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INTRODUCCIÓN
El protocolo estándar más conocido es X.25 originalmente fue aprobado en 1976 y sucesivamente modificado en 1980, 1984, 1988, 1992 y 1993. El estándar especifica la interfaz entre una estación y una red de conmutación de paquetes. Los paquetes pueden enviarse por datagramas o por circuitos virtuales.
La palabra ATM se repite cada
vez más en estos días en los ambientes Informáticos y de Telecomunicaciones. ATM
significa, Modo de Transferencia Asíncrona. Una conexión ATM consiste en “celdas
“ de información contenidos en un circuito virtual.
Tanto ATM como X.25 están basadas en la comnutación de paquetes, esto
consiste en que los datos se trasmiten en paquetes cortos. Cada paquete incluye
una parte de los datos de usuario más cierta información de control. En X.25 los
paquetes son de tamaño variable y en ATM estos paquetes se denominan celdas y
son de tamaño fijo.
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CAPAS
DE FUNCIONALIDAD
X.25
X.25 está
formado por tres capas de funcionalidad, estas tres capas corresponden a las
tres capas inferiores del modelo OSI.
Capa Física:
Trata la interfaz
física entre una estación (computador, terminal) y el enlace que la conecta con
el nodo de conmutación de paquetes. En el estándar se hace referencia a la
máquina de usuario como equipo terminal del circuito de datos (DTE), y al nodo de conmutación de
paquetes al que el DTE se encuentra conectado como equipo terminal del circuito
de datos (DCE). X.25 especifica la
capa física en el estándar X.21.
Capa de
Enlace:
El protocolo usado a nivel de enlace es el LAP_B ( Protocolo de acceso de
enlace balanceado ), que forma parte del HDLC. Tiene como objeto asegurar la
transmisión de datos en cada tramo de la conmutación.
Capa de
Paquetes: Con la capa
de paquetes de X.25, los datos se transmiten en paquetes a través de circuitos
virtuales externos.
Cuando la
información a enviar es muy grande, se trocea en función de los paquetes que la
red puede soportar en el envío.
X.25 es un
protocolo utilizado únicamente entre el DTE y la Red. Para intercambio de
paquetes de datos entre nodos de diferentes redes nacionales o internacionales
se ha definido el protocolo X.75.
Al
proceso de Usuario
remoto Interfaz
física
X.21 DCE DTE
Fig.1. Interfaz
X.25
ATM
ATM consta de tres niveles o capas
básicas:
Capa Física:
define los interfaces físicos con los medios de transmisión y el
protocolo de trama para la red ATM es responsable de la correcta transmisión y
recepción de los bits en el medio físico apropiado.
Hay dos subcapas en la capa física que separan el medio físico de transmisión y la extracción de los datos:
-
Subcapa
PMD tiene que ver los
detalles que se especifican para velocidades de
transmisión.
-
Subcapa
TC tiene que ver con la
extracción de información contenida desde la misma capa
física.
Capa
ATM:
define la estructura de la celda y cómo las celdas fluyen sobre las
conexiones lógicas en una red ATM.
Capa de adaptación
(AAL): Su
trabajo es adaptar los servicios dados por la capa ATM a aquellos servicios que
son requeridos por las capas más altas. La AAL recibe los datos de varias
fuentes o aplicaciones y las convierte en los segmentos de 48
bytes.
La capa de adaptación se divide en dos subcapas:
-
Capa de
convergencia:
En esta
capa se calculan los valores que debe llevar la cabecera y los payloads del
mensaje.
-
Capa de
Segmentación y reensamblaje: Esta capa recibe los datos
de la capa de convergencia y los divide en trozos formando los paquetes ATM.
Agrega la cabecera que llevara la información necesaria para el reensamblaje en
el destino.
La capa de adaptación define 4 servicios:
-
AAL -
1: Provee recuperación de errores e
indica la información con errores que no podrá ser
recuperada.
-
AAL – 2: Envía la información del tiempo
conjuntamente con los datos para que esta pueda recuperarse en el
destino.
-
AAL –
3: Puede ser dividido en dos modos de
operación:
1) Fiable:
En caso de perdida o mala recepción de datos estos vuelven a ser
enviados.
2) No Fiable:
La recuperación del error es dejado para capas más altas y el control de
flujo es opcional.
