: ♦ I UNIX kan vi f.eks. sette krav til passordets lengde og innhold, samt sette utløpstid. Det gjør passordet generelt vanskeligere å gjette.

♦ Noen operativsystemer gir mulighet til å angi et maksimalt antall forsøk på innlogginger for en bruker. Når dette antallet overskrides, vil brukeren bli utelukket fra systemet. ♦ Operativsystemer kan også logge mislykkede forsøk og gi systemadministratoren mulighet til å oppdage uvanlige bruksmønstre.

♦ I noen systemer må brukeren vente en stund etter et mislykket forsøk på innlogging før nytt forsøk tillates. Det begrenser bruken av programmer for automatisk utprøving av passord.

De fleste protokoller som benyttes for fjeminnlogging, har i dag lite tilfredsstillende mekanismer for å beskytte passordet på vei gjennom nettet. Det gjør at passord kan avlyttes og brukes ved senere angrep. ♦ En mulig beskyttelsesmekanisme i dette tilfellet er å kontrollere avsenderens adresse, og avvise forsøk på innlogging fra ikke-autoriserte stasjoner.

© NKI Fjernundervisningen. Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 147

39522

A

Videregående datakommunikasjon

Også nett som sjekker avsenderadressen kan angripes ved at angriperen sender meldinger med en falsk avsenderadresse. Falske adresser kan forekomme på ulike nivåer, f.eks. ethernetadresse eller elektronisk postadresse. Som mottiltak kan såkalt autentisering benyttes for å sikre at avsender faktisk er den som han utgir seg for å være. Sikker autentisering kan oppnås ved hjelp av kryptering. Hvordan dette gjøres, kommer vi tilbake til senere. Ved bruk av oppringt samband kan spesielle modemer som ringer tilbake ('call back modemer') benyttes.

Endring av informasjon Endring av informasjonen i en ramme er vanskelig å få til i et Ethernet, men lettere å gjennomføre i et token ring nett fordi rammen der passerer alle stasjoner før mottaker­ stasjonen. Endring kan motvirkes ved sjekksumberegning etterfulgt av kryptering.

Repetering av informasjon Repetering av informasjon kan i visse tilfelle føre til at noe utføres flere ganger. Repetering hindres i utgangspunktet ikke av kryptering, fordi kryptert informasjon også kan gjentas. For å unngå repetering av informasjon må meldingene utstyres med sekvensnummer før kryptering foretas.

Fjerning av informasjon Fjerning av meldinger kan også få alvorlige følger, og hindres heller ikke av kryptering. Normalt oppdages meldinger som har blitt borte ved mangel på kvittering, men kvitteringer kan selvsagt også forfalskes. En mottaker kan oppdage manglende meldinger ved at meldingene utstyres med et sekvensnummer før kryptering foretas.

Ikke-vedkjenning av mottatt informasjon En bruker kan tenkes ikke å vedkjenne seg informasjon. Det kan f.eks. løses ved at både melding og kvittering registreres av en tredje part, en elektronisk notarius.

9.2.2 Kryptering Kryptering er på mange måter det mest effektive tiltaket for å sikre et kommunikasjonsnett mot aktive og passive angrep. En matematisk algoritme omgjør den informasjon som skal beskyttes, slik at den omgjorte informasjonen blir uforståelig for en angriper. I tillegg gjør algoritmen normalt bruk av en parameter, en såkalt nøkkel. Resultatet av omgjøringen vil være avhengig av nøkkelen. Det betyr at selv om algoritmen er kjent, må vi i tillegg kjenne nøkkelen som benyttes. Det finnes to hovedteknikker for kryptering. ♦ symmetriske kryptosystemer ♦ asymmetriske kryptosystemer

Side 148

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

Symmetriske kryptosystemer Et symmetrisk kryptosystem har en enkelt nøkkel som benyttes både til kryptering og dekryptering. Det betyr at mottaker må kjenne nøkkelen for å kunne gjøre informasjonen lesbar. Ofte benyttes et sett av nøkler, og partene blir i så fall enig om hvilken nøkkel i settet som skal benyttes.

#"&S/!04*+n

Normal tekst

Figur 9.4 Symmetrisk kryptosystem

I slike systemer kan nøkkelen ikke sendes gjennom nettet, fordi en angriper da kan fange opp nøkkelen og benytte den til å dekryptere meldinger. Den vanligste standardalgoritmen for symmetrisk kryptering er DES (Data Encryption Standard)

Asymmetriske kryptosystemer Asymmetrisk kryptering benytter to forskjellige nøkler, en for kryptering og en for de­ kryptering. I dette tilfellet kan nøkkelen for kryptering være allment kjent (public key). En avsender kan benytte denne allment kjente nøkkelen for å kryptere informasjon som skal overføres. Mottakeren har den andre nøkkelen (private key) som benyttes til dekryptering. Dersom denne holdes hemmelig, kan ingen andre enn mottaker dekryptere meldingen.

#"&S/!04*+d

Normal tekst

Figur 9.5 Asymmetrisk kryptosystem

Den mest kjente algoritmen for asymmetrisk kryptering kalles RSA (etter Rivest, Shamir, Adleman).

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 149

39522

A

Videregående datakommunikasjon

9.2.4 Autentisering Autentisering gir en sikkerhet for at en kommunikasjonspartner er den som han utgir seg for a være. Autentisering kan skje ved hjelp av både symmetrisk og asymmetrisk kryptering. Kerberos er et system som bygger på symmetrisk kryptering. Kerberos ble utviklet som en del av MIT's Athena-prosjekt, og programvaren er gratis (public domain). Hver arbeidsstasjon har en nøkkel, og en egen autentiseringstjener har kopi av alle nøklene. Autentisering skjer ved at brukerens navn og passord blir kryptert med nøkkelen og sendt over til tjeneren. Tjeneren bruker sin nøkkelkopi til å dekryptere opplysningene, og kan deretter avgjøre om brukeren skal få tilgang til den tjenesten brukeren ber om. Asymmetrisk kryptering kan også benyttes til autentisering. I dette tilfellet er dekrypteringsnøkkelen allment tilgjengelig, mens krypteringsnøkkelen holdes hemmelig. En avsender kan kryptere en melding med den hemmelige nøkkelen, og mottaker dekrypterer med den kjente nøkkelen. Dette betyr at det kun er meldinger fra den som har den hemmelige nøkkelen som gir noen mening. Altså vet mottaker at meldingen kommer fra korrekt avsender. Denne formen for autentisering benyttes blant annet i CCITT X.509, som spesifiserer sikkerhetskomponenten i X.500 katalogtjeneste.

