PROTOCOLLI DI RETE
|
PROTOCOLLI DI RETE |
|
I protocolli di rete, posti al terzo livello nella gerarchia ISO/OSI, mirano a fornire le caratteristiche che consentono il trasferimento dei dati indipendentemente dalla natura del DTE.
Le raccomandazioni dell’ITU-T relativi alla commutazione di pacchetto sono: X.25, X.28 e X.75.
La conversione dei dati dal formato nativo nel formato a commutazione di pacchetto è realizzata dal software residente nel computer del terminale o nel nodo di commutazione o da particolari apparecchiature PAD (Packet Assembler / Disassembler) poste tra l’utente e il nodo di commutazione.
La raccomandazione ITU-T X.25, emessa nel 1976 e successivamente aggiornata, stabilisce le modalità di interfaccia tra un dispositivo terminale DTE di tipo X.25 al dispositivo di comunicazione DCE appartenente alla rete.
Il protocollo X.25 è suddiviso in tre livelli funzionali, tra loro indipendenti, che corrispondono ai tre livelli più bassi dell’architettura ISO/OSI.
· Livello 1 : Interfaccia a livello fisico.
Definisce le caratteristiche elettriche e meccaniche dell’interfaccia tra DTE e DCE.
· Livello 2 : Interfaccia a livello di trama.
Definisce le caratteristiche funzionali dell’interfaccia logica tra DTE e DCE e le procedure di controllo e correzione dei dati in trasmissione.
· Livello 3 : Interfaccia a livello di pacchetto.
Definisce il formato dei pacchetti e le procedure di scambio di questi tra DTE e DCE.
In fig.32 si mostra lo schema a blocchi, secondo i livelli, del collegamento X.25 tra un DTE e un DCE.
Fig.32. - I tre livelli ISO/OSI del protocollo X.25.
La raccomandazione X.25 stabilisce che la trasmissione è seriale sincrona full-duplex e l’accesso alla rete a commutazione di pacchetto può avvenire su rete commutata o dedicata. In entrambi i casi si utilizzano le interfacce X.21 o la X.21bis.
La raccomandazione X.21 descrive l’interfaccia tra DTE e DCE per operazioni sincrone su reti pubbliche per trasmissione dati.
La X.21 bis descrive l’interfaccia del DTE verso i modem sincroni della serie V. Quest’ultima è analoga alla V.24 corrispondente alla RS-232C.
Per velocità fino a 19.6Kbps si utilizza un connettore a 25 pin con caratteristiche elettriche V.28; per velocità superiori si utilizza un connettore a 34 poli con caratteristiche V.35. In tabella 11 si riportano le linee utilizzate nella raccomandazione X.21bis.
Tabella 11. - Linee di interfaccia X.21 bis
|
Nome |
Funzione |
|
C102 |
Massa dei segnali |
|
C103 |
Dati in trasmissione |
|
C104 |
Dati in ricezione |
|
C105 |
Richiesta di trasmissione |
|
C106 |
Pronto a trasmettere |
|
C107 |
DCE pronto |
|
C108/2 |
DTE pronto |
|
C109 |
Rivelatore portante |
|
C114 |
Clock di trasmissione |
|
C115 |
Clock di ricezione |
|
C140 |
Loop remoto |
|
C141 |
Loop locale |
|
C142 |
Indicatore di loop |
La raccomandazione X.25, circa il livello 2, stabilisce che il protocollo utilizzato è l’HDLC la cui struttura è riportata in fig.33.
|
1 byte |
1byte |
1-2byte |
0-1Kbyte |
2byte |
1byte |
|
Flag |
Indirizzo |
Controllo |
Dati |
FCS |
Flag |
Fig.33. - Trama HDLC
Il campo Flag, presente sia all’inizio che alla fine del pacchetto, è un byte di valore 7E16 = 0111 1110, utilizzato per delimitare il pacchetto e come byte di sincronismo.
Il campo Indirizzo, della capienza di un byte, ci consente di distinguere i comandi dalle risposte sia nella direzione DTE à DCE che viceversa secondo la tabella 12.
Tabella 12
|
Direzione |
Comandi |
Risposte |
|
DTE à DCE |
0000 0001 |
0000 0011 |
|
DCE à DTE |
0000 0011 |
0000 0001 |
Il campo Controllo, di ampiezza di uno o due byte, individua il tipo di trama che può essere :
· Informativa;
· di supervisione;
· non numerata.
