Οδηγίες χειρισµού του εκπαιδευτικού προγράµµατος για τα δίκτυα Χ.25

Transcript

1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 4 Οδηγίες χειρισµού του εκπαιδευτικού προγράµµατος για τα δίκτυα Χ.25 Αυτό το εκπαιδευτικό πρόγραµµα βοηθά στην εξοικείωση µε το Πρωτόκολλο Χ.25 µε την βοήθεια υπολογιστή. Πριν αρχίσουµε να µαθαίνουµε µέσα από αυτό το εκπαιδευτικό πρόγραµµα θα ήταν χρήσιµο να παρουσιάσουµε τη βοήθεια που θα µας προσφέρουν τα πλήκτρα που προτίνονται στο κάτω µέρος κάθε οθόνης. Αναλυτικά είναι: F1: Αυτό το πλήκτρο µας προσφέρει βοήθεια δίνοντας τις απαραίτητες επεξηγήσεις. F2: Μας επιτρέπει να δούµε τα κεφάλαια που περιλαµβάνει το εκπαιδευτικό µας πρόγραµµα. F3: Τέσσερεις δείκτες µας επιτρέπουν να τοποθετήσουµε, να διαγράψουµε ή να έχουµε πρόσβαση. Μπορούµε, µέσω: Ρ να τοποθετήσουµε έναν δείκτη να διαλέξουµε έναν δείκτη D να διαγράψουµε τον επιλεγµένο δείκτη Α να έχουµε πρόσβαση στον επιλεγµένο δείκτη. F4: Μας δίνει τη δυνατότητα να κάνουµε αριθµητικές πράξεις µέσω µιας υπολογιστικής µηχανής. Οι αριθµητικές πράξεις που µπορούµε να εκτελέσουµε είναι: Del µηδενίζω S αλλάζω σύµβολο Ε εκθέτης * πολλαπλασιασµός / διαίρεση + πρόσθεση - αφαίρεση. υποδιαστολή δεκαδικού αριθµού αποτέλεσµα F5: Εχουµε 4 διαθέσιµες σελίδες µπλόκ σηµειώσεων που µπορούµε: να δούµε την επόµενη σελιδα να δούµε την προηγούµενη σελίδα D να σβήσουµε την υπάρχουσα σελίδα Ε να edit την υπάρχουσα σελίδα F8: Μπορούµε να διακόψουµε το µάθηµα και να το συνεχίσουµε αργότερα. Η πρόοδος µας στο µάθηµα σώζεται σε µία δισκέττα. Θα χρειαστούµε τη δισκέττα για να συνεχίσουµε το µάθηµα. Μπορούµε µε: να διακόπτουµε την εργασία να επιστρέφουµε στο µάθηµα. F9: Επιστρέφουµε στην προηγούµενη σελίδα. F10: Συνεχίζουµε στην επόµενη σελίδα. 31

2 Με το πλήκτρο F2 βλέπουµε τα κεφάλαια του εκπαιδευτικού µας προγράµµατος, τα οποία είναι: - CONTEXT OF USE - THE THREE LAYERS -NETWORKS X.25 Η επιλογή µιας επικεφαλίδας γίνεται µε τα βέλη, και η παρακολούθηση του κεφαλαίου γίνεται µε το Enter ή µε το πλήκτρο F10. H σύνδεση µε το κεφάλαιο µπορεί να γίνει αν ένα σύµβολο προηγείται της επικεφαλίδας. Τα σύµβολα έχουν τις ακόλουθες έννοιες:... Αυτό το κεφάλαιο περιέχει ένα υποµενού. Αυτό το κεφάλαιο δεν έχει ακόµα πραγµατοποιηθεί. û Αυτό το κεφάλαιο δεν έχει ακόµα τελειώσει. Ενας δείκτης συνδέεται µε αυτό το κεφάλαιο. Η κλίµακα στα δεξιά των καταλόγων-µενού δείχνει το ποσοστό % του µαθήµατος που έχει γίνει. ΠΡΟΣΟΧΗ! Απαιτείται η εισαγωγή µιας δισκέττας για να λειτουργεί σωστά το πρόγραµµα και για να µας αφήσει να τερµατίσουµε µία συνεδρία εργασίας. Στην συνέχεια παρουσιάζονται αναλυτικά όλα τα θέµατα των τριών κεφαλαίων του προγράµµατος. 32