-
AAL –
4: Provee la capacidad de transferir
datos fuera de una conexión explícita.
q
CIRCUITOS
VIRTUALES
X.25 y ATM
tienen en común que ambos utilizan circuitos virtuales. El concepto de circuito virtual es el de establecer en
canal lógico, temporal o permanente, entre dos puntos extremos a través de una
red de conmutación de paquetes.
El uso de
un circuito va a garantizar que los paquetes lleguen en el orden en que han sido
emitidos.
X.25
A red X.25 soporta
circuitos permanentes y virtuales.
Circuito
virtual: Es un circuito
virtual establecido dinámicamente usando una petición de llamada o configuración
y una petición de liberación. Es decir, se establecen al inicio de la llamada y
se desestablecen cuando se ha efectuado la transferencia de
datos.
Circuito permanente: Siempre se
tiene abierto el camino para efectuar la transferencia de datos.
Sistema
de usuario
B Interfaz Usuario-red
Fig.2. Secuencia de eventos : protocolo X.25
ATM
Una VCC (Canal virtual) es similar a un circuito virtual en X.25. La VCC es la unidad básica de conmutación en una red ATM.
Los extremos de una VCC pueden ser usuarios finales, entidades de red o un usuario final y una entidad de red. En todos los casos se preserva la integridad de la secuencia de celdas en una VCC, es decir, las celdas se entregan en el mismo orden en que se enviaron.
Se ha
introducido una segunda capa de procesamiento en ATM para gestionar el concepto
de camino virtual. Una conexión de camino virtual (VPC) es un haz VCC con los
mismos extremos, de manera que todas las celdas fluyendo a través de las VCC de
una misma VPC se conmutan conjuntamente.
Fig.4. Relaciones entre
conexiones ATM.
El uso de
caminos virtuales presenta varias ventajas:
-
Arquitectura de red
simplificada.
-
Incrementa la
eficiencia y la fiabilidad.
-
Reducción en el
procesamiento, y tiempo de conexión pequeño.
-
Servicios
de red mejorados.
Fig.5. Establecimiento de llamada mediante caminos virtuales.
q
ORGANIZACIÓN
DE LA INFORMACIÓN
X.25
La figura
6 muestra los formatos básicos de paquetes X.25. Los datos de usuario se
segmentan en bloques de tamaño máximo, añadiéndosele a cada bloque una cabecera
de 24 o 32 bits para formar un paquete de
datos.
El bit Q permite distinguir si el paquete contiene
información de usuario o información de control.
Los Bits D y M se utilizan para la transmisión de
paquetes.
Los bits 5 y 6 indican el tipo de
secuenciamiento
El nº de grupo muestra el número del grupo del
canal lógico.
La cabecera incluye 12 bits para especificar un
número de circuito virtual. Los campos P(S) y P(R) se usan para el control de
flujo y de errores a través del circuito virtual. En el campo P( R ) se
encuentra la última secuencia recibida y en el P(S) el número de secuencia a
transmitir.
Además de la transmisión de datos, X.25 debe
transmitir información de control relacionada con el establecimiento,
mantenimiento y liberación de circuitos virtuales. La información de control se
transmite en paquetes de control.
Cada paquete de control incluye el número de circuito virtual, el tipo de
paquete que identifica la función de control particular, e información de
control adicional relacionada con esta función.
Fig.6. Formatos del paquete
X.25
Un DTE puede enviar un paquete Interrupción
(“Interrupt) que obvia el control de flujo de los paquetes de datos. Un paquete
de interrupciones se envía a través de la red hacia el DTE destino con mayor
prioridad que los paquetes de datos.
Los paquetes
Reinicio (“Reset”) permiten la recuperación de un error mediante el reinicio de
un circuito virtual, lo que significa que los números de secuencia de ambos
extremos son puestos a 0. Cualquier dato o paquete de interrupción en tránsito
se pierde.
Una condición de error más seria se trata mediante
el paquete Rearranque (“Restart”)
Petición
de reinicio
Indicación
de reinicio
Confirmación
de reinicio
Confirmación de reinicio
Petición
de rearranque
Indicación de rearranque
Confirmación
de rearranque
Confirmación de rearranque
Fig.7. Tipos de paquetes X.25 y Parámetros
ATM
El modo de transferencia asíncrona utiliza celdas
de tamaño fijo, que constan de 5 octetos de cabecera y de un campo de
información de 48 octetos.
