4.2.4 网络层协议
OSI参考模型网络层协议采用的是X.25建议的分组级协议。分组交换网的协议是由CCITT提出的X系列建议,其中最重要的一个协议是X.25建议。(有关分组交换的基本概念参见本书5.3节)
1.X.25建议的概念
X.25建议是公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备(DTE)与数据电路终接设备(DCE)之间的接口规程。
需要注意的是,X.25建议有3个内含:
(a)DTE通常是计算机、智能终端等分组型终端(以分组的形式发送和接收信息,或者说发送和接收的是分组)。
(b)X.25建议的DCE是指与DTE连接的网络中的分组交换机,即入口交换节点机。若DTE与入口交换节点之间的传输线路采用模拟线路(即频带传输),则DCE也包括调制解调器。
(c)DTE经租用专线接入分组网。
X.25建议如图4-8所示。
图4-8 X.25建议示意图
2.X.25建议的分层结构
X.25建议的分层结构如图4-9所示,它包含3个独立的层(物理层、数据链路层和分组层),分别对应于OSI参考模型的下3层,只是将OSI参考模型的网络层改为分组层,其基本功能是一致的。
图4-9 X.25建议的分层结构
X.25建议的物理层定义了DTE与DCE之间的电气接口和建立物理的信息传输通路的过程,其标准有X.21、X.21bis和V系列建议,后两者实际上是兼容的,因此认为X.25建议的物理层有两种物理接口标准。
X.25建议的数据链路层协议采用LAPB(平衡型链路访问规程),它是HDLC规程的一个子集。平衡型链路结构为点-点结构,链路两端处于同等地位,共同负责链路控制,每一端均能以半双工或全双工的方式向对方发送命令、响应和数据。
X.25建议的分组层协议采用X.25建议分组级协议。
3.通过X.25建议各层的信息
X.25建议各层之间的信息关系如图4-10所示。
图4-10 通过X.25各层的信息
4.X.25分组层(级)协议
(1)分组层的功能
5.3节将介绍分组交换的相关内容,分组的传输方式有两种:数据报和虚电路方式,一般采用虚电路方式。这里为了说明分组层的功能,先简单列出虚电路方式的几个要点(详见5.3.3小节)。
虚电路方式是两个用户终端设备在开始互相传输数据信号之前必须通过网络建立一条逻辑上的连接(称为虚电路),一旦这种连接建立以后,用户发送的数据信号(以分组为单位)将通过该路径按顺序通过网络传送到达终点。当通信完成之后用户发出拆链请求,网络拆除连接。
一条物理链路上可以建立多条虚电路(每条虚电路传输不同终端的分组)。为了区分一条线路上不同终端的分组,要对分组进行编号(即分组头中的逻辑信道号),不同终端送出的分组其逻辑信道号不同,就好像把线路也分成了许多子信道一样,每个子信道用相应的逻辑信道号表示,我们称之为逻辑信道,即逻辑信道号相同的分组就认为占的是同一个逻辑信道。经过交换机逻辑信道号要改变。
虚电路可以分为两种:交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)。一般的虚电路属于交换虚电路,若虚电路长时间不拆除,则为永久虚电路。
下面来看X.25分组层的功能。
X.25建议的分组层利用数据链路层提供的服务在DTE-DCE(注意是指X.25环境下的DCE,即本地交换机)接口交换分组,定义了DTE和DCE之间传输分组的过程。分组的传输方式一般采用虚电路方式,所以X.25分组层的主要功能是建立和拆除虚电路,具体功能如下。
(a)在X.25接口为每个用户呼叫提供一个逻辑信道(LC)(所谓“呼叫”是指一次通信过程)。
(b)通过逻辑信道号(LCN)区分与每个用户呼叫有关的分组。
(c)为每个用户的呼叫连接提供有效的分组传输,包括顺序编号、分组的确认和流量控制过程。
(d)提供交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)连接。
(e)提供建立和清除交换虚电路的方法。
(f)检测和恢复分组层的差错。
(2)分组类型
分组可以按照其所执行的功能进行分类,主要有以下几种类型。
(a)呼叫建立分组:用于在两个DTE之间建立交换虚电路。这类分组有呼叫请求分组/呼入分组、呼叫接收分组/呼叫连通分组。
(b)数据传输分组:用于在两个DTE之间实现数据传输。这类分组有数据分组、流量控制分组、中断分组和在线登记分组。
(c)恢复分组:实现分组层的差错恢复,包括复位分组、再启动分组和诊断分组。
(d)呼叫释放分组:用于在两个DTE之间断开虚电路,包括呼叫释放请求分组/释放指示分组和释放确认分组。
(3)分组的一般格式
在分组层,分组是传送由传输层来的数据信息或控制信息的基本单位,它们送入数据链路层后,在链路层的帧中的I字段进行透明传输。
分组包括分组头和用户数据两部分,其长度随分组类型不同而有所不同。所有分组都有一个共同的部分——分组头,它一般由3个字节构成,包括4个部分:通用格式识别符、逻辑信道组号、逻辑信道号和分组类型识别符。分组头格式如图4-11所示。
图4-11 分组头格式
·通用格式识别符(GFI):由分组头第一个字节的5~8位组成,它为分组定义了一些通用的功能。
·逻辑信道组号(LCGN):由第一个字节的1~4位组成,系统对每个交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)都分配一个逻辑信道组号和逻辑信道号。它们合起来表示为分组所分配的逻辑信道号,用来区分DTE-DCE接口中许多不同的逻辑子信道。在重新开始分组和登记分组中LCGN这4个比特均为0。
·逻辑信道号(LCN):除了重新开始分组、诊断分组和登记分组之外,分组的第二个字节均为逻辑信道号。LCGN为4 bit,LCN为8 bit,共12 bit,可以表示4 096个逻辑信道。
·分组类型识别符:它位于分组头的第三个字节,用于区分各种不同的分组。
以上介绍了分组的一般格式,由于篇幅所限,各种分组的具体格式不再赘述。