Przyłączenie do internetu

•

Przyłączenie stałe

•

Przyłączenie okresowe

Protokoły używane do przyłączenia przez modem.

 

Protokół SLIP Serial Line IP

wprowadzono w 1984-1988 r. Umożliwiał łączenie poprzez port
szeregowy RS232 a co za tym idzie również przez modem.

Zasady funkcjonowania protokołu SLIP:

• Datagram IP jest wstrzymywany specjalnym znakiem
kreślanym jako END (COh), który także wysyłany jest na
początku datagramu

• Jeśli jakiś bajt danych ma wartość COh taką jak kod END to
zamiast niego wprowadzana jest dwubajtowa sekwencja
DBh,DCh.

• Jeśli jakiś bajt danych ma wartość DBh wtedy jest on
kodowany jako DBh,DDh.

Budowa SLIP jest bardzo prosta. Ma on jednak szereg wad:

~ każda ze stron musi znać adres IP strony przeciwnej

~ nie posiada własnej ramki. Przesyła nie opakowane datagramy

~ nie dodaje sumy kontrolnej

~ nie obsługuje procesu nawiązywania komunikacji modemów

~ nie kompresuje danych .

Protokół PPP Point to Point protocol

 

Jest znacznie lepszym rozwiązaniem transmisji po wolnych łączach.

Składa się z trzech komponentów:
1.

Kapsułkowanie protokołu IP we własną, ramkę.

2.

Protokół LCP do nawiązania połączenia, konfigurowania i
testowania połączeń.

3.

Rodzina protokołów NCP do kontroli sieci różnych protokołów: IP,
DEC, Apple.

Budowa protokołu:

-  * każda ramka zaczyna się i kończy bajtem flagi 7Eh, następnie
występuje bajt adresu = FFh a dalej bajt kontrolny 03h

-

* pole protokół kodujące typ protokołu 0021 h koduje IP

-

8021 koduje dane sterujące

-  * pole CRC do wykrywania poprawności.

Jeśli w polu danych jest 7Eh to jest ono zamieniane na sekwencję

7Dh, 5Eh. Gdy w polu danych jest bajt 7Dh to jest on zamieniany na
sekwencję 7Dh, 5Dh. Bajty o kodach poniżej 20h też wysyłane są w
postaci dwubajtowej 7Dh, 21 h gdyż inaczej znaki kontrolne byłyby
rozpoznane jako znaki ASCII.

Zalety PPP

1. obsługa wielu protokołów, nie tylko IP
2. kontrola błędów
3. możliwość przekazywania adresu IP do komputera
4. kompresja nagłówków TCP oraz IP
5. protokół kontroli łącza do negocjowania wielu parametrów.

Protokół DHCP Dynamic Host Configuration Protocol

 

Służy do przekazania numeru IP stacji, która przyłącza się do sieci IP w
przypadku, gdy przyłączających jest więcej niż dostępnych numerów.
Numer IP jest wtedy własnością przyłączającego i jest zwracany do puli
numerów po zakończeniu sesji. Pulą zarządza serwer DHCP,
przydzielający numery z określonego przedziału. Przydział może być
odebrany po zadanym czasie lub po zakończeniu sesji.

Oprócz przydziału adresu IP przez DHCP protokół PPP może dostarczyć
innych informacji do konfigurowania stacji klienta IP, takich jak: adres
serwera DNS, domyślny Gateway, maska sieci itp.

Przegląd systemów transmisji stosowanych w sieciach MAN i

WAN.

 
a)      Łącza komutowane analogowe (klasyczna telefonia) do 56 kb/s.

b)      Łącza dzierżawione analogowe do 64 kb/s.

c)      Cyfrowe łącza komutowane ISDN 64 kb/s – 128 kb/s – 2 Mb/s.

d)      Cyfrowe łącza dzierżawione DSL 1 Mb/s – 8 Mb/s DSL.

e)      Światłowodowe sieci miejskie FDDI – 100 Mb/s.

f)       Sieci komunikacyjne pakietowe Frame Relay.

g)      Światłowodowe sieci ATM – 155 Mb/s – 622 Mb/s – 2,4 Gb/s.

h)      Łącza światłowodowe podmorskie.

i)       Łącza satelitarne.