3 H Αρχιτεκτονική OSI και Το Πρωτόκολλο Χ.25 (Πρώτο Κεφάλαιο του λογισµικού προγράµµατος, CONTEXT OF USE) Το Χ.25 περιγράφει την πρόσβαση σ' ένα δίκτυο. Στο παράδειγµα που φαίνεται στην οθόνη θέτουµε την εξής ερώτηση: Τι είδους δικτύου είναι; 1. Τηλεφωνικό δίκτυο µεταγωγής. 2. ίκτυο µεταγωγής κυκλώµατος (RTC64). 3. ίκτυο µεταγωγής πακέτων. 4. ίκτυο "Teletel". 5. ίκτυο Main. Το δίκτυο µεταγωγής πακέτων περιλαµβάνει τα ακόλουθα στοιχεία: - DPTE(Data Processing Terminal Equipment), πολλές φορές χρησιµοποιούνται και τα αρχικά DTE. - Connection circuit (Κύκλωµα σύνδεσης) - Switch ( ιακόπτης) - Inter-switch circuits (Κυκλώµατα διαµεταγωγής). Το Χ.25 περιγράφει το πρωτόκολλο µετάδοσης δεδοµένων (data transmission protocol) ανάµεσα στο τερµατικό DPTE και στο DCTE (Data Circuit-Terminating Equipment) του αντίστοιχου µεταγωγέα (associated switch). Πολλές φορές χρησιµοποιούνται και τα αρχικά DCE. Μεταβίβαση πακέτων δεδοµένων. Αρκετοί τεχνικοί λόγοι µπορούν να οδηγήσουν στην υιοθέτηση του πρωτοκόλλου Χ.25: 1. Multiplexing on a single access (Πολυπλεξία πάνω σε ενιαία πρόσβαση). 2. Adaptation of speeds and interfaces (Προσαρµογή ταχυτήτων και οριοθετήσεων (interfaces). 3. International distribution and X.25 standardisation ( ιεθνής διανοµή και προτυποποίηση του Χ.25). 4. Secure transmission ( Ασφαλής µετάδοση). Αναλυτικά : 1. Multiplexing on a single access (Πολυπλεξία σε ενιαία πρόσβαση) Πρέπει να γνωρίζουµε ότι πολυπλεξία έχουµε όταν το άθροισµα των ρυθµών εισόδου είναι ίσο µε το άθροισµα των ρυθµών εξόδου. Στο παράδειγµά µας ο συνδροµητής Α επικοινωνεί µε τον συνδροµητή Β. Εδώ η επικοινωνία είναι µοναδική. ( εν υπάρχει πολυπλεξία) Στο δεύτερο παράδειγµα, ο συνδροµητής Α επικοινωνεί µε τον συνδροµητή C. Τώρα υπάρχει πολυπλεξία στην επικοινωνία ανάµεσα στον συνδροµητή Α και τον µεταγωγέα. 33

4 2. Adaptation of speeds and interfaces (Προσαρµογή ταχυτήτων και οπιοθετήσεων (interfaces)) Τα δύο τερµατικά (Α και Β) λειτουργούν σε διαφορετικές ταχύτητες. Παρατηρούµε ότι το τερµατικό Α λειτουργεί σε χαµηλή ταχύτητα ενώ το τερµατικό Β σε υψηλή. 3. International distribution and X.25 standardisation ( ιεθνής διανοµή και προτυποποίηση του Χ.25) Το πρωτόκολλο Χ.25, που ήδη χρησιµοποιείται σε περισσότερες από 100 χώρες, είναι µία σύσταση του διεθνούς οργανισµού CCITT (International Telegraph and Τelephone Consultative Commitee). 