9.2.5 Standardiseringsarbeid Standardiseringsorganisasjonene arbeider na aktivt med a forbedre eksisterende standarder for å øke netts sikkerhet. ISO (International Standardization Organization) har spesielt arbeidet med å lage et rammeverk for sikkerhet i åpne systemer. I tillegg har IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) arbeidet med egne sikkerhetsstandarder for lokalnett.

Standardiseringsarbeidet innenfor ISO ISO har vedtatt et tillegg til OSI-modellen som gir et rammeverk for sikkerhet i kommunikasjonsløsninger (Part 2: Security Architecture). Dette tillegget:

♦ gir en generell beskrivelse av sikkerhetstjenester og relaterte mekanismer, som kan ytes av referansemodellen; og ♦ definerer hvor innenfor referansemodellen tjenestene og mekanismene kan ytes Standarden skiller mellom tjenester og mekanismer. Tjenestene som er definert er:

♦ autentiseringstjenester som sikrer at kommunikasjonspartneren er den han utgir

seg for å være ♦ tilgangskontrolltjeneste som beskytter mot uautorisert bruk av ressurser som er tilgjengelige gjennom nettet ♦ datakonfidensialitetstjenester som beskytter mot uautorisert lesing av informasjon som overføres gjennom nettet (passive angrep)

♦ dataintegritetstjenester som sikrer at informasjon ikke modifiseres på sin vei gjennom nettet (aktive angrep) ♦ vedkjenningstjenester (non-repudiation) som sikrer at en kommunikasjonspartner ikke kan la være å vedkjenne seg mottatt informasjon

For å kunne yte disse tjenestene definerer standarden en del underliggende mekanismer. Den viktigste blant disse er kryptering. Kryptering sørger for datakonfidensialitet, og benyttes sammen med andre mekanismer for å få til autentisering, tilgangskontroll, dataintegritet og beskyttelse mot ikke-vedkjenning av informasjon. Standarden gir også en oversikt over hvilke lag som kan yte de ulike tjenestene. Med utgangspunkt i dette rammeverket arbeides det videre med konkrete standarder. Side 150

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

Standardiseringsarbeidet innenfor IEEE IEEE {Institute of Electrical and Electronic Engine ers) har opprettet en egen prosjektgruppe (802.10) for å se på de sikkerhetsmessige aspekter ved lokalnett. Arbeidet er basert på ISO's rammeverk, og omfatter fire delprosjekter: ♦ 802.10a Modell ♦ 802.10b Sikker utveksling av data

♦

802.10c Administrasjon av nøkler

♦ 802.10d Systemadministrasjon

9.2.6 Virus Virus er ikke spesielt relatert til nettsikkerhet, men sammenkobling av maskiner i nett øker faren for spredning. Dersom programmer på en filtjener blir infisert, kan et virus fort spre seg til alle deler av nettet. Det finnes tre hovedteknikker for å beskytte maskiner for virus:

♦ scannere ♦ aktiv monitor ♦ integritetssjekking

Scannere En virus-scanner er et program som løper gjennom systemområdene og filene på en disk og ser etter mønstre av instruksjoner som er karakteristiske for forskjellige typer virus. Programmet har en database over kjente virus, og den må oppdateres regelmessig. Problemet med denne teknikken er at nye virus ikke blir oppdaget.

Aktiv monitor En aktiv monitor er et program som plasserer seg selv mellom brukerprogrammer og operativsystemer. Dersom et program f.eks. ønsker å endre en annen programfil, eller slette disken, vil monitoren spørre brukeren om programmet skal få lov til å fortsette.

Integritetssjekking I dette tilfellet regnes det ut en sjekksum for alle programmer i maskinen. Når et program kjøres, sjekkes det først om sjekksummen stemmer. Hvis den ikke stemmer, betyr det at programmet har blitt endret etter at utregningen ble foretatt, noe som er et tegn på virusinfeksjon.

9.2.7 Avsluttende kommentar Det er viktig å huske at kommunikasjonssikkerhet bare er en del av et mye større problemkompleks, og at vi også må ta hensyn til andre former for trusler. Dagens nett gir liten grad av sikkerhet dersom en angriper enten har fysisk tilgang til en maskin tilkoblet nettet, eller har tilgang til de overføringsmediene som benyttes.

Sikkerhet må derfor ivaretas av applikasjonene selv. Applikasjonsprogrammer bør i langt større grad ta i bruk mekanismer for å beskytte informasjon, f.eks. kryptering. Etter hvert som standardiseringsarbeidet går fremover, vil det komme nettløsninger som foretar kryptering og autentisering på ulike nivåer i OSl-modellen. Det vil øke sikkerheten betraktelig. Nettadministratorer må være oppmerksom på at nettet kan angripes, og spesielt holde øye med unormal trafikk og unormale bruksmønstre. Nettadministratorer må også sørge for opplæring av brukere, slik at de rapporterer mistenkelige forhold. © NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 151

Videregående datakommunikasjon

39522

9.3 FTAM (File Transfer, Access and Management) ISO 8571 definerer en protokoll for håndtering av filer på fjerntliggende maskiner (FTAM). Gjennom FTAM kan en bruker (et program) i en maskin få tilgang til filer eller deler av filer som ligger på andre maskiner i et nettverk. FTAM yter følgende tjenester: •

etablering av assosiasjoner

valg av filer åpning/lukking av filer overføring av filer eller deler av filer endring av filens attributter

Filsystemene på ulike maskiner er ofte svært forskjellige. ISO har derfor i FTAM-standarden definert et såkalt virtuelt fillager som inneholder de viktigste elementene vi finner i vanlige filsystemer. Det gjør det mulig å benytte filsystemer på forskjellige maskiner på samme måte. Det må da finnes programvare i hver maskin som gir et grensesnitt mellom FTAM og filsystemet på

maskinen.

Det virtuelle fillageret er definert ved: ♦ filstruktur

♦ filattributter ♦ filoperasjoner

Side 152

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

A

Videregående datakommunikasjon

39522

9.3.1 Filstruktur Med filstruktur menes hvordan en fil aksesseres, hvordan de enkelte dataenhetene innenfor filen er representert, hvordan filen overføres og hvordan filene identifiseres.

Filaksess-struktur Filaksess-struktur beskriver hvordan filen aksesseres. En virtuell fil er bygd opp av filaksess-dataenheter (FADU). Filoperasjoner utføres på slike FADLTer. Eksempler på slike filoperasjoner er: •

les skriv sett inn slett

En FADU kan være en hel fil eller en del av en fil.

Presentasjonsstruktur Presentasjonsstruktur beskriver hvordan innholdet av et dataelement er oppbygd.

