幀中繼和X2ddn互聯(lián)網(wǎng)的方案

1、幀中繼和X.25-ddn互聯(lián)網(wǎng)的方 案幀中繼和X.25網(wǎng)、DDM連的方案羅萬明閻保平冒建革摘要開發(fā)和研究各類網(wǎng)絡(luò)的互連是發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)，建立和實施高速信息網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)之一。各種網(wǎng)絡(luò)的差別集中體現(xiàn)在數(shù)據(jù)格式和協(xié)議規(guī)程的不同上，因此本文在對DDN X. 25網(wǎng)、幀中繼基本原理和協(xié)議規(guī)程分析的基礎(chǔ)上，對 DDN X. 25網(wǎng)接入幀中繼的互連過程進(jìn)行討論。 并且結(jié)合大連市數(shù)據(jù)通信局的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，設(shè)計了一種高速和中低速接入幀中繼的互連方案，同 時對整個網(wǎng)絡(luò)互連性能進(jìn)行了分析，得到了一些有價值的結(jié)論，相信對其他城市的幀中繼建設(shè) 會有所幫助。關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)互連 幀中繼X . 25網(wǎng)DDN1引言國家?guī)欣^骨干網(wǎng)（C

2、HINAFRN一期工程已于1997年實施完成，形成了將全國20幾個重 要城市用高性能幀中繼互連的全國性數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)，這與我國已建立的公用分組交換網(wǎng) X. 25網(wǎng)（CHINAPAC、公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN（CHINADD）N形成了 3種數(shù)據(jù)網(wǎng)并存的局面，這就提出了 3種數(shù)據(jù)網(wǎng)互連以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，互相補充的問題。目前，對于局域網(wǎng)與局域網(wǎng)、局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互連技術(shù)的討論相當(dāng)深入，并有許多成熟 的方法，而對廣域網(wǎng)之間互連的探討相對較少，除X. 25網(wǎng)互連有國際通用標(biāo)準(zhǔn)X. 75外，對幀中繼與X. 25網(wǎng)、DDNB 3種網(wǎng)的互連在各種文獻(xiàn)中較少探討。2網(wǎng)絡(luò)互連的分類網(wǎng)絡(luò)互連時，一般都不能簡單地直接

3、相連而是通過一個中間設(shè)備。按 ISO術(shù)語，這個中間 設(shè)備稱為中繼系統(tǒng)。例如按屬于的層次可分為物理層中繼系統(tǒng)（轉(zhuǎn)發(fā)器）；數(shù)據(jù)鏈路層中繼系 統(tǒng)（網(wǎng)橋或橋接器）等；網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)（路由器）。許多文獻(xiàn)中常將網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)等 名稱統(tǒng)一稱為網(wǎng)關(guān)。本文引入的互操作單元模塊IWU （Interworking unit ）泛指網(wǎng)絡(luò)之間的中繼系統(tǒng)。按互連網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小分，網(wǎng)絡(luò)互連可分為以下幾類：.局域網(wǎng)的互連。由于局域網(wǎng)種類較多（如令牌環(huán)網(wǎng)、以太網(wǎng) 等），使用的上層軟件也較 多，因此局域網(wǎng)的互連較為復(fù) 雜。對不同標(biāo)準(zhǔn)的異種局域網(wǎng)來講，既可實現(xiàn)從低層到高層 的互連，也可只實現(xiàn)低層（在數(shù)據(jù)鏈路層上，例如網(wǎng)橋）上的

4、互連。.局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互連。不同地方（可能相隔很遠(yuǎn)）的局域 網(wǎng)要借助于廣域網(wǎng)互連。這時 每個獨立工作的局域網(wǎng)都相當(dāng)于廣域網(wǎng)上的單個終端。局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互連常用網(wǎng) 絡(luò)入、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和協(xié)議功能。.廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互連。這種互連相對以上兩種互連要容易些。這是因為廣域網(wǎng)的協(xié)議層 次常處于OSI七層模型的 低層，不涉及高層協(xié)議。著名的 X. 75標(biāo)準(zhǔn)就是實現(xiàn)X. 25網(wǎng)互的協(xié)議。幀中繼與X. 25網(wǎng)、DDN勻為廣域網(wǎng)。它 們之間的互連屬于廣域網(wǎng)的互連，目前有公開的統(tǒng)一標(biāo) 準(zhǔn)。本文將對幀中繼與 DDN X. 25網(wǎng)互連問題進(jìn)行分 析。3互連的協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)封裝網(wǎng)絡(luò)的行為是通過協(xié)議的執(zhí)行來反映的。協(xié)議的執(zhí)

