БИБЛИЯ ХАКЕРА

HSSI

Бесспорной тенденцией развития сетей является увеличение скоро­сти связи. С появлением интерфейса Fiber Distributed Data Interface (FDDI) (Волоконно-оптический интерфейс по распределенным данным) локальные сети переместились в диапазон скоростей до 100 Mb/сек. При­кладные программы для локальных сетей, стимулирующие это увеличе­ние включают передачу изображений, видеосигналов и совре­менные прикладные задачи передачи распределенной информации (клиент-устройство обслуживания). Более быстродействующие компью­терные платформы будут продолжать стимулировать увеличение скоро­стей в окружениях локальных сетей по мере того, как они будут делать возможными новые высокоскоростные прикладные задачи.

Уже разработаны линии глобальных сетей (WAN) с более высокой пропускной способностью, чтобы соответствовать постоянно растущим скоростям LAN и сделать возможным увеличение протяженности канала универсальной вычислительной машины через глобальные сети. Техно­логии WAN, такие как Frame Relay (Реле блока данных), Switched Multimegabit Data Service (SMDS) (Обслуживание переключаемых муль- тимегабитовых информационных каналов), Synchronous Optical Network (Sonet) (Синхронная оптическая сеть) и Broadband Integrated Services Digital Network (Broadband ISDN, или просто BISDN) (Широкополосная цифровая сеть с интегрированными услугами), использовали преимуще­ства новых цифровых и волоконно-оптических технологий для того, что­бы обеспечить WAN иную роль, чем роль узкого бутылочного горлышка в сквозной передаче через большие географические пространства.

С достижением более высоких скоростей в окружениях как локаль­ных, так и глобальных сетей, насущной необходимостью стал интерфейс data terminal equipment (DTE)/data circuit-terminating equipment (DCE) (Интерфейс «терминальное оборудование/ оборудование завершения ра­боты информационной цепи»), который мог бы соединить эти два раз­личных мира и не стать при этом узким бутылочным горлышком. Стан­дарты классических интерфейсов DTE/DCE, таких как RS-232 и V.35, были не способны обеспечить скорости ТЗ или аналогичные им скорости. Поэтому стало очевидно, что необходим новый протокол DTE/DCE.

High-Speed Serial Interface (HSSI) (Высокоскоростной последова­тельный интерфейс) является интерфейсом DTE/DCE, разработанным компаниями Cisco Systems и T3Plus Networking, чтобы удовлетворить пе­речисленные выше потребности. Спецификация HSSI доступна для лю­бой организации, которая хочет реализовать HSSI. HSSI стала настоящим промышленным стандартом.

Основы технологии

HSSI определяет как электрический, так и и физический интерфей­сы DTE/DCE. Следовательно, он соответствует физическому уровню эта­лонной модели OSI.

Максимальная скорость передачи сигнала HSSI равна 52 Mb/сек. На этой скорости HSSI может оперировать скоростями ТЗ (45 Mb/сек) большинства современных быстродействующих технологий WAN, скоро­стями Office Channel (OC)-l (52 Mb/сек) иерархии синхронной цифровой сети (SDN), а также может легко обеспечить высокоскоростное соедине­ние между локальными сетями, такими, как Token Ring и Ethernet.

Применение дифференциальных логических схем с повторителем (ECL) позволяет HSSI добиться высоких скоростей переда­чи информации и низких уровней помех. ECL использовалась в интер­фейсах Cray в течение нескольких лет; эта схема определена стандартом сообщений High-Perfomance Parallel Interface (HIPPI), разработанным ANSI, для связей LAN с суперкомпьютерами. ECL-это имеющаяся в го­товом виде технология, которая позволяет превосходно восстанавливать синхронизацию приемника, результатом чего является достаточный запас надежности по синхронизации.

Гибкость синхронизации и протокола обмена информацией HSSI делает возможным выделение полосы пропускания пользователю (или поставщику). DCE управляет синхронизацией путем изменения ее скоро­сти или путем стирания импульсов синхронизации. Таким образом DCE может распределять полосу пропускания между прикладными задачами. Например, РВХ может потребовать одну величину полосы пропускания, роутер другую величину, а расширитель канала-третью. Распределение

Полосы пропускания является ключом для того, чтобы сделать ТЗ и дру­гие услуги широкой полосы (broadband) доступными и популярными.

HSSI использует субминиатюрный, одобренный FCC 50-кОнтакт­ный соединитель, размеры которого меньше, чем у его аналога V.35. Для того, чтобы уменьшить потребность в адаптерах для соединения Двух ви­лок или двух розеток, соединители кабеля HSSI определены как вилки. Кабель HSSI использует такое же число контактов и проводов, как кабель интерфейса Small Computer Systems Interface 2 (SCSI-2), однако техниче­ские требования HSSI на электрические сигналы более жесткие.