La trama informativa è utilizzata per effettuare il trasferimento dei dati dell’utente.
La trama di supervisione è utilizzata per fornire la conferma di corretta ricezione o per la temporanea sospensione delle trame informative.
La trama non numerata è utilizzata per l’apertura o l’abbattimento del collegamento.
Il campo Dati contiene le informazioni da trasmettere e può essere ampio fino a 1Kbyte.
Il campo FCS (Frame Check Sequence - Sequenza di Controllo della Trama) è costituito da due byte ed è utilizzato per la rivelazione degli errori.
Esso è, in sostanza, il CRC ottenuto dai campi indirizzo, controllo e dati (quando quest’ultimo esiste). Il polinomio generatore è il CRC-CCITT di valore:
X16 + X12 + X5 + 1
Come è noto, il CRC è il resto della divisione tra la stringa dati (campi indirizzo, controllo e dati) e il polinomio generatore.
Tale resto, al più a 16 bit, ha una lunghezza massima pari al grado del polinomio generatore. Il protocollo HDLC ha due varianti:
· LAP (Link Access Procedure);
· LAP B (Link Access Procedure Bilances).
Le procedure LAP e LAP B sono entrambe asincrone, nel senso che la stazione secondaria può iniziare a trasmettere in qualsiasi istante senza il consenso della stazione primaria.
La procedura LAP è di tipo sbilanciata nel senso che la comunicazione può essere attivata solo dalla stazione primaria.
La procedura LAP B è di tipo bilanciata nel senso che la comunicazione può essere attivata sia dalla stazione primaria che dalla secondaria.
La procedura LAP B, avendo le caratteristiche consigliate dalle norme ISO/OSI, è quella utilizzata nelle nuove reti geografiche a commutazione di pacchetto.
Il livello 3 della raccomandazione X.25 descrive i formati e le procedure di scambio dei pacchetti tra un dispositivo terminale e la rete. Le procedure permesse sono:
· datagramma;
· chiamata virtuale;
· chiamata virtuale permanente.
La chiamata virtuale permanente, a differenza della chiamata virtuale, è priva delle fasi di richiesta di chiamata e richiesta di svincolo ed è, quindi, paragonabile ad un collegamento telefonico dedicato.
Il canale fisico che collega il dispositivo terminale alla rete contiene 4096 canali logici suddivisi in 16 gruppi (GCL) ciascuno costituito da 256 canali logici (CL).
Il canale logico rappresentato da tutti 0 è impiegato nei pacchetti di “restart” e di “diagnostica” per cui restano disponibili all’utente 4095.
Di ogni canale logico può essere definita la direzione: bidirezionale o monodirezionale.
Nella chiamata virtuale ogni canale logico è individuato da un numero stabilito all’atto della formazione del collegamento, nella chiamata virtuale permanente il numero che individua un canale logico è fisso.
Il campo “dati” del livello 2 rappresenta il pacchetto del livello 3. Quest’ultimo, a sua volta, contiene una sezione di intestazione ed una sezione di dati veri e propri.
La fisionomia del pacchetto dipende dalla particolare fase di appartenenza del pacchetto che qui ricordiamo:
· fase di chiamata;
· fase dati;
· fase di chiusura.
In fig.34 si riporta il formato generale del pacchetto della raccomandazione X.25 relativamente al livello 3.
|
byte |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
¯ 1 |
Identificatore del formato |
Numero di gruppo del canale logico GCL |
||||||
|
2 |
Numero del canale logico CL |
|||||||
|
3 |
Identificatore del tipo di pacchetto |
|||||||
|
|
Prestazioni, indirizzi, dati, ecc.
|
|||||||
Fig.34. - Formato del pacchetto X.25.
I quattro bit dedicati all’identificatore del formato individuano il tipo di pacchetto:
XX01: Pacchetto dati (purché XX sia diverso da 00);
0001: Pacchetti di impegno, svincolo, controllo flusso, interrupt, reset e restart.
Il terzo byte individua il tipo di pacchetto secondo la tabella 13.
