Для протоколов, которые должны описываться кодом типа Ethernet (например, AppleTalk), заголовок сообщения имеет формат, показанный на рис. 4.19. Для улучшения выравнивания сообщения после поля управления вставлен добавочный октет-заполнитель X'00. Значение X'80 для NLPID говорит о следующем далее подзаголовке SNAP. В нашем примере он содержит код типа Ethernet для протокола AppleTalk.
Рис. 4.19. Заголовок кадра Frame Relay с кодом типа Ethernet
За исключением байта-заполнителя (pad), данный заголовок идентичен заголовку для цепи X.25 в многопротокольном режиме.
4.22 SMDS
Служба коммутируемых многомегабитных данных (Switched Multimegabit Data Service — SMDS) является еще одной общедоступной службой с коммутацией пакетов. Она была разработана для региональных компаний Bell (в свое время корпорация Bell была разделена правительством США на несколько региональных компаний. — Прим. пер.). Данная служба предназначена для предоставления широкого спектра вариантов производительности, включая высокоскоростные соединения, например 155 Мбит/с.
Интересным свойством SMDS является то, что данные могут быть посланы без открытия виртуальной цепи — без создания соединения (connectionless). На практике логическая подсеть IP может быть сформирована с возможностями региональных сетей, и (см. рис. 4.20) этот логический сегмент региональной сети будет наследовать многие возможности высокоскоростных локальных сетей. Такие свойства делают SMDS привлекательной для создания магистральной структуры региональных сетей.
Рис. 4.20. Магистральная региональная сеть SMDS
Протокол интерфейса SMDS (SMDS Interface Protocol — SIP) основан на стандарте IEEE с номером 802.6.
4.22.1 IP поверх SMDS
Ha рис. 4.21 показан формат заголовка после вставки заголовка SIP SMDS, что отражает факт присутствия датаграммы IP.
Рис. 4.21. Для идентификации IP в SMDS используются LLC и SNAP.
Этот формат подобен используемому в локальных сетях IEEE 802. Первые три октета создают заголовок LLC IEEE 802.2, а содержащий значение X'08-00 подзаголовок SNAP определяет для IP код типа Ethernet.
4.23 ATM
Режим асинхронной пересылки (Asynchronous Transfer Mode — ATM) представляет собой технологию с коммутацией ячеек, подходящую как для локальных, так и для региональных сетей. ATM объединяет преимущества безопасности при коммутируемом доступе с высокой производительностью и гибкостью. Эту технологию можно характеризовать следующим образом:
■ Данные коммутируются в 53-октетных ячейках.
■ Каждая ячейка имеет пятибайтовый заголовок, содержащий информацию для ее маршрутизации.
■ Кадры разбиваются на ячейки в источнике и вновь объединяются в кадры в точке назначения с помощью уровней адаптации ATM (ATM Adaptation Layer — AAL).
■ Существует несколько AAL, однако к пересылке датаграмм IP имеет отношение только AAL5.
■ Работу по сегментации и последующей сборке кадров при пересылке по региональной сети выполняет интерфейс обмена данными (Data Exchange Interface — DXI) — часть оборудования, соответствующая цифровому интерфейсу обычной телефонной линии.
Как в X.25 или Frame Relay, коммуникации ATM формируются путем создания виртуальной цепи и пересылки кадров по этой цепи.
В сетях ATM существуют два метода обслуживания многопротокольного трафика:
■ Создание отдельной виртуальной цепи для каждого протокола
■ Совместное использование одной виртуальной цепи всеми протоколами
Выбор одного из методов зависит от стоимости, а также от времени установки и закрытия виртуальной цепи.
Если для каждого протокола используется отдельная виртуальная цепь (как в X.25), то тип протокола для коммутируемой цепи можно анонсировать только один раз — в сообщении запроса на вызов.
Когда несколько маршрутизируемых протоколов совместно используют одну виртуальную цепь (см. рис. 4.22), кадр AAL5 начинается с уже известных нам заголовков LLC и SNAP. Тип IP Ethernet заключается в подзаголовке SNAP (см. рис. 4.22).