Łącza komutowane

analogowe wykorzystują do przesyłania danych

linię telefoniczną komutowane przez centralę. Pasmo przepuszczania

takiej linii jest ograniczone (300 Hz do 3400 Hz). Do transmisji

sygnałów cyfrowych używa się modemu. Teoretyczna przepływność

takiej linii wynosi ok. 33000 b/s. Na krótszych dystansach do najbliższej

centrali można stosować modemy 56kb/s. Przy stosowaniu takiego

połączenia opłaca się czas korzystania z linii telefonicznej. Połączenia

komutowane stosowane są przez „przeciętnego, domowego”

użytkownika internetu .

Łącza dzierżawione

analogowe wykorzystują do przesyłania dwa

kanały analogowe (po jednym dla każdego kierunku) zestawiane na stale

przez operatora np. TP S.A. Do użytkownika dochodzi wtedy linia

czteroprzewodowa. Do obsługi takich linii służą specjalne modemy. Gdy

linia transmisyjna gwarantuje jedynie pasmo tel. to prędkość transmisji

ograniczona jest do 33.6 kb/s. Przy korzystaniu z linii dzierżawionych na

krótkim odcinku możliwe jest uzyskanie prędkości do 115,2 kb/s.

Cyfrowe łącza komutowane ISDN

Sieć komutowana cyfrowa miała w pierwotnych założeniach

wyeliminować telefonię analogową.

Sieć cyfrowa

ISDN

SS7

PABX

TE1

Router lub PABX

NT 2

NT 1

NT1

NT1

PRI

PRI

BRI

BRI

BRI(Basic Rate Interface) PRI(Primary Rate Interface)

TE(Terminal Equipment) SS7(Signal System 7)

TE1(Terminal Equipment 1) – terminal cyklowy ISDN

TE2(Terminal Equipment 2) – terminal niestandardowy

NT(Network Terminal)

Adapter

terminali

Router

TE1

NT2

NT1

TEL.

TEL.

TE1

TE2

TE2

Sieci WAN

TE1

FAX

FAX

FAX

FAX

FAX

Do abonenta po typowej dwuprzewodowej linii dostarczane są dwa

kanały cyfrowe po 64 kb/s oraz 1 kanał sterujący 16 kb/s. Łącznie

144 kb/s. Do linii podłączane sa terminale TE1 lub TE2. Ten zestaw

określany jest mianem BRA (Basic Rate Access).

Dla abonentów generujący większy ruch (sieci komputerowe, serwery
wideokomunikacyjne) ISDN oferuje dostęp pierwotny (PRA (Primary Rate
Access). Ten rodzaj dostępu zapewnia 30 x 64 kb/s + 1 kanał sterujący 64
kb/s łącznie 1920 kb/s. Łączem fizycznym w tym przypadku może być
skrętka miedziana i modemy HDSL, światłowód lub kanał radiowy.

Zakończenie sieciowe u abonenta NT może obsługiwać tzw.

znormalizowany styk S ISDN. Maksymalnie może on obsługiwać do 8

urządzeń, ale jednocześnie tylko 2 mogą być aktywne. Po zastosowaniu

odpowiednich adapterów do styku S można podłączać tradycyjne

urządzenia: telefon, fax, komputer z RS 232 itp

Ter-

mi-

nale

Kla-

sycz-

ne

Telefon

analogowy

Faks

grupy 3

Komputer

z interf.