4. Secure transmission (Ασφαλής µετάδοση) Το Χ.25 χρησιµοποιείται για να παρέχει τη µετάδοση δεδοµένων. Παρέχει τα ακόλουθα: - Λήψη δεδοµένων χωρίς λάθη - ιατήρηση της σειράς πακέτων - Αποφυγή της απώλειας δεδοµένων Circuit switching (Μεταγωγή κυκλώµατος) Οταν το δίκτυο αποκαθιστά ένα φυσικό δρόµο επικοινωνίας πριν αρχίσει το µήνυµα να εκπέµπεται αναφερόµαστε στη µεταγωγή κυκλώµατος. Εδώ, µία σταθερή σύνδεση επιτυγχάνεται για ολόκληρη τη διάρκεια επικοινωνίας. Ισοδύναµο λειτουργίας Στο παράδειγµά µας, τα φορτηγά βαγόνια µπορούν µόνο να χρησιµοποιήσουν τον υπάρχοντα δρόµο. Ο προορισµός έχει αποφασιστεί από την επιλογή του φορτηγού. Παρατηρούµε ότι το επάνω φορτηγό οδηγεί µόνο στη Μασσαλία ενώ το κάτω φορτηγό οδηγεί µόνο στο Μπορντώ. Packet switching (Μεταγωγή πακέτου) Στη µεταγωγή πακέτου, όταν ένα πακέτο ή µήνυµα φτάσει στον κόµβο µεταγωγής, µέσα από το µονοπάτι που το οδηγεί στον προορισµό του, περιµένει στην ουρά για να µεταβιβαστεί µε τη σειρά του στην επόµενη σύνδεση µε το µονοπάτι του. ηλαδή, τα µηνύµατα ή τα πακέτα που δροµολογούνται προς τον προορισµό τους αποθηκεύονται προσωρινά και εκπέµπονται υπό τον έλεγχο του δικτύου. Στην µεταγωγή πακέτου δεν υπάρχει ποτέ ένας φυσικός δρόµος επικοινωνίας µεταξύ του εκποµπού και του παραλήπτη. Ο δρόµος ορίζεται σύµφωνα µε την διεύθυνση του πακέτου. Η διεύθυνση του κάθε πακέτου αναλύεται σε κάθε κόµβο δικτύου για να αποσταλεί προς τον παραλήπτη του. Η σύνδεση είναι νοητή (virtual). Ισοδύναµο λειτουργίας Παρατηρούµε στο παράδειγµά µας ότι και τα δύο πακέτα που έχουν διαφορετικό προορισµό φορτώνονται στο ίδιο φορτηγό και σε κάποιο κόµβο τα πακέτα φορτώνονται σε διαφορετικά φορτηγά για να σταλεί το ένα στη Μασσαλία και το άλλο στη Μπορντώ. 34

5 Σύγκριση των δύο τρόπων µεταγωγής Από τη σύγκριση της µεταγωγής κυκλώµατος και της µεταγωγής πακέτου προκύπτει ότι στην πρώτη περίπτωση πραγµατοποιείται φυσικό κύκλωµα (φυσικός δρόµος επικοινωνίας) ενώ στη δεύτερη περίπτωση πραγµατοποιείται νοητό κύκλωµα (µη φυσικός δρόµος επικοινωνίας). Για την εκποµπή των δεδοµένων, πρέπει να ακολουθούνται οι εξής κανόνες: είναι απαραίτητο να ταιριάζουν οι ρυθµοί δεδοµένων, οι κώδικες οι τρόποι λειτουργίας και το format των πακέτων. Αλλιώς, εξοπλισµοί από διαφορετικούς κατασκευαστές δε µπορούν καθόλου να έρθουν σε επικοινωνία. Για την επικοινωνία διαφορετικού τύπου δικτύου υπάρχουν ειδικές διεπαφές (interfaces). Στο παράδειγµά µας που οι ρυθµοί δεδοµένων είναι διαφορετικοί παρατηρούµε καταστροφή του συστήµατος. Ένας