El campo
control de flujo genérico (GFC) no se incluye en la cabecera de las
celdas internas a la red, sino sólo en la interfaz usuario – red, por lo que
únicamente se puede usar en el control de flujo de celdas en la interfaz local
usuario – red. El mecanismo GFC se usa con el fin de aliviar la aparición
esporádica de sobrecarga en la red.
El identificador de camino virtual
(VPI) es un campo de encaminamiento para la red. Éste es de 8 bits para la
interfaz usuario – red y de 12 bits para la interfaz red – red, permitiendo un
número superior de caminos virtuales en la red.
El identificador de canal virtual
(VCI) se emplea para encaminar a y desde el usuario final, funcionando como un
punto de acceso al servicio.
El campo tipo de carga útil indica el tipo
de información contenida en el campo información. La tabla de la figura 8
muestra la interpretación de los bits PT.
Un valor 0 en el primer bit indica información de
usuario; en este caso, el segundo bit indica si se ha producido congestión, y el
tercer bit, conocido como bit de indicación ATM–usuario–ATM-usuario (AAU) indica
que la celda transporta información de gestión de red o de
mantenimiento.
Un valor 1 en el primer bit indica información de
red.
|
Codificación PT |
Interpretación |
|
000 |
Celda
de datos de usuario, congestión no experimentada, AAU =
0 |
|
001 |
Celda
de datos de usuario, congestión no experimentada, AAU =
1 |
|
010 |
Celda
de datos de usuario, congestión experimentada, AAU =
0 |
|
011 |
Celda
de datos de usuario, congestión experimentada, AAU =
1 |
|
100 |
Red, mantenimiento (segmento por
segmento) |
|
101 |
Red, mantenimiento ( de principio a
fin) |
|
110 |
Red, gestión de recursos de la
red |
|
111 |
Red,
reservado |
|
AAU =
indicación de usuario ATM a usuario
ATM | |
Fig. 8.
Codificación de tipo de carga útil (PT)
La prioridad de pérdida de celdas
(CLP) se emplea para ayudar a la red ante la producción de congestión.
Un valor 0 indica que la celda es de prioridad relativamente superior, no siendo
descartada a menos que no quede otra opción; un valor 1 indica que la celda
puede descartarse en la red.
q
MULTIPLEXACIÓN
X.25
Quizás el servicio más importante de X.25 sea la multiplexación. Un DTE
puede establecer simultáneamente más de 4095 circuitos virtuales con otros DTE,
a través de la misma línea física DTE–DCE. El DTE puede asignar internamente
estos circuitos como quiera. El enlace DTE–DCE permite multiplexación full – duplex, es decir un paquete
asociado a un circuito virtual dado puede transmitirse en ambas direcciones en
cualquier instante de tiempo.
La multiplexación en X.25 consiste, en que por un mismo canal están
viajando paquetes distintos de nodos distintos. Esta multiplexación puede llegar
a producir retardos en el envío de los paquetes, y estos retardos irán
incrementándose en función del tráfico que tenga la red.
Para saber qué paquetes pertenecen a cada circuito virtual, cada paquete
contiene un número de circuito virtual de 12 bits.
ATM
Es similar a la de X.25 ya que permite multiplexar varias conexiones
lógicas por una única interfaz física.
q
CONTROL
DE ERRORES
X.25
Control de flujo de errores en la capa de paquetes de X.25 es básicamente
idéntico en formato y funcionamiento al control de flujo realizado por el
protocolo HDLC. Se usa un protocolo de ventana deslizante, donde cada paquete
incluye un número secuencia, P(S) , y un número de secuencia recibido,
P(R).
ATM
ATM no hace control de errores, por eso es necesario que se instale con
fibra óptica.
q
BIBLIOGRAFIA
v
“Redes de
computadores”
Autor:
W.Staling
v
“Redes
ATM”
Autores: Marc
Boisseau
Michel
Demenge
Jean-Marie
Munier
Editorial: Gestión
2000, S.A
v
“Comunicación de datos,
redes de computadores y sistemas abiertos”
Autor:
Fred Halsal
Editorial:
Addison-Wesley