5、行是一種動態(tài)的過程。所以從本質(zhì)上講， 網(wǎng)絡(luò)互連過程就是不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的轉(zhuǎn)換過程。用協(xié)議層次的形式能清楚地反映這種轉(zhuǎn)換（見圖 1）,其中Q. 922為ITU-T規(guī)定的幀中繼核心層標(biāo)準(zhǔn)（FR指幀中繼，UNI指終端網(wǎng)絡(luò)接口） 值得指出的是：IWU功能能在獨立的互連設(shè)備中實現(xiàn)，或并入交換機的軟硬件、復(fù)用器和接口卡 中。當(dāng)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)互通時，其功能也可能在網(wǎng)橋或選路部件、接入復(fù)用器或交換設(shè)備中實現(xiàn)。圖1網(wǎng)絡(luò)互連的協(xié)議層次由于DDNR是一個采用PCM0式的TDMfe用器，實際只包含物理層，因此其與幀中繼網(wǎng)絡(luò) 互連的協(xié)議層次比較簡單，所以不再畫出。協(xié)議轉(zhuǎn)換的過程中，要進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝。由于幀中繼是由X. 25發(fā)展來

6、的，是一種簡化的分25組交換技術(shù)。因此，幀中繼與 X. 25的數(shù)據(jù)封裝是非常方便的。幀中繼只采用了物理層和數(shù)據(jù) 鏈路層的一部分，而X. 25網(wǎng)除此以外還采用了分組層，這樣當(dāng) X. 25向幀中繼轉(zhuǎn)換時，X. 分組就封裝入幀結(jié)構(gòu)中而在幀中繼網(wǎng)中傳輸。當(dāng)幀中繼向X. 25轉(zhuǎn)換時，則除去幀頭和幀尾，向X. 25提交分組。圖2表示承載分組業(yè)務(wù)的幀中繼的幀結(jié)構(gòu)。圖2承載分組業(yè)務(wù)的幀中繼的幀結(jié)構(gòu)由于幀中繼與X. 25的相似性，他們的許多重要功能都能保留下來，例如地址字段的轉(zhuǎn)換 極為簡單，只需要將幀中繼的數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)識符（DLCI）映射成X. 25分組的邏輯信道號（LCN 。 幀中繼中的流量與擁塞控制功能（BE

7、C即FECN將映射為X. 25中的發(fā)送、接收窗口，而幀中 繼中的永久虛電路（PV。將與X. 25中的PVC映射。由于目前幀中繼尚未提供交換虛電路 （SVC 功能，所以在與X. 25映射時，X. 25的SVCft能將可能丟失或轉(zhuǎn)為PVC幀中繼與DDN勺互連屬于無高層協(xié)議的互連。由于 DDNR是一個TDMfe用器，僅相當(dāng)于一 個運載工具，對各種協(xié)議均透明，數(shù)據(jù)經(jīng) DDNR入幀中繼網(wǎng)，由幀中繼與 DDN勺轉(zhuǎn)換器按幀格 式取出封裝，不涉及鏈路層的協(xié)議轉(zhuǎn)換。4互連方案設(shè)計舉例大連市數(shù)據(jù)通信局管理著大連地區(qū)的 CHINADDNCHINAPAC局內(nèi)設(shè)DDN X. 25網(wǎng)、Internet 網(wǎng)管中心。主要設(shè)備

8、包括北電 DPW 100分組交換機；新橋（Newbridge） 3600系列帶寬管理器 （即DDNt理器）；新引進(jìn)的北電幀中繼交換機（PassPort）,可提供幀中繼和 ATMS多種路 由和傳輸能力，核心采用信元交換，與 ATM交換機可實現(xiàn)平滑互連。幀中繼將主要提供各數(shù)據(jù)網(wǎng)的高速幀中繼業(yè)務(wù)，即DDN X. 25網(wǎng)將作為幀中繼的接入網(wǎng)使用。當(dāng)然對少數(shù)符合幀中繼標(biāo)準(zhǔn)的終端可直接接入幀中繼骨干網(wǎng)，享受幀中繼帶來的好處。方 案以幀中繼交換機PP為核心，將3600系列帶寬管理器、DPN-100分組交換機作為接入節(jié)點及邊 緣交換設(shè)備，同時還考慮到未來符合幀中繼標(biāo)準(zhǔn)的終端設(shè)備聯(lián)入網(wǎng)的需要，盡量將各種形式集