γρήγορος εκποµπός µπορεί να πληµµυρίσει έναν αργό δέκτη εκτός αν υπάρχει κατάλληλο πρωτόκολλο ελέγχου ροής. Ο ιεθνής οργανισµός ISO (International Standardization Organization) εχει αναπτύξει ένα µοντέλο αναφοράς (reference model) το οποίο τυποποιεί την επικοινωνία ανάµεσα στα συστήµατα. Το µοντέλο αναφοράς είναι το OSI (Open System Interconnection) περιλαµβάνει 7 επίπεδα στα οποία αντιστοιχούν κάποιες λειτουργίες. Το Χ.25 αναφέρεται µόνο στα επίπεδα 1,2,3. Τα επίπεδα του OSI/RM είναι τα παρακάτω: 1. Physical layer- Φυσικό Επίπεδο 2. Data link layer- Επίπεδο Ζεύξης εδοµένων 3. Network layer- Επίπεδο ικτύου 4. Transport layer- Επίπεδο Μεταφοράς 5. Session layer- Επίπεδο Συνόδου 6. Presentation layer- Επίπεδο Παρουσίασης 7. Application layer- Επίπεδο Εφαρµογών Περισσότερα για το πρότυπο OSI δίδονται στο παράρτηµα των σηµειώσεων θεωρίας 35

6 Layer 1: Physical Ο ρόλος του Φυσικού επιπέδου είναι να παρέχει µεταφορά των δυαδικών στοιχείων. Αναφέρεται στην αποδοτική εκµετάλλευση του µέσου εκποµπής, όπως κωδικοποίηση, διαµόρφωση, πολυπλεξία κ.α. Στο παράδειγµα πληκτρολογούµε µία σειρά από 0 και 1 και παρατηρούµε την εκποµπή των bits στη γραµµή του δικτύου. Layer 2: Data Link Ο ρόλος του είναι να εκτελεί µεταφορά δεδοµένων χωρίς δυαδικά λάθη. Επιτελεί έλεγχο σφαλµάτων, ώστε σε µία επικοινωνία ο ρυθµός σφαλµάτων από 10-6, που είναι τυπικός για το φυσικό επίπεδο, ν' κατέλθει στο 10-11, έλεγχο ροής, ώστε ο ρυθµός λήψης να αντιστοιχεί στο ρυθµό εκποµπής δεδοµένων, διαχείρισης ζεύξης, ώστε κατά την εκποµπή και λήψη δεδοµένων να τηρούνται κάποιοι κανόνες, που εξασφαλίζουν την ορθή µεταφορά δεδοµένων και έλεγχο του µέσου (MAC-medium access control), ώστε κάθε στιγµή να εκπέµπονται δεδοµένα από τους σταθµούς που πρέπει να εκπέµψουν, για να µην παρεµποδίζει ο ένας τον άλλο. Με τις λειτουργίες του το επίπεδο δεδοµένων επιτυγχάνει συγχρονισµό της πρόσβασης στο µέσο, συγχρονισµό πλαισίου, συγχρονισµό διαλόγου. Στο παράδειγµα παρατηρούµε ότι γίνεται η ανίχνευση λάθους κατά τη µετάδοση µονάδων δεδοµένων. Layer 3: Network Ο ρόλος του είναι να παρέχει δρόµο µεταξύ µεταγωγέων. Αναφέρεται στη δροµολόγηση πακέτων δεδοµένων από τους ακροδέκτες της πηγής στους ακροδέκτες του δέκτη µέσω του δικτύου. Στο παράδειγµα παρατηρούµε ότι επιλέγοντας τον προορισµό που επιθυµούµε πραγµατοποιούνται συγκεκριµένες διαδροµές. Layer 4: Transport Ο ρόλος του είναι να παρέχει ασφαλή και διαφανή µεταφορά πληροφοριών από άκρου εις άκρο. Το επίπεδο µεταφοράς, γεφυρώνει τα τρία