Πρότυπα DLC HDLC (ISO), ADCCP (ANSI), LAPB (CCITT), SDLC (IBM). Δομή πλαισίου: Address: για σύνδεσμους πολλαπλής προσπέλασης. HDLC = High-level Data Link Control ISO = International Standards Organization ADCCP = Advanced Data Communications Control Procedure ANSI = American National Standards Institute LAPB = Link Access Procedure, Balanced CCITT = Consultative Committee for International Telephony and Telegraphy SDLC = Synchronous Data Link Control

Είδη εποπτικών πλαισίων: Format byte ελέγχου: Είδη εποπτικών πλαισίων: RR: Receive Ready (έτοιμος για λήψη – normal ACK). RNR: Receive Not Ready (ΑCK αλλά δε ζητάει άλλα δεδομένα). REJ: Reject (ρητό NAK). Selective reject (για πρωτογενή επιλεκτική επαναληπτική ARQ). Τα πλαίσια πληροφορίας χρησιμοποιούν οπισθοχώρηση κατά n (mod B). Τα εποπτικά πλαίσια στέλνουν ACKs (RN) χωρίς δεδομένα. Μη αριθμημένα πλαίσια (για αρχικοποίηση, τερματισμό και άλλες ειδικές εντολές). P/F (poll/final) bit P=1 (ζητάει απόκριση) F=1 (δίνει απάντηση)

Κατάσταση κανονικής απόκρισης Normal Response Mode (NRM) Station A Station B Ο Α αρχικοποιεί το σύνδεσμο προς το Β. Ο Β αποδέχεται. Ο Α αρχικοποιεί το σύνδεσμο προς τον C. Ο Α περιμένει πολύ και ξαναπροσπαθεί. Ο C αποδέχεται. Ο Α στέλνει στον Β. Ο Α σταματάει να στέλνει στον Β και του ζητάει από τον Β να στείλει. Ο Β στέλνει στον Α. Ο Β στέλνει το τελευταίο πλαίσιο. Ο Α ζητάει από τον C να του στείλει. Ο C στέλνει μόνο ένα πλαίσιο. O Α οπισθοχωρεί και ξαναστέλνει στον Β. Ο Β οπισθοχωρεί. Ο Β στέλνει νέα δεδομένα στο τελευταίο πλαίσιο. Ο Α επιβεβαιώνει στον Β και ζητάει επικύρωση της επιιβεβαίωσης. Ο Β επικυρώνει. Ο Α αποσυνδέεται από τον Β. Ο Β αποδέχεται την αποσύνδεση. Ο Α αρχίζει να στέλενει δεδομένα στον C. SETM = Set mode (NRM) UA = Unnumbered acknowledgement (μη αριθμημένο ACK)

Ισορροπημένη ασύγχρονη κατάσταση Asynchronous Balanced Mode (ABM) Station A Station B Ο Α αρχικοποιεί το σύνδεσμο προς το Β. Ο Β αποδέχεται σαν δευτερεύων. Ο Β αρχίζει να στέλενι στον Α. Ο Α λαμβάνει σήμα UA και αρχίζει να στέλενι στον Β. Ο Α ζητάει επανάληψη. Ο Β οπισθοχωρεί. Συνεχίζουν και οι δυο να στέλνουν. Ο Α επιβεβαιώνει τα δεδομένα που έλαβε με ACK. O B επιβεβαιώνει όλα τα δεδομένα που έλαβε από τον Α. Ο Α γνωστοποιεί στον Β ότι δεν θέλει άλλα δεδομένα. Ο Β επιβεβαιώνει τη γνωστοποίηση. Ο Α αποσυνδέεται από τον Β. Ο Β επικυρώνει την αποσύνδεση. SETM = Set mode (ABM)

Πρωτόκολλο αρχικοποίησης και αποσύνδεσης Η μετάδοση δεδομένων γίνεται μόνο στις «πάνω περιόδους» (up periods).

Πρωτόκολλο ισορροπημένης (balanced) αρχικοποίησης και αποσύνδεσης Το κομμάτι της αρχικοποίησης λέγεται «τριπλή χειραψία» (three-way handshake).

