Принципы межсетевого взаимодействия. Инкапсуляция протоколов. Принцип инкапсуляции пакетов сетевого уровня в кадр LAPF

1. Принципы межсетевого взаимодействия.

Проблема взаимосвязи открытых систем  возникла в тот момент, когда появилась необходимость обеспечить взаимодействие неоднородных вычислительных систем в физической среде передачи данных. При этом пользователи одной ЭВМ могли взаимодействовать с другой ЭВМ независимо от конкретных характеристик, архитектуры и изготовителя этих машин. По мере роста спецификаций разнотипного оборудования, стандартов используемых на различных сетях, вопрос о согласовании таких сетей стал приобретать все большую актуальность. Для решения этой проблемы используют следующие три основные категории принципов: инкапсуляцию протоколов, преобразование услуг и имитацию протоколов.

1.1 Инкапсуляция протоколов.

Пользуясь методом инкапсуляции протоколов, можно согласовать используемую сетевую архитектуру (например, Internet, SNA, ВОС) с коммуникационной технологией другой архитектуры (ISDN, Frame Relay, ATM или Gigabit Ethernet), для этого необходимо последовательно выполнить три действия:

1) разбить исходное длинное сообщение пользователя или единицу информации вышерасположенного уровня (пакет, кадр) на несколько более коротких фрагментов или сегментов. В специальной литературе этот процесс называется двояко: фрагментацией (fragmentation) или сегментированием (segmenting). В случае коротких исходных сообщений это действие может быть опущено;

2) образовать из полученных фрагментов или сегментов единицы информации, воспринимаемая используемой сетевой технологией (кадры или ячейки), добавив к ним необходимую служебную информацию в виде заголовков и концевиков. Этот процесс получил в последние годы название инкапсуляции (encapsulation);

3) восстановить на приемной стороне исходное сообщение, пакет или кадр. Этот процесс, в зависимости   от   конкретных   используемых   сетевых   технологий,   получил   название   сборки(reassembling), например в Х.25, ISDN, или декапсуляции (decapsulation), в большинстве других технологий.

Метод инкапсуляции протоколов определен в рекомендациях МСЭ-Т I.363, I.365, Q.2119 (спецификации уровня адаптации ATM B-ISDN) стандартах ANSI T1.617a Annex F, Frame Relay Forum FRF.3.1 и в RFC 1490 [1].

Рассмотрим применение перечисленных этапов преобразования протоколов на примере инкапсуляции протоколов вышерасположенных уровней других сетевых архитектур в протоколы Frame Relay.                                                                                                                     

При подключении к ЛВС сети Frame Relay могут переносить два вида данных: маршрутизируемые (routed) пакеты и мостовые (bridged) пакеты. Оконечные системы могут получать данные многих виртуальных каналов и других коммуникационных линий, поэтому необходимо идентифицировать, какой тип пакета - маршрутизируемый или мостовой - направляется в кадре оконечному пользователю. Метод мультипротокольной инкапсуляции, задокументированный в Т1.617 AnnexF и RFC 1490, определяет дополнительные поля, вводимые в поле информации кадра LАРF, необходимые для указанной идентификации. Эти дополнительные поля указаны на рисунке 1.1.      

Поле NLPID (Network Layer Protocol Identifier, идентификатор протокола сетевого уровня) указывает конкретный протокол из набора стандартных протоколов, идентифицированных в ISO/IEC TR 9577 (передача данных и обмен информацией между системами, идентификация протоколов сетевого уровня), и сеть Frame Relay может использовать непосредственную инкапсуляцию по NLPID. Например, если инкапсулируется протокол IP Internet, то в поле управления держится код ССН, идентифицирующий IP и дейтаграмму IP. На рисунке 1.2 приведен пример инкапсуляции протокола IP в протокол Frame Relay для случая, когда дейтаграмма IP вмещается в информации кадра LAPF (Link Access Protocol Frame Relay, процедура доступа к звену Frame Relay).

Рисунок 1.1 – Принцип инкапсуляции пакетов сетевого уровня в кадр LAPF.

Обозначения:

FCS — FrameCheckSequence (контрольная последовательность кадра),

NLPID — NetworkLayerProtocolIdentifier (идентификатор протокола сетевого уровня),

OUI — OrganizationallyUniqueIdentifier (уникальный для организации идентификатор),

PID — ProtocolIdentifier (идентификатор протокола).

Рисунок 1.2 – Инкапсуляция протокола IP в протокол Frame Relay.

Если используемый протокол не идентифицирован ISO/IEС  TR  9577, возможны два варианта.

В первом случае используется NLPID = 08H, определяющий протокол сигнализации по Q.933 (спецификация сигнализации на уровне 3 для служб переноса