9、成在一個網(wǎng)絡(luò)中。圖3是方案連接示意圖。PfiasFfertDPN 1DD圖3方案設(shè)備連接從圖可看出，為全面實現(xiàn)3種網(wǎng)絡(luò)的互連，設(shè)計了 5種接入式：（1）以SUNft機（用A表示）通過路由器直接到 PassPort,模擬終端直接接入幀中繼網(wǎng)；（2）標(biāo)號為B的PC過路由器接至3600的V. 35接口。測試時將其設(shè)為幀中繼方式，測試 在原DDNLk增加幀中繼功能與幀中繼網(wǎng)的互連性。 網(wǎng)；標(biāo)號標(biāo)號標(biāo)號C的PC經(jīng)路由器接至D的PC經(jīng)路由器接至E的PC經(jīng)路由器接至3600的V. 35接口上，測試終端用戶經(jīng) DDNft接進(jìn)入DPN-100的 V. 24 接口;DPN-100的 V. 35 接口。幀中繼Pas

10、sPort 與 DPN-100采用 V.35專用電纜連接。PassPort與3600用EI-C板互連。對于DDNt寬管理器3600,可將其看成兩部分：一部分只使用原DDN線的透明傳輸功能UNI);圖中C與PassPort即為這種關(guān)系。在選擇幀中繼接口協(xié)議時應(yīng)設(shè)置為用戶與網(wǎng)絡(luò)接口（ 另一部分通過3600提供的幀中繼接口板（FRS與幀中繼交換機（PP）互連。這里3600對PP 來講相當(dāng)于另一幀中繼網(wǎng)，因此 B與PP的接口協(xié)議設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)接口（ NNI）。同理A與PP設(shè)置為UNI, PP與D E分別設(shè)為UNI。DDNf幀中名8采用EI-C板互連。EI-C又稱EI （2. 048Mbit/s ）可

11、分信道。它能以信道中的零次群速率DS0（64kbit/s ）為單位分割使用。按需要可選出速率NX 64 kbit/s 。 Passport與DPN-100互連采用資源模塊（CSRM。在以上物理連接的基礎(chǔ)上，可將設(shè)備的邏輯連接用圖 4表示。匚三圖4方案的邏輯連接5互連方案配置（1） IP地址的配置在方案中，有5個聯(lián)網(wǎng)終端（SUNT作站，4臺P。及5臺路由器，因此共設(shè)置6個網(wǎng)段的 IP地址。其中5臺路由器的廣域網(wǎng)端口 S0構(gòu)成一個廣域網(wǎng)網(wǎng)段。5個終端又相當(dāng)于只連了一臺 終端的局域網(wǎng)網(wǎng)段。（2）路由協(xié)議的配置由于本方案網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小，路由協(xié)議選擇路由信息協(xié)議（ RIP）。（3）本地管理接口（ LMI）

12、的配置 LMI是由CISC必司、北方電訊和 DE公司共同制LMI的各定的關(guān)于用戶與幀中繼互連的接口協(xié)議，不論終端以何種方式入幀中繼網(wǎng)，都必須對種選項進(jìn)行配置（41列出了）DLCI配置。幀中繼的主要功能是提供 PVC因此要配置每條PVC的DLCI值。表測試中所建幾條PVC的DLCI值。表1DLCI值路由器端口類型DLCI(toA)DLCI(toB)DLCI(toC)DLCI(toD)DLCI(toE)AV.35/300100500600BV.35400/800/CV.35200/DV.24600801/EV.35700/6性能測試分兩步進(jìn)行測試：6. 1各鏈路PVC勺建立情況將各PVC設(shè)定為雙向

13、方式，這樣只需檢查一個方向鏈路建立情況。用專用指令測試各PVC立的參數(shù)如下：A- B平均延遲42ms AX平均延遲16mq ZE平均延遲77ms；AD 平均延遲110ms； D平均延遲122ms。鏈路測試表明：3種數(shù)據(jù)網(wǎng)互連的PVCM正確建立。從鏈路建立平 均延遲可以發(fā)現(xiàn)：由于分組網(wǎng)傳輸速率較慢，因此幀中繼、DDNW之建立鏈路的時間普遍偏長（分別為77ms 110ms 122ms ,而其中以V. 35 接入X. 25網(wǎng)的鏈路建立時間（E）比以V. 24接口接入X. 25網(wǎng)的短。 這是因為V. 35接口速率大于V. 24接口速率的緣故。另外，幀中繼與 DDNS明接入的鏈路建立時間（AfC平均延遲

14、16ms比幀中繼與DDNtt 能FRS互連的鏈路建立時延（AfB平均延遲42ms）要短得多。這是因 為采用DDN勺FRS功能與幀中繼互連相當(dāng)于兩個幀中繼網(wǎng)都建立面向連 接的PVC而鏈路建立過程會增加網(wǎng)絡(luò)開銷，導(dǎo)致時延增大。6. 2測試互連網(wǎng)絡(luò)傳輸文件能力首先將PassPort的E1 接口板設(shè)置出兩個信道，共取出8個時隙。 其1、2、3、4時隙分配給透明接入部分；5、6、7、8時隙分配給通過 FRS接入部分。同時通過DDN460刎管系統(tǒng)設(shè)對應(yīng)幀流。可變速率（EIR） =0（1）設(shè)置約定速率（CIR） =64 kbit/sAC 通過量 7.1 kbit/s ; ZB 通過量 7. 1kbit/s