Θέματα διευθυνσιοδότησης στο επίπεδο δικτύου Η διευθυνσιοδότηση δεν γίνεται στον DLC (εκτός από την περίπτωση πολλαπλής προσπέλασης). Στα datagram δίκτυα κάθε πακέτο περιέχει πληροφορίες σχετικές με την πηγή και τον προορισμό του. Πλεονέκτημα: ευελιξία στη δρομολόγηση. Μειονέκτημα: χρειάζεται επαναδιάταξη των πακέτων στα υψηλότερα επίπεδα.

Στα εικονικά κυκλώματα, μόνο τα κυκλώματα (circuits) σε κάθε σύνδεσμο πρέπει να διαχωρίζονται με την διευθυνσιοδότηση. Τα πακέτα περιέχουν απλά έναν ταυτοποιητή εικονικού κυκλώματος (virtual circuit identifier – VCI).

Το Χ.25 πρότυπο επίπεδο δικτύου (CCITT) Επικεφαλίδα πακέτου δεδομένων: Τα πεδία SN και RN μπορούν να επεκταθούν και σε 7 bits (modulus 128). C: 0 για πακέτα δεδομένων και 1 για πακέτα ελέγχου. Μ: 0 για το τελευταίο πακέτο του μηνύματος και 1 αλλιώς. Modulus: 01 για mod 8 και 10 για mod 128. D: 0 σημαίνει από άκρη σε άκρη (end to end) ΑCK και 1 σημαίνει τοπικό ACK. Q: 1 για έλεγχο υψηλότερου επιπέδου. Τα SN και RN αριθμούν τα πακέτα μιας συγκεκριμένης συνδιάλλεξης (session). Tα SN και RN χρησιμοποιούνται εδώ για έλεγχο ροής και όχι για έλεγχο λαθών (DLC).

Tηλεφωνικό δίκτυο 1920’s: A: αναλογικοί σύνδεσμοι επικοινωνίας. Η μεταγωγή (switching) γινόταν χειρωνακτικά. 1988: To φωνητικό δίκτυο είναι πλέον ένα ψηφιακό δίκτυο που προσπελαύνεται από τοπικά αναλογικά loops. D: ψηφιακοί σύνδεσμοι επικοινωνίας. Η μεταγωγή γίνεται ηλεκτρονικά.

ISDN Οι τηλεφωνικές εταιρίες επιθυμούν να κάνουν ολόκληρο το φωνητικό δίκτυο ψηφιακό (δηλ. να ψηφιοποιήσουν τα αναλογικά local loops). Ένα τέτοιο δίκτυο λέγεται INTEGRATED SERVICES DIGITAL NETWORK (ISDN). Λέγεται “integrated” λόγω της ικανότητας ενσωμάτωσης φωνής και δεδομένων (και πιθανότατα και άλλων εφαρμογών). Φωνή  64 Κbps Αλληλεπιδραστική κυκλοφορία  λιγότερο από 104 bits ανά μήνυμα (login, ATM τραπεζών) Εικόνα  περίπου 107 με 109 bits ανά μήνυμα Video  105 με 108 bps flow Μεταφορά αρχείων  >105 bits ανά μήνυμα

Τοπική πρόσβαση στο ISDN Τα local loops πρόσβασης είναι κυρίως συνεστραμένα ζεύγη (twisted pairs) και αποτελούν το ½ της συνολικής επένδυσης του τηλεφωνικού δικτύου. To συνεστραμένο ζεύγος παραμένει, αλλά χρησιμοποιείται για ψηφιακή μετάδοση μέχρι 192Kbps Αυτό επιτρέπει την ύπαρξη δυο 64Kbps καναλιών (Β κανάλια), ενός 16Kbps καναλιού (D κανάλι), συν κάποιο overhead. Όλοι οι χρήστες προσπελαύνουν το κανάλι D με ανταγωνιστικό τρόπο. Κάθε Β κανάλι είναι συνδεδεμένο με το πολύ ένα χρήστη κάθε φορά D κανάλι (16Kbps): χρησιμοποιείται για την εγκατάσταση κλήσεων για Β κανάλια και ως δίκτυο μεταγωγής πακέτων για αλληλεπιδραστικές εφαρμογές χαμηλού ρυθμού μετάδοσης. Β κανάλι (64Kbps): κανάλι μεταγωγής κυκλώματος για φωνή ή δεδομένα. Πρωτεύουσα υπηρεσία – primary service (μεγάλοι χρήστες): 24 × 64Kbps = 1.5Mbps ή 31 × 64Kbps =1.96 Mbps