Tabella 13
|
DCE --> DTE |
DTE --> DCE |
8 7 6 5 4 3 2 1 |
|
Call setup e svincolo Chiamata entrante Richiesta di chiamata Chiamata connessa Chiamata accettata Indicazione di svincolo Richiesta di svincolo Conferma di svincolo Conferma di svincolo
|
0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 |
|
|
Dati e interrupt Dati DCE Dati DTE Interrupt dal DCE Interrupt dal DTE Conferma interrupt DCE Conferma interrupt dal DTE
|
x x x x x x x 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 |
|
|
Controllo di flusso e reset DCE RR DTE RR DCE RNR DTE RNR DTE REJ Indicazione di reset Richiesta di reset Conferma al reset Conferma al reset
|
x x x 0 0 0 0 1 x x x 0 0 1 0 1 x x x 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 |
|
|
Restart Indicazione di restart Richiesta di restart Conferma di restart Conferma al restart
|
1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |
|
Legenda :
RR = Receiver Ready: pronto a ricevere.
RNR = Receiver Not Ready: non pronto a ricevere
REJ = REJect: rifiuto di una trama.
Siamo ora in grado di dettagliare il diagramma delle connessioni tra due DTE collegati alla rete a commutazione di pacchetto con la procedura di chiamata virtuale secondo la raccomandazione X.25.
Fig. 35. - Diagramma delle connessioni relativa ad una chiamata virtuale X.25.
La raccomandazione X.75 stabilisce le norme di collegamento su circuiti internazionali funzionanti a commutazione di pacchetto a circuito virtuale o datagramma.
Le funzioni dei livelli 1 e 2 coincidono, sostanzialmente, con quelle della raccomandazione X.25.
La differenza tra le due raccomandazioni riguarda il livello 3, cioè il protocollo di rete. Infatti, in alcuni tipi di pacchetti sono inseriti dei campi aggiuntivi che contengono informazioni per la gestione della rete come, ad esempio, l’aggiornamento delle tabelle di instradamento, formulazione di statistiche, dati per la tariffazione, ecc.
I terminali che non rispettano lo standard X.25 possono collegarsi ad una rete X.25 attraverso un dispositivo PAD dislocato presso l’utente o nella rete stessa (Packet Assembler Disassembler) che ha lo scopo di trasformare i dati del terminale in un pacchetto di dati che soddisfa lo standard X.25.
Le caratteristiche dei PAD e le relative funzioni svolte nella rete sono descritte dalla raccomandazione X.3.
Ovviamente se il terminale riceve i dati, questi vengono disassemblati dal PAD dal formato di rete X.25 al formato Start/Stop tipico del terminale considerato.
La raccomandazione X.28 descrive le procedure di interfaccia tra il terminale e il PAD.
La raccomandazione X.29, infine, descrive le procedure di comunicazioni tra PAD e tra PAD e terminali X.25.
La raccomandazione X.32, ultima modifica emessa nel marzo del 1993, descrive l’interfaccia tra un dispositivo terminale DTE e uno di comunicazione DCE per terminali che lavorano a pacchetto ed accedono ad una rete pubblica a commutazione di pacchetto tramite la rete telefonica commutata.
Itapac è una rete publica a commutazione di pacchetto che supporta la chiamata virtuale e il circuito virtuale permanente e rispetta la raccomandazione X.25.
Realizzata nel 1972 attraverso un accordo tra la SIP (il gestore della rete telefonica pubblica nazionale fino al 1994, ora TELECOM Italia) e il Ministero delle Poste e Telecomunicazioni con lo scopo di consentire all’utenza la fruizione di una rete ad alta velocità fino a 9600 bps ( per quei tempi ) per le trasmissioni dati, è attualmente una rete scarsamente utilizzata visto che la maggior parte dei clienti preferisce lo scambio dei dati attraverso le tecnologie fornite da internet che consentono, tramite la suite di protocolli TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), di attivare collegamenti tra un DTE intelligente, come un personal computer dotato di un opportuno software per la trasmissione dei dati, e un altro DTE intelligente, locato in un qualsiasi punto del pianeta. La trasmissione internet può concretizzarsi in una serie di servizi a basso costo che spaziano dalla trasmissione di file, alla posta elettronica, alla consultazione di pagine Web pubblicate da inserzionisti come enti sociali, militari, scolastici, universitari e commerciali.
a cura del prof. Giuseppe Spalierno, docente di Elettronica - ultima versione febbraio 2005