κατώτερα επίπεδα, που επιτελούν λειτουργίες αναφερόµενες σε εκποµπή δεδοµένων, και τα τρία ανώτερα, τα οποία επιτελούν λειτουργίες αναφερόµενες σε επικοινωνία δεδοµένων. Οι βασικές υπηρεσίες του επιπέδου µεταφοράς αναφέρονται σε διευθυνδιοδότηση, πολυπλεξία, έλεγχο ροής, έλεγχο σφαλµάτων και διαχείριση σύνδεσης. Στο παράδειγµα παρατηρούµε ότι γίνεται µερισµός του µηνύµατος σε τµήµατα για τη µεταφορά του. Layer 5: Session Ο ρόλος του είναι να διαχειρίζεται και να συγχρονίζει διαλόγους. Περιλαµβάνει ασφαλιστικές δικλείδες για τον επανασυγχρονισµό της εκποµπής σε περίπτωση λάθους κ.α. Στο παράδειγµα πληκτρολογούµε το password "EAO" το οποίο παρατηρούµε ότι επαληθεύεται. Layer 6: Presentation Ο ρόλος του είναι να φροντίζει όλα τα προβλήµατα που αφορούν την αναπαράσταση των πληροφοριών: - κωδικοποίηση 36

7 - σύνταξη - κ.τ.λ... Η εφαρµοζόµενη σύνταξη σχετίζεται µε την ασφάλεια των δεδοµένων, ώστε να µην µπορεί κάποιος αναρµόδιος να τα αλλοιώσει, τη συµπίεση του µηνύµατος, ώστε να µειώθει το απαιτούµενο για τη µεταφορά εύρος ζώνης συχνοτήτων, και τη συµβατότητα των δεδοµένων. Η ασφάλεια των δεδοµένων εξασφαλίζεται µε κωδικοποίηση, την οποία επιτελούν κωδικοποιητές. Στο παράδειγµα πληκτρολογούµε ένα γράµµα από το Α εως το Ζ και παρατηρούµε ότι µεταφέρεται κωδικοποιηµένο. Layer 7: Application Ο ρόλος του είναι να παρέχει επεξεργασία των πληροφοριών. Σαν παράδειγµα αναφέρουµε την µεταφορά αρχείων, τη σύσκεψη και την αρίθµηση σελίδων. Κάθε επίπεδο ενός συστήµατος πραγµατοποιεί διάλογο µε το αντίστοιχο επίπεδο του άλλου συστήµατος, χρησιµοποιώντας ένα πρωτόκολλο ειδικό για κάθε επίπεδο. Συγκεκριµένα για τα επίπεδα 1,2,3 δεν υπάρχει απ' ευθείας σύνδεση ανάµεσα στα δύο συστήµατα. Η σύνδεση δηµιουργείται από το δίκτυο. Ενώ για τα επίπεδα από 4 εώς 7 υπάρχει απ' ευθείας λογική σύνδεση ανάµεσα στα δύο συστήµατα. (Πραγµατική σύνδεση υπάρχει µόνο στο φυσικό στρώµα). Το πρωτόκολλο διευθύνεται µέσω επιπλέον στοιχείων που προστίθενται στα δεδοµένα. Αυτό φαίνεται στο παράδειγµα όπως πραγµατοποιείται στο πρωτόκολλο του επιπέδου 7. Το επίπεδο 7 χρησιµοποιεί τις υπηρεσίες του αµέσως χαµηλότερου επιπέδου. Το επίπεδο 6 αναλαµβάνει την πλήρη ευθύνη του µηνύµατος από το επίπεδο 7 και προσθέτει στοιχεία του δικού του πρωτοκόλλου. Η διαδικασία επαναλαµβάνεται για κάθε επίπεδο. Ετσι παρατηρούµε µια κλιµακωτή αύξηση των δεδοµένων πηγαίνοντας από το επίπεδο 7 προς το 1. Μια σειρά bits µεταδίδονται από το επίπεδο 1. Κατά τη λήψη, τα στοιχεία του πρωτοκόλλου του αντίστοιχου