Рис. 4.22. Для идентификации IP в ATM AAL используются LLC и SNAP.
Отметим, что кадр AAL5 не имеет в заголовке полей с адресами источника и назначения. Дело в том, что после вызова устанавливается виртуальная цепь от источника до точки назначения, а необходимая для коммутации в точке назначения информация находится в 5-октетном заголовке ячейки.
Заключительная часть AAL5 содержит байты-заполнители (для выравнивания), поле данных пользователя, поле payload length (длина полезной нагрузки) и проверочную последовательность кадра (FCS). Полезная нагрузка учитывает размеры заголовков LLC и SNAP и самой датаграммы.
4.24 Максимальное число пересылаемых элементов
Каждая из рассмотренных нами технологий имеет различные максимальные размеры для своих кадров. После исключения заголовка кадра, заключительной части, а также заголовков LLC и SNAP (если они присутствуют), полученный результат будет определять максимально возможный размер датаграммы, которую можно переслать по носителю. Эта величина называется максимальным пересылаемым элементом (Maximum Transmission Unit — MTU).
Например, максимальный размер кадра для сети 802.3 10BASE5 равен 1518 октетам. Вычитая длину MAC-заголовка и завершающей части (18 октетов), поле управления связи Type 1 и заголовок SNAP (8 октетов), мы получим MTU, равный 1492 октетам.
В таблице 4.1 приведены MTU для различных технологий.
Таблица 4.1 Максимальный пересылаемый элемент
Протокол Максимальное количество октетов в датаграмме (MTU) По умолчанию для PPP 1500 PPP (с небольшой задержкой) 296 SLIP 1006 (исходное ограничение) X.25 1600 (отличается для некоторых сетей) Frame Relay Обычно не менее 1600 SMDS 9235 Ethernet версии 2 1500 IEEE 802.3/802.2 1492 IEEE 802.4/802.2 8166 16 Mb IBM Token-Ring Максимально 17914 IEEE 802.5/802.2 4-Mb Token-Ring Максимально 4464 FDDI 4352 Hyperchannel 65535 ATM По умолчанию 9180 Максимально возможно 16K-1
Специальным случаем является линия "точка-точка". Она реально не наследует ограничений на размер датаграммы. Оптимальный размер зависит от уровня ошибок в данной линии связи. Если он высок, то лучшая производительность достигается при более коротких элементах данных. Максимальное значение по умолчанию в 1500 байт используется наиболее часто.
Первоначально протокол SLIP был специфицирован с максимальной длиной датаграммы в 1006 байт. Некоторые реализации могут поддерживать до 1500 байт, преобразуя SLIP в другие форматы пересылки данных по последовательной линии "точка-точка".
Для Token-Ring показано предельное значение MTU. Реально MTU для Token-Ring зависит от множества факторов, включая время удержания маркера в кольце.
4.25 Создание туннелей
Всегда придерживаться структуры деления на уровни — хорошая идея, но часто используется более простой способ пересылки данных из одной точки в другую с помощью другого протокола. Такой процесс называется созданием туннеля (tunneling) — возможно, по причине временного скрытия данных в другом протоколе до момента достижения выходной точки туннеля.
Создание туннеля не представляет особых сложностей — просто вокруг элемента данных создается один или несколько дополнительных заголовков, маршрутизация выполняется средствами другого протокола, а извлечение полезной информации происходит в точке назначения.
Мы уже рассматривали применение туннеля. Когда датаграмма IP перемещается по сети X.25, она обрамляется заголовком сетевого уровня X.25. В этом случае трафик IP пересылается через туннель в среде X.25.
На практике применяется множество других вариантов использования туннелей. Иногда трафик IPX операционной системы Novell NetWare пересылается по туннелю в сети IP. Сообщения из NetWare обрамляются заголовками IP или UDP, маршрутизация производится в сети IP, а доставка выполняется на удаленный сервер NetWare. Многие разработчики предлагают продукты для пересылки по туннелю трафика SNA в сети IP.