Для любого из высших уровней диагностического ввода, HSS1 обес­печивает четыре проверки петлевого контроля. Первый тест обеспечива­ет контроль кабеля локальной сети, так как сигнал как только он доходит до порта DTE. Сигнал второго теста доходит до линей­ного порта локального DCE. Сигнал третьего теста доходит до линейного порта отдаленной DCE. И наконец, четвертый тест представляет собой инициируемую DCE проверку устройством DTE порта DCE.

HSSI предполагает, что DCE и DTE обладают одинаковым интел­лектом. Протокол управления упрощен, так как требуется всего два уп­равляющих сигнала (DTE available — «DTE доступен» и DCE available — «DCE доступен»). Оба сигнала должны быть утверждены до того, как ин­формационная цепь станет действующей. Ожидается, что DTE и DCE будут в состоянии управлять теми сетями, которые находятся за их интер­фейсами. Уменьшение числа управляющих сигналов улучшает надеж­ность цепи за счет уменьшения числа цепей, которые могут отказать.

РРР

В начале 80-х годов Internet (крупная международная сеть, соединя­ющая множество исследовательских организаций, университетов и ком­мерческих концернов) начала испытывать резкий рост числа главных вы­числительных машин, обеспечивающих TCP/IP. Преобладающая часть этих главных вычислительных машин была подсоединена к локальным сетям (LAN) различных типов, причем наиболее популярной была Ethernet. Большая часть других главных вычислительных машин соединя­лись через глобальные сети (WAN), такие как общедоступные сети пере­дачи данных (PDN) типа Х.25. Сравнительно небольшое число главных вычислительных машин были подключены к каналам связи с непосредст­венным (двухточечным) соединением (то есть к последовательным кана­лами связи). Однако каналы связи с непосредственным соединением принадлежат к числу старейших методов передачи информации, и почти каждая главная вычислительная машина поддерживает непосредствен­ные соединения. Например, асинхронные интерфейсы RS-232-C встре­чаются фактически повсюду.

Одной из причин малого числа каналов связи IP с непосредствен­ным соединением было отсутствие стандартного протокола формирова­ния пакета данных Internet. Протокол Point-to-Point Protocol (РРР) (Про­токол канала связи с непосредственным соединением) предназначался для решения этой проблемы. Помимо решения проблемы формирования стандартных пакетов данных Internet IP в каналах с непосредственным соединением, РРР также должен был решить другие проблемы, в том чис­ле присвоение и управление адресами IP, асинхронное (старт/стоп) и синхронное бит-ориентированное формирование пакета данных, мульти­плексирование протокола сети, конфигурация канала связи, проверка ка­чества канала связи, обнаружение ошибок и согласование варианта для таких способностей, как согласование адреса сетевого уровня и согласо­вание компрессии информации. РРР решает эти вопросы путем обеспе­чения расширяемого Протокола Управления Каналом (Link Control Protocol) (LCP) и семейства Протоколов Управления Сетью (Network Control Protocols) (NCP), которые позволяют согласовывать факультатив­ные параметры конфигурации и различные возможности. Сегодня РРР, помимо IP, обеспечивает также и другие протоколы, в том числе IPX и DECnet.

Компоненты РРР

РРР обеспечивает метод передачи дейтаграмм через последователь­ные каналы связи с непосредственным соединением. Он содержит три ос­новных компонента:

• Метод формирования дейтаграмм для передачи по последовательным каналам. РРР использует протокол High - level Data Link Control (HDLC) (Протокол управления каналом передачи данных высокого уровня) в качестве базиса для формирования дейтаграмм при прохождении через каналы с непосредственным соединением.

Ф Расширяемый протокол LCP для организации, выбора конфигурации и проверки соединения канала передачи данных.

• Семейство протоколов NCP для организации и выбора конфигурации различных протоколов сетевого уровня. РРР предназначена для обеспечения одновременного пользования множеством протоколов сетевого уровня.

Основные принципы работы

Для того, чтобы организовать связь через канал связи с непосредст­венным соединением, инициирующий РРР сначала отправляет пакеты LCP для выбора конфигурации и (факультативно) проверки канала пере­дачи данных. После того, как канал установлен и пакетом LCP проведе­но необходимое согласование факультативных средств, инициирующий РРР отправляет пакеты NCP, чтобы выбрать и определить конфигурацию одного или более протоколов сетевого уровня. Как только конфигурация каждого выбранного протокола определена, дейтаграммы из каждого протокола сетевого уровня могут быть отправлены через данный канал. Канал сохраняет свою конфигурацию для связи до тех пор, пока явно вы­раженные пакеты LCP или NCP не закроют этот канал, или пока не про­изойдет какое-нибудь внешнее событие (например, истечет срок бездей­ствия таймера или вмешается какой-нибудь пользователь).