Overføringsstruktur Overføringsstrukturen beskriver i hvilken rekkefølge FADU-ene skal overføres. Det er forholdsvis greit for sekvensielle filer, men mer komplisert for filer som har en hierarkisk oppbygning.

Identifikasjonsstruktur Beskriver hvordan nodene i en filaksess-struktur er navngitt.

9.3.2 Attributter Angir ulike egenskaper ved en fil. Eksempler på attributter er: filnavn

hvem som har laget filen

filtype (hva filen inneholder)

hvem som sist modifiserte filen

dato og tid filen ble laget

hvem som sist leste filen

dato og tid for siste modifisering

filstørrelse

dato og tid for siste lesing

hvem som har adgang til filen

Tabell 9.1 Eksempler på filattributter

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 153

Videregående datakommunikasjon

39522

9.3.3 Filoperasjoner Angir operasjoner som kan gjøres på hele filer og på deler av filer:

Operasjoner på hele filer:

Operasjoner på deler av en fil:

lage fil

lokalisere FADU

velge fil forandre attributter

lese FADU

lese attributter

bytte om to FADU'er

åpne fil

utvide FADU

lukke fil

slette FADU

sette inn FADU

slette fil avslutte valg av fil

Tabell 9.2 Operasjoner i FTAM

FTAM primitiver Primitiver i FTAM kan ikke utføres i vilkårlig rekkefølge. Det finnes et sett med regler som sier hva som må være gjort før en operasjon kan utføres. Sammenhengen mellom de ulike operasjonene kan oppsummeres ved hjelp av denne figuren:

F-LOCATE F-ERASE

F-READ F-WRITE

F-DATA F-DATA-END

F-TRANSFER-END F-CLOSE

F-OPEN

F-READ-ATTRIBUTES F-WR1TE-ATTRIBUTES

F-DESELECT F-DELETE

F-SELECT F-CREATE

F-TERMINATE F-U-ABORT F-P-ABORT

F-INITIALIZE

Figur 9.7 Innbyrdes ordning av FTAM primitiver

Figuren forteller f.eks. at en fil må være åpnet med F-OPEN før vi kan utføre en F-READ. F-OPEN avsluttes med en F-CLOSE.

Side 154

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

9.4 Elektronisk meldingshåndtering og X.400 I 1984 forelå den første serie med rekommandasjoner for elektroniske meldingshåndteringssystemer (X.400) fra ITU-T. Disse rekommandasjonene ble endret noe og utdypet i 1988. Hensikten med X.400-serien er å frembringe et verdensomspennende elektronisk meldingshåndteringssystem.

9.4.1 Utvikling Det største problemet med manuelle postsystemer er forsinkelsen som oppstår fra et brev sendes til det mottas i den andre enden. Av denne grunn har det blitt utviklet en rekke løsninger for raskere levering av skriftlig informasjon. Utviklingen har skjedd i flere steg:

♦

telegram

♦

telex

♦

telefax

I dag har telefax oppnådd en enorm popularitet, ikke minst fordi en telefax er svært enkel å bruke. Telefax er imidlertid ikke noen god løsning på dagens kommunikasjonsproblemer.

Det meste av informasjon som produseres, lagres på elektronisk form. I dag skrives denne informasjonen på papir. Etter at informasjonen er skrevet ut, overføres den til mottaker, enten ved hjelp av det tradisjonelle postsystemet, eller ved hjelp av telefax. Hos mottaker blir ofte informasjonen på nytt skrevet inn i et EDB-basert system. Det finnes riktignok i dag utstyr som gjør at en datamaskin kan benyttes som en telefax. Problemet er at informasjonen overføres som en samling av enkeltpunkter. Datamaskinen som mottar en telefax, må derfor forsøke å oversette punktene til tegn. Dette skaper ofte problemer.

Elektronisk meldingsformidling har en meget stor fordel i forhold til andre overførings­ former. Her overføres informasjonen digitalt. Det går raskere enn ved bruk av telefax, samtidig som vi er garantert at det som mottas er det samme som det som ble sendt.

9.4.2 En modell for elektroniske meldingshåndteringssystemer Figur 9.8 viser en modell for et manuelt meldingshåndteringssystem (MHS).

Figur 9.8 Modell for meldingshåndteringssystem

I den ene enden finner vi en avsender. Avsenderen skriver et brev. Brevet plasseres deretter i en konvolutt. Deretter overleveres konvolutten med innhold til postverket som videreformidler brevet frem til mottaker. Her plasseres brevet i mottakerenes postkasse. Mottakeren kan nå plukke opp brevet når han/hun vil lese innholdet. En modell for et elektronisk meldingshåndteringssystem kan ta utgangspunkt i dette. I den ene enden finnes en UA (User Agent). Dette er et program som gir brukeren mulighet til å © NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 155

39522

A

Videregående datakommunikasjon

skrive inn og lese brev. Ofte er programmet langt mer avansert, og i tillegg inneholde funksjoner for å redigere brev, arkivere brev i forskjellige mapper osv.

Brevet overleveres elektronisk til meldingshåndteringssystemet (MHS).

Ved vanlig postforsendelse har avsender og mottaker liten innsikt i hva som skjer inne i meldingshåndteringssystemet. Brevet går gjennom en eller flere sorteringssentraler hvor brevet blir sortert og videresendt. Vi vet imidlertid ikke hvilken rute brevet tar.

Figur 9.9 X.400 referansemodell Et elektronisk meldingshåndteringssystem virker på samme måte. Brevet blir overlevert til en MTA (Message Transfer Agent). Brevet går så gjennom et antall MTA-er fram til bestemmelsesstedet. Når brevet har kommet frem, vil UA-en gi mottakeren mulighet til å lese brevet, skrive det ut på en skriver, lagre det på fil etc. X.400-serien definerer hvordan konvolutten og innholdet skal se ut og hvordan leveringen til MHS skal foregå. X.400-serien definerer også hvordan MTA-ene kommuniserer seg imellom.

Figur 9.10 Protokoller i X.400

X.400 sier imidlertid ingen ting om brukergrensesnittet som brukeren møter.

Side 156

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

39522

I tillegg definerer X.400-serien en del funksjoner som er verdt å nevne. Meldingssystemet gir mulighet for å benytte såkalte distribusjonslister i systemet. En distribusjonsliste har en adresse, akkurat som en vanlig mottaker. Meldingsformidlingssystemet vil, når det mottar brev til denne 'falske' adressaten, kopiere opp brevet og videresende dette til alle som står på distribusjonslisten.