RS 232

Treminale

ISDN

Telefon

ISDN

Komputer

z kartą

ISDN

Faks

grupy 4

adapter 3

adapter 2

adapter 1

SYTK R

STYK S (max. 8 linii)

NT

BRA

(2B+D)

NT – zakończenie
sieciowe

1 kanał B=64 kb/s

1 kanał B=64 kb/s

1 kanał D=16 kb/s

1 kanał M 4 kb/s

1 ramka 12 kb/s

160 kb/s

narzut na= 32 kb/s

przepływność

informacyjna

144 kb/s

dwukierunkowość

Sygnali-

zacyjne

Informa-

cyjne

Utrzymaniowy

ramkowy

BRA = 192 kb/s

Wymagana

przepływność

linii tlf.

Najważniejsze cechy ISDN to:

-         przekaz cyfrowy z gwarantowaną przepływnością 64 kb/s i z

możliwością zastosowania dwóch kanałów 128 kb/s

-         krótki czas zestawiania połączeń (routery) i ich likwidacja po

zakończeniu sesji

-         transmisja z komutacją pakietów

-         identyfikacja numeru oraz wywołującego

-         współpraca z innymi sieciami np. internetem.
 
 
Sieć ISDN nie rozwinęła się w Europie tak jak w Japonii i USA, ale TP
S.A. oferuje i u nas dostęp komutowany. Cena usług jest około 2 razy
wyższa niż w tel. klasycznej (1998).

Cyfrowe łącza dzierżawione (DSL Digital Subscriber Line)

 

Stanowią, zespół technologii transmisji po kablach miedzianych

sygnałów z dużymi prędkościami. Urządzenia transmisyjne nazywane są

modelami DSL.

4

12

16

20

24

2

6

8

10

14

18

22

0,1

1,0

10

100

T1 E1

VDSL

12.96 Mb/s

25,92 Mb/s

51,84 Mb/s

Przepływnoć

[Mb/s]

RADSL (adaptacyjna)

32 kb/s – 9 Mb/s

zasięg

[tys.stóp]

(6,1km)
(5,4km)
(4,8km)

(3,6km)

DUPLEX

ISDN

180 kb/s

DUPLEX

SDSL

384 kb/s

DUPLEX

HDSL

1,544 Mb/s

2,048 Mb/s

(300 m)

(920 m)

(1370 m)

ADSL 1,2,3

1,8-8 Mb/s

ISDN (Integrated Services Digital Network)

SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line)

HDSL (High bit rate Digital Subscriber)

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

RADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line)

VDSL (Very high Digital Subscriber Line)

Szczególnie interesującym rozwiązaniem jest technologia ADSL

umożliwiająca asymetryczny dostęp po istniejącej linii telefonicznej.

Najszybsza ADSL 3 osiąga prędkość do abonenta 8448 kb/s i od

abonenta 640 kb/s w odległościach do 2,5 km. Łącze ADSL nie korzysta

z pasma telefonii analogowej tak więc umożliwia jednoczesną

transmisję i rozmowę telefoniczną.

PSTN

Sieć wąskopasmowa

POTS

ATM

SDM

SONET

(sieci
transpor-
towe i
TV)

TV

PC

ISDN

Modem ADSL

Przystawka multimedialna
(dekodery CAP, DMT)

Skrętka
miedziana

(linia tlf.)

Kodowanie

CAP,DMT

Pasmo
1,1 MHz

CAP (Carrierless Amplitude and Phase)
DMT (Discrete Multione Technology)
POTS (Plain Old Telefhone Services)

Sprzęgacz (Splitter)

Filtr separujący

wysokie częstotl.(ADSL)

i niskie częstotl.(POTS)

Multi-
plekser
ADSL

LT

LT
LT
LT

POST

W modemach ADSL

wykorzystuje się kodowanie DMT. Przekaz następuje jednocześnie w 256

kanałach, każdy o szerokości 4,31 kHz przeznaczony jest do kodowania

16 bitów. Faktyczna przepływność zależy od liczby nie zakłócanych

kanałów, a to związane jest z jakością linii telefonicznej.