Aλληλεπιδραστική κυκλοφορία (interactive traffic) Η αλληλεπιδραστική κυκλοφορία μεταξύ τερματικού και υπολογιστή πιθανότατα μειώνεται λόγω των PCs και των σταθμών εργασίας. Έτσι η περισσότερη συμβατική αλληλεπιδραστική κυκλοφορία θα προέρχεται από ανθρωπογενείς συναλλαγές όπως ATM, ηλεκτρονικές παραγγελίες κ.τ.λ. π.χ. Ας υποθέσουμε ότι κάθε άτομο σε μια πόλη κάνει συναλλαγή δεδομένων με ρυθμό 5 συναλλαγές την ώρα. Κάθε συναλλαγή δημιουργεί ένα πακέτο 1000 bits και υπάρχουν 106 κάτοικοι στην πόλη. Έτσι έχουμε συνολική κυκλοφορία 5 ∙ 109 bits ανά ώρα το οποίο είναι λιγότερο από 1.5Μbps. To συμπέρασμα είναι ότι η αλληλεπιδραστική κυκλοφορία θα είναι ένα ασήμαντο (σε όγκο) κλάσμα της κυκλοφορίας σε μελλοντικά δίκτυα.

Μεταφορά αρχείων και εικόνας Φωνή Ο συνολικός όγκος της κυκλοφορίας φωνητικών δεδομένων επισκίαζε μέχρι πρόσφατα αυτή των απλών δεδομένων. Η κυκλοφορία δεδομένων αυξάνεται πιο γρήγορα. Η κυκλοφορία φωνητικών δεδομένων θα είναι κυρίαρχη στο ISDN για το προσεχές μέλλον, αλλά το video μπορεί να είναι κυρίαρχο στο B-ISDN. Μεταφορά αρχείων και εικόνας Ένας σύνδεσμος 1.5Mbps μεταφέρει περίπου 75 τυπωμένες σελίδες ανά δευτερόλεπτο. H Britannica χρειάζεται 20 λεπτά. Ένας σύνδεσμος 1.5Mbps μεταφέρει μια εικόνα γραφικών υψηλής ανάλυσης μεγέθους 109 bits μέσα σε 11 λεπτά. Καθώς η μετάδοση δεδομένων γίνεται γρηγορότερη και φθηνότερη υπάρχει τάση να στέλνονται πολλά περισσότερα δεδομένα από όσα χρειάζονται (π.χ. αποστολή κειμένου ως εικόνα αντί να ανησυχούμε για συμβατότητα επεξεργασίας κειμένου). Video 0.1 – 100Μbps θα ωφεληθούν σαφώς από υψηλότερους ρυθμούς μετάδοσης.

ISDN ευρείας ζώνης (B-ISDN) To πλεονέκτημα του ISDN σε σχέση με τα υπάρχοντα δίκτυα πακέτων είναι η καλύτερη μεταφορά αρχείων (συν ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα στις τηλεφωνικές εταιρίες). Η μεταφορά μεγάλων αρχείων και εικόνων δεν είναι ακόμα ικανοποιητικά γρήγορη (μια εικόνα γραφικών υψηλής ανάλυσης μεγέθους 109 bits χρειάζεται πάνω από 4 ώρες στα 64Κbps, 11 λεπτά στα 1.5Mbps). ISDN ευρείας ζώνης (B-ISDN) Τα συστήματα Broadband ISDN σχεδιάζονται με τοπική πρόσβαση οπτικής ίνας 155Mbps. Πραγματικά υψηλός ρυθμός μεταφοράς αρχείων. Βιντεοδιασκέψεις. HDTV με ζήτηση. Αλληλεπίδραση με LANs υψηλών ταχυτήτων. Πολλές δυνατές εφαρμογές εικόνας & βίντεο. Η χωρητικότητα των οπτικών ινών (1014bps) κάνει το B-ISDN φυσικό στόχο προς επίτευξη.