Innenfor ITU-T arbeides det også med samtrafikkspørsmål. Det betyr at et elektronisk brev kan 'oversettes' til f.eks. telex. I 1988-utgaven av X.400 ble det introdusert en ny komponent: MS (Message Store). Den kommuniserer med en MTA, og lagrer innkommende meldinger inntil en UA kobler seg opp mot MS, velger ut meldinger, og henter dem ned. MS ble først og fremst definert for å håndtere PC-er som normalt ikke er koblet on-line til en MTA.

Et annet nytt begrep som dukket opp i 1988-utgaven var PDAU (Physical Delivery Access Unit), eller 'fysisk leveringsenhet'. Det betyr at brev adressert til mottaker uten elektronisk postadresse vil kunne skrives ut på papir og videreformidles manuelt til adressaten.

9.4.3 Oppbygningen av et elektronisk brev I virkeligheten blir et elektronisk brev overført som en samling av biter gjennom meldingshåndteringssystemet. En samling av etterfølgende biter kalles for en ramme. En slik ramme kan deles opp i felter. Et felt vil utgjøre konvolutten, et annet felt vil utgjøre innholdet. Konvoluttfeltet kan igjen deles opp i flere underfelter. Tabellen viser eksempler på felter som inngår i konvoluttfeltet.

Felt

Forklaring

Avsender

Avsenders navn og adresse

Mottaker

Mottakers navn og adresse

Kopi til

Adresse til mottakere av kopi av brevet

Tidsstempel

Når brevet er sendt

Kvittering

Angir om kvittering ønskes (rekommandert)

Meldingsidentifikator

Entydig identifikator - brukes f.eks. til å etterspore brev som har forsvunnet underveis

Sperrefrist

Når brevet kan leveres mottaker

Tabell 9.3 Felter i elektroniske brev

Selve innholdet i konvolutten kan egentlig være hva som helst av digital informasjon. Eksempler på mulige innholdstyper er: ASCII, TTX (utvidet tegnsett - bl.a. flere symboler), FAX (faksimile - figurer) og kryptert (beskyttet informasjon). Disse kan kombineres innenfor samme brev. Et elektronisk meldingshåndteringssystem er ikke begrenset til elektroniske brev. Det betyr at alle typer digital informasjon (f.eks. digitalisert lyd) kan overføres av systemet. Et elektronisk meldingshåndteringssystem kan altså tjene som en bærer av ulike typer informasjon.

Et eksempel på dette er EDI {Electronic Data Interchange) hvor man tar sikte på å overføre standarddokumenter (f.eks. fraktbrev og fakturaer) mellom datamaskiner. I dette tilfellet vil innholdet av brevet bestå av feltnavn og innhold i de enkelte felter.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 157

Videregående datakommunikasjon

39522

9.4.4 Bruksområder Følgende liste viser noen potensielle bruksområder for elektronisk meldingsformidling:

♦ banktransaksjoner ♦ informasjonssøking

♦ elektronisk avis ♦ elektroniske personlige brev

♦ elektroniske konferanser ♦ elektronisk postordre Felles for disse tjenestene er at de også kan benyttes ved ordinær oppkobling mot en datamaskin. Bruk av elektronisk post vil imidlertid være billigere og sannsynligvis enklere å bruke.

Side 158

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

9.5 Oppsummering Applikasjonslaget i OSI-modellen omfatter de delene av en applikasjon som tar seg av kommunikasjonen gjennom underliggende nett. ISO har definert en rekke standarder innenfor applikasjonslaget, og disse definerer tjenesteelementer ("verktøy") som kan inngå som deler av applikasjoner.

Fjernprosedyrekall er et eksempel på en tjeneste som naturlig hører hjemme i applikasjonslaget. Et program på en maskin kan ved hjelp av fjernprosedyrekall, aktivisere programbiter i andre maskiner. Det gir mulighet for å dele prosessorkapasitet. Sikkerhet er også et aspekt som inngår ved utvikling av nettbaserte applikasjoner. Kryptering er en viktig mekanisme for å gjøre informasjon uforståelig for andre. Autentisering er en mekanisme som sikrer at en kommunikasjonspartner er den som hun/han utgir seg for å være. FTAM (File Transfer, Access and Management) gir en tjeneste for å aksessere filer på fjerntliggende maskiner. FTAM definerer et virtuelt fillager med tilhørende attributter og operasjoner. Det virtuelle fillageret bruker igjen det underliggende lokale filsystemet for å yte sine tjenester. X.400 definerer en hel familie av rekommandasjoner for elektroniske postsystemer. Viktige komponenter er UA (User Agent) og MTA (Message Transfer Agent). En UA gir en bruker mulighet til å levere en melding til det elektroniske meldingssystemet, samt få meldinger tilbake. En MTA fungerer som postkontor, og videreformidler meldinger til andre MTA-er og tilknyttede UA-er. En forholdsvis ny komponent er MS (message store) som fungerer som mellomlagringssted for meldinger til UA-er som ikke er direkte tilkoblet en MTA (f.eks. PC-er).

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 159

å V

39522

9.6

Videregående datakommunikasjon

Oppgaver

a. Forsøk å finne frem til eksempler på systemer hvor fjernprosedyrekall kan benyttes for å distribuere bruken av prosessorkapasitet. Vurder særlig bruk av spesielle tjenermaskiner, og hva disse kan bidra med i denne sammenhengen. b. Lag et forslag til en sikkerhetsinstruks for PC-bruk. Instruksen skal være begrenset til en A4-side. c. FTAM (File Transfer, Access and Management) er en av ISO's standardiserte applikasjonslagsprotokoller. Gjør kort rede for hvilke tjenester FTAM tilbyr.

d. I 1988-utgaven av CCITT-rekommandasjonen X.400 ble det innført en ny komponent, en såkalt Message Store' (MS). Gjør først rede for hvilken funksjon den ivaretar. Gjør deretter rede for begrepene 'User Agent' (UA) og 'Message Transfer Agent' (MTA).

Side 160

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

A

39522

Kapittel 10

Eksempler på nettarkitekturer Etter å ha gjennomgått dette kapitlet skal du kunne gjøre rede for følgende nettarktitekturer og hvordan deres ulike protokoller passer inn i OSl-modellen: ♦ Internet og TCP/IP ♦ Novelfs NetWare

♦ Apple's AppleTalk ♦ IBM's SNA

Internet og TCP/IP

10.1

Internet er en videreutvikling av det såkalte ARPA-nettet!, som ble opprettet i USA i 1969. Formålet med ARPA-nettet var å knytte sammen institusjoner som drev forskning finansiert av det amerikanske forsvarsdepartementet. I denne forbindelsen ble det laget en familie av protokoller for bruk i heterogene sammenkoblede nett. Disse protokollene kalles gjeme TCP/IP-familien eller 'DoDprotocol suite'12. I dag er den organisatoriske bindingen til forsvarsdepartementet borte. Internet har utviklet seg til å omfatte et stort antall nett i de fleste av verdens land. Disse nettene eies og drives av både myndigheter, organisasjoner, offentlige institusjoner, universiteter og rene kommersielle virksomheter.