3 dB

f (częstotliwość)

4,31 kHz

(do 16 bitów danych)

20 kHz

4 kHz

1142 kHz

256 podnośnych (podkanałów)

~20 kHz

Usługi
POTS

moc

Usługi

POTS

zkłócenia widma w kanale

f (częstotliwość)

Stałe lub zmienne zakłócenia
widma zmniejszają przepływność
poszczególnych podkanałów
DMT

Obwiednia przenoszenia

fizycznego kanłu transmisji

moc

Rzeczywista przepływność

w b/s odkanałó DMT

W modemach HDSL

wykorzystuje się transmisję symetryczną po 1 Mb/s w obu kierunkach.

Do transmisji używa się również dwu lub czteroprzewodowej linii

telefonicznej i osiąga zakres od kilku do kilkunastu kilometrów.

Sieci FDDI

FDDI jest standardem dla sieci wykorzystujących światłowód.
Zapewniają transmisję z prędkością, 100 Mb/s i wykorzystują
topologię podwójnego pierścienia. FDDI pozwala dołączyć do 500
węzłów przy maksymalnej dł 100 km. Nadaje się do budowy sieci
szkieletowych np. miejskich.

W konfiguracji stacje przyłączone do pierścienia mają po dwa
połączenia ze stacjami sąsiednimi DAS. Jeden z pierścieni pracuje w
trybie normalnym, a drugi w trybie awaryjnym. Niektóre stacje
włączone są poprzez koncentrator tylko do jednego pierścienia SAS. Ich
awaria nie powoduje rozłączenia pierścienia. W wyniku awarii drugi
pierścień przesyła dane w drugim kierunku zachowując całość
pierścienia do czasu naprawy.

Metoda dostępu w FDDI jest bardzo podobna jak w sieci Token Ring.
Polega na przekazywaniu znacznika.

Ciekawe są właściwości:

-         stacja DAS działa jak repeater - wzmacnia i regeneruje sygnał,

-         w sieci może być wiele ramek. Jeżeli stacja zwróci znacznik w

czasie, gdy ramka jest jeszcze w drodze inna stacja może podjąć
transmisję,

-         wbudowano specjalny mechanizm zarządzania siecią przez

administratora.

Sieć Frame Relay (z przekazywaniem ramek)

Jest zorientowaną pakietowo metodą komunikacji systemów

komputerowych. Zasadniczo służy do łączenia sieci lokalnych LAN oraz

zapewnienia połączeń w sieciach rozległych WAN. Metoda

przekazywania ramek wywodzi się z ISDN i została wprowadzona jako

standard. Frame Relay zapewnia komunikację o przepływności od 64

kb/s do 45 Mb/s. Stosując tę metodę korzysta się z routerów i linii

łączących. Jako sieci prywatnej lub jako sieci publicznej.

PABX

DLCI 27

PABX

FRAD

lub router

DLCI 92

Token Ring

Token Ring

FRAD
lub router
DLCI 57

Ethernet

FRAD

lub router

PABX

Przełączniki

DLCI 89

DLCI eg

DLCI 30

Sieć

Frame Relay

UNI

UNI

UNI

DLCI 61

W sieci Frame Relay można zestawić tzw

stałe połączenie wirtualne

PVC

. Jest to predefiniowana ścieżka łącząca dwa miejsca w sieci.

Dostawca usług jest zobowiązany do utrzymywania takiego połączenia

gwarantując wynegocjowane jego parametry. Tzw przepływność

minimalną gwarantowaną CIR i maksymalną przepływność, której nie

wolno przekroczyć EIR.

Komutacja pakietów w sieci Frame Relay wywodzi się z rozwiązań
starszych np. sieci X25, ale w stosunku do nich Frame Relay ma bardzo
ograniczoną kontrolę błędów. ponieważ w nowoczesnych liniach błędów
zdarza się mało, a dodatkowa kontrola powoduje zmniejszenie
przepustowości. Żądanie retransmisji pakietu jest zadaniem stacji
docelowej. Śieć dokonuje wyłącznie transmisji.
 