Требования, определяемые физическим уровнем

РРР может работать через любой интерфейс DTE/DCE. Единствен­ным абсолютным требованием, которое предъявляет РРР, является тре­бование обеспечения дублированных схем (либо специально назначен­ных, либо переключаемых), которые могут работать как в синхронном, так и в асинхронном последовательном по битам режиме, прозрачном для блоков данных канального уровня РРР. РРР не предъявляет каких-либо ограничений, касающихся скорости передачи информации, кроме тех, которые определяются конкретным примененным интерфейсом DTE/ DCE.

Канальный уровень РРР

РРР использует принципы, терминологию и структуру блока дан­ных процедур HDLC (ISO 3309-1979) Международной Организации по Стандартизации (ISO), модифицированных стандартом ISO 3309- 1984/PDAD1 «Addendum 1:Start/stop Trasmission» (Приложение 1: Старт - стопная передача»). ISO 3309-1979 определяет структуру блока данных HLDC для применения в синхронных окружениях. ISO 3309-1984/ PDAD1 определяет предложенные для стандарта ISO 3309-1979 модифи­кации, которые позволяют его использование в асинхронных окружени­ях.

Процедуры управления РРР используют дефиниции и кодирование управляющих полей, стандартизированных ISO 4335-1979 и ISO 4335- 1979/Addendum 1-1979.

Формат блока данных РРР включает в себя:

Flag

Длина последовательности «флаг» равна одному байту; она указы­вает на начало или конец блока данных. Эта последовательность состоит из бинарной последовательности 01111110,

Address

Длина поля «адрес» равна 1 байту; оно содержит бинарную после­довательность 11111111, представляющую собой стандартный широкове-

Адрес. РРР не присваивает индивидуальных адресов стан­циям.

Control

Поле «управление» составляет 1 байт и содержит бинарную после­довательность 00000011, которая требует от пользователя передачи ин­формации непоследовательным кадром. Предусмотрены услуги без уста­новления соединения канала связи, аналогичные услугам LLC Туре 1.

Protocol

Длина поля «протокол» равна 2 байтам; его значение идентифици­рует протокол, заключенный в информационном поле блока данных. Большинство современных значений поля протокола определены в по­следнем выпуске Assigned Numbers Request for Comments (RFC).

Data

Длина поля «данные» • — от нуля и больше; оно содержит дейтаграм­му для протокола, заданного в поле протокола. Конец информационного поля определяется локализацией замыкающей последовательности «флаг» и предоставлением двух байтов полю FCS. Максимальная длина умолчания информационного поля равна 1500 байтам. В соответствии с априорным соглашением, разрешающие реализации РРР могут использо­вать другие значения максимальной длины информационного поля.

Frame check sequence

Поле проверочной последовательности блока данных (FCS) обыч­но составляет 16 бит (два байта). В соответствии с априорным соглашени­ем, разрешающие реализации РРР могут использовать 32-х битовое (че­тырехбайтовое) поле FCS, чтобы улучшить процесс выявления ошибок.

Link Control Protocol (LCP) может согласовывать модификации стандартной структуры блока данных РРР. Однако модифицированные блоки данных всегда будут четко различимы от стандартных блоков дан­ных.

Протокол управления канала связи РРР (LCP)

LCP обеспечивает метод организации, выбора конфигурации, под­держания и окончания работы канала с непосредственным соединением. Процесс LCD проходит через 4 четко различаемые фазы:

• Организация канала и согласованиеего конфигурации. Прежде чем может быть произведен обмен каких-либо дейтаграмм сетевого уровня (например, IP), LCP сначала должен открыть связь и согласовать параметры конфигурации. Эта фаза завершается после того, как пакет подтверждения конфигурации будет отправлен и принят.

• Определение качества канала связи. LCP обеспечивает факультативную фазу определения качества канала, которая следует за фазой организации канала и согласования его конфигурации. В этой фазе проверяется канал, чтобы определить, является ли качество канала достаточным для вызова протоколов сетевого уровня. Эта фаза является полностью факультативной. LCP может задержать передачу информации протоколов сетевого уровня до завершения этой фазы.

Согласование конфигурации протоколов сетевого уровня. После того, как LCP завершит фазу определения качества канала связи, конфигурация сетевых протоколов может быть по отдельности выбрана соответствующими NCP, и они могут быть в любой момент вызваны и освобождены для последующего использования. В случае, если LCP закрывает данный канал, он информирует об этом протоколы сетевого уровня, чтобы они могли принять соответствующие меры.

• Прекращение действия канала. LCP может в любой момент закрыть канал. Это обычно делается по запросу пользователя (человека), но может произойти и из-за какого-нибудь физического события, такого, как потеря носителя или истечение периода бездействия таймера.

Существует три класса пакетов

• Пакеты для организации канала связи. Используются для организации и выбора конфигурации канала.

• Пакеты для завершения действия канала. Используются для завершения действия канала связи.

• Пакеты для поддержания работоспособности канала. Используются для поддержания и отладки канала.

Эти пакеты используются для достижения работоспособности каж - .дой из фаз LCP.