15、; AE 通過量 6. 8 kbit/s ；ZB A-C速率相等表明DDN勺兩種網(wǎng)絡(luò)功能差異在于鏈路 PVC的建立 過程。一旦PVC建立，兩者的文件傳輸能力相差無幾。而 X. 25網(wǎng)傳輸 速率明顯比DDN慢。(2)設(shè)置 AA 的 PVCCIR= 64kbit/s ,EIR=0,通過量為 21kbit/s 。設(shè)置 AE 的 PVCCIR= 64 kbit/s ,EIR = 0,通過量為 7.18 kbit/s 。由測試數(shù)據(jù)可看出帶寬的大致分配為：A得到192kbit/s , E得到64kbit/s 。顯然A的帶寬多于其 PVCW CIR (64kbit/s )。這表明雖然 在測試前設(shè)置EIR=0

16、,但幀中繼的PVC仍利用了多出的帶寬傳數(shù)據(jù)，這 證實了幀中繼對帶寬的有效利用。(3)測試EIR的影響設(shè)置 ArX 的 PVC CIR = 64kbit/s , EIR=64kbit/s ,通過量為 14kbit/s設(shè)置 AA 的 PVC CIR = 64 kbit/s , EIR = 192kbit/s , 通過量 為 28kbit/s 。顯然EIR可提高鏈路傳送速率。(4)測試DDN1增加幀中繼功能FRS的性能先設(shè)置 B-A 的 PVC CIR=64kbit/s、EIR = 0、通過量為 25kbit/s ,改變CIR、EIR,發(fā)現(xiàn)通過量不變。然后設(shè)置的PVC CIR=64 kbit/s 、

17、EIR=0、通過量為 7.1。設(shè)置卜8 的 PVCCIR= 64 kbit/s 、 EIR=64 kbit/s 、通過量為14 kbit/s ?？梢钥闯觯篋DN1增加的幀中 繼功能FRS的CIR、EIR虛設(shè)，沒有起到流量控制的作用。所以DDNi的幀中繼功能是不完整的。7結(jié)論以上設(shè)計與性能分析表明：通過設(shè)置適當(dāng)?shù)慕尤敕绞胶蛥f(xié)議轉(zhuǎn)換， 幀中繼與X. 25網(wǎng)、DDNE種數(shù)據(jù)網(wǎng)的互連是完全可行的?；ミB時，DDN不僅可作為幀中繼網(wǎng)的高速接入網(wǎng)，同時還能提高幀中繼的接入容量。這表現(xiàn)在PassPort (PP) 一個V. 35接口至多接8個端口，而通過 DDN 接入時，則用戶可擴大到124個。這種結(jié)合能大大

18、提高幀中繼接入容量 和交換機的利用率。而 X. 25網(wǎng)可以作為幀中繼的中、低速接入和邊緣 交換網(wǎng)，這種方式能有效利用 X. 25網(wǎng)的特點。從性能分析看出在原DDN增加幀中繼功能比采用 DDNS明接入性 能要低。這是由于幀中繼網(wǎng)提供的均為面向連接的業(yè)務(wù)( PVC ,有鏈 路建立過程。如果采用DDN勺FRSft能與幀中繼網(wǎng)互連則相當(dāng)兩個網(wǎng)絡(luò) 都要建立連接，而鏈路建立過程會增加網(wǎng)絡(luò)開銷，并導(dǎo)致時延增加，因 此接入性能不如DDNS明性好，所以建議兩網(wǎng)互連時對DDNR用透明接入。另外，由于3600FRS的CIR總和小于64kbit/s，交換容量只有2000Packet/s ,限制了幀中繼速率的提高，因此從業(yè)務(wù)發(fā)展的角度考慮，建 議采用專用幀中繼交換機組建獨立的幀中繼網(wǎng)。這種方式適合中、小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)互連（例如省一級，或較大城市如 大連市一級網(wǎng)絡(luò)），在組建國家骨干網(wǎng)后，設(shè)想其與各本地網(wǎng)互連。各 幀中繼網(wǎng)之間采用NNI互連并設(shè)置相應(yīng)PVC （可根據(jù)業(yè)務(wù)量大小設(shè)置 PVC ,這樣分屬兩個不同本地網(wǎng)的用戶（DTE就可方便的實現(xiàn)