Internet gir først og fremst et antall tjenester for å bruke ressurser i nettet. Dette dreier seg om mulighet for fjerninnlogging, filoverføring, elektronisk post, informasjonssøking, konferansesystem osv.

10.1.1 TCP/IP protokolstakk Flere av protokollene i TCP/IP-familien har blitt behandlet i tidligere kapitler. Det gjelder spesielt IP {Internet Protocol) som muliggjør sammenkobling av flere nett.

Transportprotokollene TCP og UDP ble beskrevet i forbindelse med transportlaget. Hensikten med dette kapitlet er først og fremst å gi en oversikt over de viktigste protokollene som baserer seg på TCP eller UDP. 1. 2.

ARPA: Advanced Research Project Agency, senere DARPA: Defence Advanced Project Agency Kontor i det amerikanske forsvarsdepartement som styrer prosjekter finansiert av forsvaret. DoD: Department of Defence - Forsvarsdepartementet

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

B

Side 161

39522

Videregående datakommunikasjon

Mosaic Telnet

FTP

SMTP

TFTP

HTTP

UDP

TCP

IP

Figur10.1 TCP/IP protokollstakk ♦ Telnet - En terminal koblet til en maskin kan benyttes som terminal mot en annen maskin i nettet. Et Telnet-program kobler seg til en Telnet-tjener på den andre maskinen. Denne tjeneren bruker en 'falsk' terminaldriver. Tegn som mottas fra nettet, blir overlevert driveren, mens tegn som kommer fra maskinen, blir videresendt over nettet. ♦ FTP (File Transfer Protocol) - En bruker på en maskin i nettet kan overføre filer til og fra andre maskiner i nettet. Det finnes også en annen protokoll - TFTP - som benytter UDP som transportprotokoll. ♦ SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) brukes for å utveksle elektroniske brev mellom brukere. Det finnes mange programmer, med mer eller mindre avanserte brukergrensesnitt, som benytter SMTP som underliggende protokoll. - elektronisk post

♦ Gopher gir tilgang til et hierarkisk menysystem. Menysystemet skjuler linker til andre Gopher-tjenere. Det gjør at vi oppfatter menysystemet som en helhet, og ikke noe som finnes på mange forskjellige maskiner i nettet. ♦ HTTP (HyperText Transfer Protocol) er en protokoll for å aksessere dokumenter som befinner seg forskjellige steder i nettet. Dokumentene knyttes sammen ved hjelp av hypertekstlenker. Nøkkelord i teksten er koblet til adressepekere, som igjen identifiserer andre dokumenter. Programmer som Netscape og Mosaic gir mulighet til å se på dokumenter og flytte videre til andre dokumenter ved hjelp av hypertekstfeltene. Samlingen av linkede dokumenter kalles gjerne for World-Wide-Web. ♦ TCP (Transmission Control Protocol) gir en forbindelsesorientert tjeneste på toppen av IP. ♦ UDP (User Datagram Protocol) gir en forbindelsesløs tjeneste på toppen av IP. ♦ IP (Internet Protocol) gir en forbindelsesløs tjeneste, og kan benyttes på toppen av protokoller i de fleste typer nett.

Side 162

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

39522

.

10.2 Novell NetWare - arkitektur og protokoller NovelFs nettarkitektur ble først og fremst laget for å få til ressursdeling. Ressursene i form av skrivere og filer skulle kunne aksesseres gjennom et lokalnett. Etter hvert har NetWare vokst til å omfatte også ressursdeling i form av prosessorkraft ved at tjenerprogrammer utføres på maskiner i nettet. Filtjenestene har blitt bedre både med hensyn til ytelse og sikkerhet. NetWare er heller ikke lenger bundet til lokalnett, og brukes til å implementere globale, bedriftsinterne nett.

10.2.1 Klientprogramvare NetWare modifiserer ikke operativsystemet i PC-en. I stedet kiles en såkalt omdirigerer (redirector) inn mellom operativsystemet og brukerprogrammene. Det betyr at alle systemkall blir undersøkt av denne omdirigereren. Dersom et systemkall relaterer seg til en ekstern disk eller skriver, pakkes parametrene til kallet inn i en eller flere pakker og sendes til tjenermaskinen ved bruk av en underliggende protokollstakk. Dersom systemkallet relaterer seg til lokale disker eller utstyrsenheter, overlates kall og parametre til operativsystemet på normal måte

Lokal disk

Figur 10.2 NetWare klientprogramvare (4.x) I NetWare 4.x kalles omdirigereren for requestor.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 163

39522

Videregående datakommunikasjon

10.2.2 NetWare protokollstakk Denne fremstillingen tar utgangspunkt i SPX/IPX, som er de normale protokollene for å transportere data i et Novellbasert nett. NetWare kan i dag også benytte andre protokoller, f.eks. TCP/IP og AppleTalk, for datatransport. Lag

5, 6,7

NCP NetWare Core Protocol

SAP Service Advertising Protocol

RIP Router Information Protocol

NLSP NetWork Link Services Protocol

SPX Sequenced Packet eXchange

IPX Intemetworking Packet eXchange - forbindelsesløs tjeneste LSL - Link Support Layer (ODI - Open DataUnk Interface) MLID - Multiple Link Interface Driver

Figur 10.3 Novell NetWare protokollstakk

♦ MLID (Multiple Link Interface Driver) MLID implementerer MAC-laget i OSI-modellen. Novell har spesifisert et eget grensesnitt som overliggende protokoller benytter for å aksessere MLID. Dette grensesnittet har fått betegnelsen ODI (Open DataLink Interface). En MLID-driver kan skrives for ulike tilgangsmekanismer så lenge grensesnittet støttes. ♦ LSL (Link Support Layer) LSL gir en forbindelsesløs datalinjelagstjeneste. Det betyr at LSL sørger for å levere mottatte rammer videre til riktig protokoll i laget over. Utgående rammer leveres videre til MLID gjennom ODI. ♦ IPX (Internetwork Packet eXchange) IPX gir en forbindelsesløs tjeneste. IPX inneholder veivalgsfunksjoner, slik at IPX-rammer kan fraktes gjennom flere sammenkoblede nett. IPX bruker informasjon innhentet av NLSP og RIP for å bestemme ruter i nettet. ♦ SPX (Sequenced Packet eXchange) SPX gir en forbindelsesorientert tjeneste. Ved oppkobling tildeles hver forbindelse en egen identifikator som benyttes for alle senere pakker. SPX leverer pakkene i sekvens og sender pakker på nytt dersom feil oppstår. SPX benyttes først og fremst til kommunikasjon mellom klient- og tjenerapplikasjoner. ♦ SAP (Services Advertising Protocol) SAP er en protokoll som benyttes til å kringkaste informasjon om tilgjengelige ressurser i et Novell-nett. Tjenermaskiner sender hvert minutt ut en SAP-pakke med informasjon om tilgjengelige tjenester.