Spiętrzenia.

Jeśli w sieci FR nastąpi spiętrzenie możliwe jest kasowanie ramek.. Klient
może ustalić, które dane nie są krytyczne oznaczając je jako kasowalne
DE. Oznaczania ramek może dokonywać także router. Dane o
największym znaczeniu zostaną przesłane zatem w pierwszej kolejności,
a inne zaczekają.

Struktura ramki

Struktura ramki

Z obu stron ramki jest ona ograniczona flagą. Za flagą początkową
znajduje się nagłówek zawierający adres oraz dane na temat obsługi
spiętrzeń, dalej właściwa informacja oraz FCS czyli suma kontrolna. Jest
to jedyny sposób kontroli błędów w sieci FR.

Nagłówek zawiera:

-         Identyfikator łącza danych DLCI. Jest to liczba identyfikująca

połączenie logiczne w kanale multipleksowanym.

-         Upoważnienie do skasowania DE. Informacja, czy ramka może

być skasowana gdy wystąpią, spiętrzenia.

-         Informacja o wystąpieniu spiętrzeń FECN. Informacja dla routera

odbierającego, że po drodze wystąpiło spiętrzenie.

-         Zwrotna informacja o wystąpieniu spiętrzeń BECN. Informacji dla

routera nadającego, że występują spiętrzenia.

-         Poszerzenie nagłówka EA. 1 oznacza koniec nagłówka.
-         C/R polecenie – odpowiedź w ramkach sterujących.
-         D/C rodzaj adresu. 0 oznacza adres DLCI.

Do przyłączania użytkowników do sieci Frame Relay stosuje się
specjalne modemy xDSL gwarantujące odpowiednią, prędkość
transmisji.

Sieć ATM (Asynchronous Transfer Mode)

Powstała w wyniku kompromisu między technikami transmisji
synchronicznej (stosowanej w ISDN) i transmisji pakietowej.
Współcześnie tworzone sieci ATM osiągają duże rozmiary występując w
roli WAN lecz ATM jest przeznaczony również jako sieć LAN. Najczęściej
jako ATM występują sieci szkieletowe, korporacyjne, kampusowe itp. Sieć
ATM jest obecnie jedną z najefektywniejszych technologii przekazu z
wirtualizacją kanałów do przesyłu głosu, obrazu i danych. Standard ATM
nie definiuje dokładnie konkretnego medium transmisji lecz zasady
komunikacji w sieci. Zaleca się jednak wykorzystywanie światłowodów
jednomodowych systemów transmisji SONET (52 Mb/s, SDH (155Mb/s,
622Mb/s. 2,5 Gb/s ostatnio również 10 Gb/s oraz T3 (45 Mb/s) oraz kabli
miedzianych 25 Mb/s .

Cechy ATM:

 
     *   Przesyłanie stałych ramek (komórek) o pojemności 53 bajtów

(48 bajtów użytecznych)

     *   Ustalanie indywidualnych połączeń o dowolnej prędkości w

obrębie przyjętych standardów, dzięki przyporządkowaniu
dowolnej liczby komórek do konkretnego połączenia.

     *  Obsługa transmisji izochronicznych (głos, obraz ruchomy, TV, z

opóźnieniem < 10 ms przez zastosowanie szybkich

przełączników komórek.

     *  Skalowaniem przepływności węzłów dzięki czemu wykorzystuje

się maksymalną przepustowość danego medium.

     *  Tworzeniem przekazów w trybie połączeniowym, co oznacza, że

przed przekazem następuje zestawienie połączenia.