επιπέδου ερµηνεύονται, και τα δεδοµένα που αποµένουν αποστέλλονται στο αµέσως υψηλότερο επίπεδο. Τα τερµατικά µπορούν να συνδεθούν µέσω ενός δικτύου µεταγωγής πακέτου. Ο διάλογος µεταξύ τερµατικού - δικτύου συµµορφώνεται µε τη δοµή του ISO. Το Χ.25 χρησιµοποιεί µόνο τα επίπεδα από 1 εως 3. Η πληροφορία κινείται µέσω του δικτύου αρχίζοντας από το υψηλότερο επίπεδο του πρώτου συστήµατος και καταλήγοντας στο υψηλότερο επίπεδο του δεύτερου συστήµατος. Το interface ανάµεσα στο τερµατικό και το δίκτυο µεταγωγής πακέτων επιτυγχάνεται σύµφωνα µε τη σύσταση CCITT του Χ.25. Πρέπει πάντα να θυµόµαστε ότι µόνο τα επίπεδα από 1 εώς 3 εφαρµόζονται στο Χ.25. Definition of X.25 interface- Ορισµός του interface X.25 37

8 Interface ανάµεσα στον τερµατικό εξοπλισµό επεξεργασίας δεδοµένων (DPTE: Data Processing Terminal Equipment ή DTE) και στον εξοπλισµό κυκλωµατικής λήξης δεδοµένων (DCTE: Data circuit termination equipment ή DCE) για λειτουργία τερµατικών µε χρήση πακέτων και τα οποία είναι συνδεδεµένα µε τα δηµόσια δίκτυα για δεδοµένα µέσω ενος αφιερωµένου (dedicated) κυκλώµατος. Σ' αυτό το σηµείο τελειώνει το πρώτο κεφάλαιο "Context of use". Πριν συνεχίσετε στο επόµενο κεφάλαιο πρέπει να απαντήσετε σε 5 ερωτήσεις. Θα µπορέσετε να συνεχίσετε στο επόµενο κεφάλαιο αν απαντήσετε σωστά τουλάχιστον στις 4 από τις 5 ακόλουθες ερωτήσεις. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Ποιά επίπεδα του µοντέλου ISO χρησιµοποιούνται από το Χ.25; 2. ύο τερµατικά συνδέονται σε ένα δίκτυο µεταγωγής πακέτων σε διαφορετικούς ρυθµούς δεδοµένων. Μπορούν να επικοινωνήσουν το ένα µε το άλλο; Σηµείωση: Ο ρυθµός του πρώτου είναι 2400 bits/s ενώ ο ρυθµός του δεύτερου είναι 9600 bits/s. 3. Επίλεξε τους τρόπους µεταβίβασης πακέτων από ένα σηµείο σ' ένα άλλο. 4. Τι χαρακτηρίζει ένα νοητό κύκλωµα ; 5. Τι προτυποποιεί η σύσταση του Χ.25 ; 6. Μπορεί ο Α να πραγµατοποιήσει διάλογο ταυτόχρονα µε τον Β και τον C ; 7. ύο τερµατικά συνδέονται σε ένα δίκτυο µεταγωγής πακέτων µέσω διαφορετικών φυσικών interfaces. Μπορεί να επικοινωνήσει το ένα µε το άλλο ; Το interface του πρώτου είναι V.24 και το interface του δεύτερου V Ποιοί είναι οι τεχνικοί λόγοι για την υιοθέτηση του Χ.25 ; Σ' αυτό το σηµείο και εφόσον έχετε απαντήσει σωστά στις ερωτήσεις υπάρχουν οι ακόλουθες επιλογές : 1. Να επιστρέψετε στο ερωτηµατολόγιο (µε τις ερωτήσεις σε τυχαία σειρά). 2. Να δείτε τη σειρά "checklist" µε το αεροπλάνο πάλι. 3. Να συνεχίσετε απ'ευθείας στο επόµενο κεφάλαιο. Πληκτρολογείτε έναν αριθµό (1...3). 38