Side 164

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Videregående datakommunikasjon

,W %

39522

♦ RIP (Routing Information Protocol) RIP sørger for utveksling av veivalgsinformasjon. Informasjonen som utveksles, brukes til å beregne antall hopp mellom to noder i et nett. ♦ NLSP (NetWork Link Services Protocol) NLSP leveres med NetWare 4.1 og erstatter både RIP og SAP. NLSP kan kjøpes separat for tidligere utgaver av NetWare. Protokollen brukes til å utveksle informasjon om forbindelser og noder i nettet. IPX benyttes til å transportere denne informasjonen gjennom nettet. ♦ NCP (NetWare Core Protocol) Protokoll som sørger for tilgang til de tjenestene en NetWare-tjener gir i form av tilgang til filer, skrivere og andre ressurser. Når en bruker aksesserer en fjerntliggende disk, blir det sendt en forespørsel i form av en NCP-pakke til tjeneren. Den utfører forespørslen og sender svar tilbake.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 165

/z\

39522

Videregående datakommunikasjon

10.3 AppleTalk - Apple's nettverksarkitektur Apple introduserte Appletalk for å dele ressurser (filer og skrivere) blant sammenkoblede Apple-maskiner. Elektronikken ble bygd inn i Apple-maskinene, og det eneste man trengte i tillegg var en adapter. I utgangspunktet baserte nettet seg på en bussarkitektur bygd på en tvunnet parkabel. Dette kalles gjerne for Localtalk.

Senere har Apple utviklet en løsning som gjør det mulig å benytte Appletalk på toppen av enten Ethernet eller Token Ring. I dette tilfellet kalles de lavere lag i OSI-modellen henholdsvis Ethertalk og Tokentalk. I dag leveres kraftigere Apple-maskiner med innebygd elektronikk for håndtering av Ethernet. I dette tilfelle trengs bare en enhet for fysisk tilkobling til overføringsmediet.

10.3.1 Localtalk Localtalk benytter en skjermet eller uskjermet tvunnet parkabel. Overførte biter kodes ved hjelp av en kodingsteknikk kalt FMO. Hver bit starter med en transisjon En 0 har i tillegg en transisjon midt i perioden som brukes til å overføre biten. En 1-er har ingen transisjon. Tilgangskontrollen i Localtalk er basert på CSMA/CA (Carrier Sense, Multiple Access / Collision Avoidance). En stasjon som ønsker å sende, sjekker om overføringsmediet er ledig. Er mediet opptatt, venter den en tilfeldig tid og prøver på nytt. Forskjellen fra Ethernet er at stasjonene der prøver å sende så snart mediet er ledig.

Kollisjoner detekteres ikke i Localtalk, rammene blir i tilfelle mistet.

Rammene er avgrenset med flagg (01111110), og bitinnsetting benyttes for å sørge for at tilsvarende mønster ikke forekommer inne dataene.

10.3.2 Appletalk Fase 2 I Appletalk fase 1 ble det benyttet en åttebiters unik adresse, som muliggjorde maksimalt 254 noder i et nett. Det var heller ingen mulighet for sammenkobling av nett. Appletalk fase 2, som ble introdusert i 1989, utvidet antall noder pr. nett til 16 millioner, og åpnet i tillegg for sammenkobling av flere nett.

10.3.3 Adressering i AppleTalk Adressering i Appletalk skjer primært ved at maskiner i nettet har en fysisk adresse som består av et nettnummer og et nodenummer. Innenfor den enkelte maskin benyttes såkalte sockets for å videreformidle meldinger til de enkelte applikasjonene. I tillegg finnes begrepet sone (zoney som brukes om en logisk samling av Apple-maskiner. Nettnummer

Unikt 16-biters nummer som identifiserer et nett. Et såkalt utvidet (extended) nett kan bestå av flere nettnumre.

NodelD

Et unikt åttebiters nummer som identifiserer en node innenfor et nett. Ved et utvidet (extended) nett benyttes kombinasjonen av nettnummer og nodelD.

Socket

Et åttebiters nummer som identifiserer en socket. En node kan ha inntil 254 sockets. En socket brukes for å identifisere en applikasjon som benytter nettet. Socket 0 og 255 er reservert.

Sonenavn (zone)

Et navn for en delmengde av nodene i et nett. En node kan bare tilhøre en sone.

Side 166

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

10.3.4 AppleTalk protokollstakk Figur 10.4 viser en lagdelt oppstilling av de ulike komponentene som inngår i Apple's kommunikasjonsarkitektur. Lag 7 Lag 6

AFP

AppleTalk Filing Protocol

♦ DDP Datagram Delivery Protocol DDP gir en forbindelsesløs tjeneste mellom to sockets (AppleTalk's begrep for tjenesteadresser). DDP benytter to ulike rammeformater. Det ene formatet benyttes for lokal trafikk, det andre formatet benyttes ved sammenkoblede nett (internetworking). ♦ ASP AppleTalk Session Protocol ASP benyttes for å etablere og vedlikeholde sesjoner mellom klient- og tjenerapplikasjoner. Protokollen benyttes primært som en basis for AppleTalk's filprotokoll (AFP). ASP bruker igjen ATP.

♦ ADSP AppleTalk Data Stream Protocol ADSP er en forbindelsesorientert protokoll som gir en pålitelig, toveis datastrøm mellom to tjenesteadresser (sockets).