     *  Wirtualizacja połączeń przez sieć zarówno dla pojedynczych

kanałów jak i dla grup kanałów. Jest to możliwe dzięki

wprowadzeniu odpowiednich identyfikatorów VCI dla kanałów
oraz identyfikatorów VPI dla ścieżek wirtualnych. -   *  Adaptacja

strumienia komórek ATM do dowolnej przepływności poprzez
wprowadzanie komórek pustych pomijanych w węźle docelowym.
*

Zapewnieniu przezroczystości przenoszenia informacji przez

sieć, co umożliwia współpracę z różnymi protokołami w tym
emulację sieci LAN.

GFC VPI
VPI

VCI

VCI

VCI

PT

C
L
P

CLP

RES

Pakiet UNI (użytkownika)

HEC

0

7

8 bitów

Pole
informa-
cyjne

Nagłówek
UNI

VPI – Virtual Path Identifier
VCI – Virtual Channel Identifiiter
GFC – Generic Flow Control
PTI – Payload Type Identifier
RES – Reserved
CLP – Cell Loss Priority
HEC – Header Error Control

0/4

8/12

16

2
1
1
8

Ilość
bitów

VPI

VCI

HEC

(48 oktetów)

PAYLOAD

(48 oktetów)

PAYLOAD

VPI

VCI

VCI

PT RES CLP

Nagłó-
wek
NNI

oktet 5

oktet 52

Pakiet NNI

(sieciowy)

Payload

Header

Oktet 0
Oktet 1
Oktet 2
Oktet 3
Oktet 4

5 oktetów

0

4 5

52

5 oktetów

48 oktetów = 384 bity inf.

Pakiet ATM

53 oktety = 424 bity inf.

UNI – User to Network Interface

NNI – Network to Network Interface (Node to Node)

Pole VCI do 65536 kanałów wirtualnych w obrębie każdej ścieżki wirtualnej

Pole VPI do 256 ścieżek wirtualnych na styku UNI

do 4096 ściezek wirtualnych na styku NNI

Struktura
komórki

Komórka jest samodzielnym pakietem o długości 53 bajtów 5+48

bajtów. Narzut sterowania jest zatem dość wysoki 9,4 %.

Rekompensowany jest stałą wielkością pakietu oraz dużą

elastycznością w likwidowaniu spiętrzeń.

Multipleksacja w sieci ATM polega na łączeniu i rozłączaniu wielu

strumieni danych w jednym elemencie przełączającym tzw.

przełączniku ATM.

A) Strumień fizyczny komórek ATM w sieci

W sieci ATM nie obsługuje się analizy błędów, przyjmując odpowiednią
jakość mediów. W przełączniku następuje analiza nagłówka i dalej w
czasie rzeczywistym komórka kierowana jest do odpowiedniego wyjścia.

B) Model ścieżki wirtualnej z multiplekserami ATM

Sterowane układy przełączające

P

o

r

t

y

W

y

j

ś

c

i

o

w

e

(16)

P

o

r

t

y

W

e

j

ś

c

i

o

w

e

(16)

Tablica

portu

3

OUT

Etykieta

g D

1 C

Sygnalizacja

ATM

•zarządzanie
•sterowanie
•buforowanie
•priorytety

IN OUT

1

16

A

port wejściowy

3

Porty

Wyjś-

ciowe

B A

C

D

W zależności od rodzaju transmisji w sieci ATM wyróżnia się

wiele klas:

-   # 

klasa A usługi połączeniowe ze stałą chwilową szybkością do

transmisji multimedialnych w czasie rzeczywistym,

-   #    klasa B usługi połączeniowe ze zmienną chwilową szybkością do
transmisji multimedialnych skompresowanych,

-   #    klasa C usługi połączeniowe o zmiennej szybkości bez
synchronizacji czasowej - obsługa sieci Frame Relay, TCP/IP itp.,

# klasa D usługi bezpołączeniowe o zmiennej szybkości nie
wymagające synchronizacji czasowej - sieci LAN i MAN.