ΑΤΜ (Asynchronous Transfer Mode) Το ATM είναι ένα πρωτόκολλο μεταγωγής πακέτων για B-ISDN δίκτυα. Τα πακέτα ΑΤΜ καλούνται κελιά (cells) και έχουν σταθερό μήκος (53 bytes = 5 bytes επικεφαλίδα + 48 bytes δεδομένων). Λόγοι επιλογής του προτύπου αυτού: Μπορεί να ανταπεξέλθει σε εκρηκτική (bursty) κυκλοφορία. Μπορεί να παρέχει ποικίλους ρυθμούς μετάδοσης. Τα πακέτα φωνητικών δεδομένων πρέπει να είναι μικρά (<1000bits) για να είναι μικρές οι καθυστερήσεις στην παραγωγή των πακέτων (packetization delay). Μεταγωγείς πολύ υψηλών ταχυτήτων είναι ευκολότερο να φτιαχτούν για πακέτα σταθερού μήκους.

Format επικεφαλίδας ΑΤΜ Το πεδίο “flow control” (ελέγχου ροής) χρησιμοποιείται για να βοηθήσει το χρήστη να πολυπλέξει διαφορετικές εφαρμογές και όχι για να βοηθήσει στην περίπτωση συμφόρησης στο δίκτυο. Η διεύθυνση (“address”) είναι ουσιαστικά ίδια με τον αριθμό εικονικού κυκλώματος. Αλλάζει για κάθε σύνδεσμο και ταυτοποιεί τη συνδιάλεξη μέσα στο σύνολο των συνδιαλέξεων που χρησιμοποιούν το συγκεκριμένο σύνδεσμο. Η διεύθυνση διαμερίζεται στα πεδία VCI και VPI. Οι συνδιαλέξεις που ακολουθούν το ίδιο μονοπάτι για αρκετούς κόμβους μπορούν να έχουν το ίδιο VPI. Ορισμένοι μεταγωγείς κοιτάνε μόνο το VPI απλοποιώντας έτσι την πολυπλοκότητα μεταγωγής. Γεννητικό πολυώνυμο: g(x) = x8 + x2 + x + 1

Η χρήση του CRC είναι λίγο ασυνήθιστη εδώ: Έχει τη συμβατική δομή ενός πρωτογενούς πολυωνύμου επί (x +1) και άρα έχει ελάχιστη απόσταση 4. Ελέγχει μόνο την επικεφαλίδα κάθε κελιού και εναλλάσσεται μεταξύ δυο καταστάσεων. Υπάρχει μόνο ένα bit στην επικεφαλίδα, το bit προτεραιότητας (priority bit), για έλεγχο ροής. Αυτό μπορεί να το θέσει ο χρήστης για να υποδείξει κελιά χαμηλής προτεραιότητας τα οποία μπορούν να χαθούν από το δίκτυο σε περίπτωση συμφόρησης. Αυτό το bit μπορεί επίσης να τεθεί από το δίκτυο για να υποδείξει έναν χρήστη που παραβιάζει τη συμφωνία ρυθμού δεδομένων αυτού. Και πάλι το cell μπορεί να εγκαταλειφθεί σε περίπτωση συμφόρησης. Το bit προτεραιότητας είναι πιθανόν ανεπαρκές για την επίλυση του προβλήματος συμφόρησης.

ΑΤΜ επίπεδο Προσαρμογής (ΑΤΜ Adaptation Layer – AAL) Tαξινόμηση υπηρεσιών για το AAL

AΑL τύπος 3/4 g(x) = x10 + x9 + x5 + x4 + x + 1 LI = Length Indicator (ενδείκτης μήκους) ΜΙD = Multiplexing Identifier (ταυτοποιητής πολυπλεξίας) PDU = Protocol Data Unit (μονάδα δεδομένων πρωτοκόλλου) SAR = Segmentation And Reassembly (τμηματοποίηση και επανασυναρμολόγηση) ST = Segment Type (τύπος τμήματος)

Datagram κυκλοφορία που χρησιμοποιεί ATM δίκτυο Η datagram κυκλοφορία δρομολογείται χρησιμοποιώντας μόνιμα εικονικά κυκλώματα μεταξύ datagram μεταγωγών.