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 167

39522

A

Videregående datakommunikasjon

♦ ATP AppleTalk Transaction Protocol ATP gir en pålitelig, forbindelsesløs tjeneste mellom to applikasjoner. Protokollen er først og fremst laget for overføring av små datamengder mellom klient- og tjenerapplikasjoner. En klient sender en forespørsel, og tjeneren sender et svar tilbake. ♦ RTMP Routing Table Maintenance Protocol RTMP benyttes av DDP ved veivalg. Hver ruter har en veivalgstabell som inneholder plasser for alle sammenkoblede nett, sammen med informasjon om antall hopp som trengs for å nå det enkelte nett. Protokollen bygger opp veivalgstabeller basert på antall hopp i nettet. ♦ NBP Name Binding Protocol Adresser består av nettverksnummer, nodenummer og et socket-nummer som identifiserer applikasjonen innenfor en maskin. NBP gir mulighet for å benytte symbolske navn på noder og applikasjoner. ♦ AEP AppleTalk Echo Protocol AEP er en enkel protokoll som returnerer en innkommende AEP-pakke tilbake til avsender. Dette brukes f.eks. for å sjekke om en node i nettet er oppe. ♦ ZIP Zone Information Protocol ZIP vedlikeholder en tabell i hver ruter som inneholder alle nettverksnumre som inngår i en sone. Gjennom en ZIP-klient kan en bruker få informasjon om hvilken sone maskinen tilhører. I et utvidet nett er det også mulig å få informasjon om hvilke maskiner som inngår i andre soner. Dette brukes f.eks. av programmet 'velger' for å koble en maskin til filtjenere og nettskrivere. ♦ AFP AppleTalk Filing Protocol AFP gir tilgang til filtjenester som å åpne, lukke, lese fra og skrive til filer som befinner seg på andre maskiner i nettet. I Appletalk kan hvilken som helst Apple-maskin fungere som både tjener og klient. Det gjøres i praksis ved at maskinens eier spesifiserer hvilke mapper andre skal kunne få tilgang til gjennom nettet.

Side 168

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

39522

Videregående datakommunikasjon

10.4 IBIVTs SNA (System NetWork Architecture) Maskiner i et SNA-nett kalles noder. Nodebegrepet inkluderer vertsmaskiner (hosts) [type 5], front-end maskiner [type 4]. terminaler og terminal- kontrollenheter [type 1 og 2].

Figur 10.5 Nivåer i SNA Hver node inneholder en eller flere nettverksadresserbare enheter (NetWork Addressable Unit, NAU) som i praksis er programvareprosesser. De tre vanligste typene av slike enheter er:

♦ LU (Logical Unit) Applikasjoner kobles til såkalte logiske enheter. En logisk enhet gir applikasjonen et sett med kommunikasjonstjenester. Det finnes forskjellige typer logiske enheter, alt etter som hvilke tjenester de støtter. En LU type 6 støtter f.eks. kommunikasjon mellom applikasjoner. LU 6.2 gir bl.a. støtte for transaksjonsbaserte tjenester.

♦ PU (Physical Unit) En såkalt fysisk enhet styrer den enkelte fysiske node. Den fysiske enheten benyttes først og fremst for å administrere noden. Typebetegnelsene på fysiske enheter følger typebetegnelsene på nodene.

♦ SSCP (System Services Control Point) Et tjenestekontrollpunkt yter tjenester for å administrere et SNA nett, eller en avgrenset del (domene) av et SNA-nett. Et SSCP er plassert i en vertsmaskinnode.

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

januar 1996

Side 169

Videregående datakommunikasjon

39522

En forbindelse mellom to nettverksadresserbare enheter kalles en sesjon. Et 'Path Control NetWork' tar seg av overføring av informasjon mellom de nettverksadresserbare enhetene.

Figur 10.6 Oppbygningen av en SNA node

10.4.1 SNA protokollstakk SNA har, i likhet med ISO, en lagdelt modell som er delt opp i syv lag: Lag 7 Lag 6

Transaction Services

Applikasjonslag Presentasjonslag

Presentation Services

Lag 5

Data flow control

Sesjonslag

Lag 4

Transmission control

Transportlag

Lag 3

Path control

Nettlag

Lag 2

Data link control

Datalinjelag

Lag 1

Physical control

Fysisk lag

SNA

OSI

Figur 10.7 SNA‘s protokollstakk

Physical control: Data link control:

Sørger for overføring av enkeltbiter over en fysisk forbindelse.

Path control: Transmission control:

Sørger bl.a. for veivalg og metningskontroll.

Data flow control:

Sørger bl.a. for retningskontroll i form av full dupleks eller halv dupleks overføring.

Presentation Services:

Sørger for formatering av data som skal presenteres, basert på hva slags type utstyr som mottar dataene.

Transaction Services:

Gir ende-ende-forbindelse mellom sluttbrukere.

Side 170

Sørger for overføring av datarammer mellom to noder over en fysisk linje. Viktige funksjoner er innramming, dataoverføring, feildeteksjon og retransmisjon etter feil. Protokoller: SDLC & IBM Token Ring Sørger for ende-ende flytkontroll og sekvenskontroll. Kryptering/dekryptering er en opsjon i dette laget.

januar 1996

© NKI Fjernundervisningen, Ettertrykk forbudt

Stikkordsliste 10BASE-T, 45 10BASE2, 44 10BASE5, 44 802.10a,b,c,d, 151 802.2, 9, 81 802.3,9, 42, 146 802.4, 9 802.5, 9, 146

A A-pakke, 99 ABM, 77 abonnentsentral, 90 ACSE, 141 ACU (Automatic Calling Unit), 23 ADSL, 37 ADSP, 167 AFP, 168 aktiv monitor, 151 aktive angrep, 147 American National Standards Institute, 4 amplitude, 14 amplitudemodulasjon, 21 anropsavgift, 89, 90 ANSI, 4 Apple, 166 Appletalk, 166 Appletalk fase 2, 166 applikasjonslaget, 12, 141 arbeidsplassmaskin, 1 ARM, 77 ARPA-nettet, 161 ASN.l, 11, 138 ASP, 167 assosiasjon, 141 asymmetrisk kryptering, 149 asynkron balansert modus, 77 asynkron overføring, 25 asynkron responsmodus, 77 ATM, 37, 88, 106 ATP, 168 autentisering, 148, 150 avbildning, 124, 125 avbruddspakke, 98

B B-ISDN, 37 B-kanal, 34 B-pakke, 99 backward leaming, 105 baseband, 43 Basic Encoding Rules, 11 BER, 11, 139 binary exponential backoff, 46

binding, 142 bitinnsetting, 69 brukerfasiliteter, 97 bustopologi, 43 båndbredde, 15, 29

c callrpc, 145 CCITT, 4 CDDI, 61 clear indication, 98 clear request, 96 CRC, 48,51,56,71 CSMA/CA, 166 CSMA/CD, 41, 42

D D-bit, 99 D-kanal, 34 datagram, 100 datagrambasert nett, 88 datalinjelaget, 9, 68 Datapak, 21, 90, 93 Datex, 21, 28 DCE, 28, 93 DDP, 167 decibel, 20 demodulering, 21 DES, 149 Dijkstra, 100 DISC, 80 distribuert ruting, 104 DTE, 28, 93 dynamisk tidsmultipleksing, 30

E ECMA, 4 EIA, 26 elektronisk meldingshåndtering, 155 enkeltmodus kabel, 19 etablering av forbindelse, 126 Ethernet, 42 ETSI, 4 ETX, 69

F fase, 14 fasemodulasjon, 22 fast-select, 97 FDDI, 61 FDDI II, 61 feildeteksjon, 71 FFOL, 61 fjernprosedyrekall, 142 flagg, 69

flerveis ruting, 103 flooding, 105 flytkontroll, 70, 98, 124, 127 forbindelsesløs tjeneste, 119, 121, 130 forbindelsesnummer, 94 forbindelsesorientert, 92 forbindelsesorientert tjeneste, 119, 121, 129 Fourier, 16 fragmentering, 127 frame relay, 88 frekvens, 14 frekvensmodulasjon, 22 frekvensmultipleksing, 29 FTAM, 141, 152 FTP, 162 fysisk enhet, 169 fysisk lag, 8

G gjenoppretting, 124 glidende vindu protokoll, 70, 74, 128 Gopher, 162 grensesnitt, 26 grunnaksess, 34 gruppenummer, 94 gå-tilbake-n, 74

H Hayes, 23 HDLC, 9, 76 HDLC rammeformat, 77 HDSL, 37 hierarkisk adressering, 100, 126 hopp, 105 host, 169 HTTP, 162 HUB, 45 hypertekst, 162

1 1.430, 36 1.431, 36 1.440, 36 1.441, 36 1.450, 36 1.451, 36 1.452, 36 I-rammer, 78 IBM, 41, 54, 169 IEEE, 4, 40 informasjonsrammer, 78 innkapsling, 12 innramming, 69 International Organization for Standardization, 4 IP, 161, 162 IPX, 164

ISDN, 8, 32 ISO, 4 ISO 8072, 121 ISO 8348, 92 ISO 8571, 152 ISO 9314,61 isolert ruting, 105 ITU-T, 4, 26, 33

K katalogtjener, 125 Kerberos, 150 klasse, 124 klient/tjenerløsning, 2 klient-tjenerløsninger, 142 koaksialkabel, 18 kodingsregler, 70 kollisjonshåndtering, 46 komprimering, 23, 138 konsentrator, 30 korteste vei, 100 kryptering, 138, 146, 147, 148 kvartalsavgift, 89, 90

L LAP-B, 9, 76, 94 LAP-D, 36, 76 leaming bridge, 112 localtalk, 166 logisk enhet, 169 logiske kanaler, 94 LSL, 164 LU, 169 LU6.2, 169

M Manchesterkoding, 25, 45 MAP, 49 maskerade, 147 MLID, 164 modem, 21, 23 modulering, 21 modulo-subtraksjon, 71 Mosaic, 162 MS, 157 MTA, 156 multimodus kabel, 19 multipleksing, 29, 124, 126

N NAU, 169 navnetjener, 125 NBP, 168 Netscape, 162 nettadresse, 125

nettlaget, 10 NetWare, 163 NLSP, 165 node, 93 normal responsmodus, 76 Novell, 163 NRM, 76 NT1, 33 Nyquist, 15

o optisk fiber, 18 oversvømmelse, 105 overvåkningsrammer, 79

P PAD, 90, 93 PAD (802.3), 48 pakkesvitsj, 90 pakkesvitsjet nett, 87, 90, 93 passive angrep, 146 PDAU, 157 permanent forbindelse, 99 permanente forbindelser, 94 piggybacking, 98 polling, 76 presentasjonslaget, 11, 138 primæraksess, 34 primær stasjon, 76 prioritet, 50 private key, 149 protokoll, 6 protokolldataenheter, 92 PU, 169 public key, 149

Q Q.700, 35 Q-bit, 99

R radiolinesamband, 19 rammelengde, 69 rammestørrelse, 126 redirector, 163 referansemodell, 33 registerrpc, 145 repeater, 44, 110 restart, 99 retransmisjon, 73 RIP, 165 ROSE, 141 RS-232-C, 8, 23, 26, 27 RSA, 149 RTMP, 168

RTSE, 141

s s-rammer, 79 SABM, 80 SABME, 80 samtrafikk, 90 SAP, 164 SARM, 80 SARME, 80 satelittsamband, 19 SDH, 37 SDLC, 76, 170 segmentering, 124, 127 sekundærstasjon, 76 sekvenskontroll, 124 selektiv omsending, 74 selektiv repeater, 147 sentralisert ruting, 105 sesjonslaget, 11 Shannon, 15 signalering, 35 SMTP, 162 SNA, 169 SNRM, 80 SNRME, 80 SONET, 37 SPX, 164 SSCP, 169 standardisering, 3, 13 startbit, 25 statisk tidsmultipleksing, 30 stopp-og-vent protokoll, 70, 73 stoppbit, 25 STP, 18 STX, 69 støy, 20 Sun-RPC, 145 svitsjet nett, 87 symmetrisk kryptering, 149 SYN, 69 synkron overføring, 25 System NetWork Architecture, 169

T tag, 30 TCP, 129, 161, 162 TDM, 36 TE1,34 TE2, 34 tegninnsetting, 69 Telnet, 162 throughput, 126 tidsavgift, 89, 91 tidsmultipleksing, 30, 36 timeout, 73

tjener, 1 tjenesteelement, 141 tjenestekontrollpunkt, 169 tjenestekvalitet, 121 tjenesteprimitiv, 92 tjenesteprimitiver, 7, 121 TLI, 122 token bus, 49 token ring, 41, 54, 170 TPDU, 128 trafikkspredning, 103 tranceiver, 44 transittsentral, 90 transportadresse, 125 transportentitet, 92, 119 transportlaget, 11, 119, 131 transportprotokoll, 124 transportprotokolldataenhet, 120, 128 tvunnet parkabel, 18

u U-rammer, 80 UA, 155 UDP, 130, 161, 162 unummererte rammer, 80 UTP, 18 utvidet modus, 99

V V.24, 26 V.32, 9 veivalg, 10 veivalgstabell, 100 vindu, 70 virtuell forbindelse, 9, 68, 88, 100 virtuelle kall, 94 virtuelt fillager, 152 virus, 151 volumavgift, 91

W World-Wide-Web, 162

X X.121, 97 X.21, 8, 25,28, 94 X.21 bis, 94 X.25, 90, 93 X.28, 90 X.29, 90 X.3, 90 X.400, 12, 141, 155 X.509, 150 XDR, 145