Sripatum University

1. IS516 Computer Communication and Networks การสื่อสารคอมพิวเตอร์และเครือข่าย Asst.Dr.Surasak Mungsing surasak.mu@spu.ac.th mungsing@gmail.com http://www.spu.ac.th/teacher/surasak.mu Sripatum University

2. Network Systems and Services

3. ระบบเครือข่าย (Network System) • ระบบเครือข่ายสื่อสารข้อมูล X.25 • ระบบเครือข่ายสื่อสารข้อมูล Frame Relay • ระบบเครือข่ายสื่อสารข้อมูล ATM

4. ระบบเครือข่ายสื่อสารข้อมูล X.25

5. X.25 • ออกแบบโดย CCITT ในปี พ.ศ. 2531เพื่อใช้เป็นส่วนติดต่อระหว่างระบบเครือข่ายสาธารณะแบบ Packet Switched • เป็นการสื่อสารแบบต่อเนื่อง (Connection-Oriented) สนับสนุนการเชื่อมต่อวงจรสื่อสารแบบ Switched Virtual Circuit และแบบ Permanent Virtual Circuit • Switched Virtual Circuit จะทำการสร้างช่องสื่อสารเสมือนขึ้นระหว่างผู้ส่งและผู้รับ และ packet จะถูกส่งไปยังผู้รับผ่านช่องสื่อสารเสมือน ซึ่งรับประกันความถูกต้องของลำดับ packet • Permanent Virtual Circuit เหมือนแบบแรกแต่ต้องมีการทำข้อตกลงระหว่างผู้ใช้กับผู้ให้บริการไว้ล่วงหน้า  มีลักษณะคล้ายสายเช่า (Leased Line) คือสามารถใช้รับส่งข้อมูลได้ตลอดเวลา • PAD (Packet Assembler Disassembler) คือ x.3, x.28 และ x.29 เพื่อให้Terminal ใดๆสามารถสื่อสารกับระบบเครือข่าย x.25 ได้ • X.3 กำหนดรายละเอียดการทำงานของ PAD • X.28 กำหนดรายละเอียดการสื่อสารระหว่าง PAD กับ Terminal • X.29 กำหนดรายละเอียดการสื่อสารระหว่าง PAD กับ ระบบเครือข่าย

6. X.25 • The first public data network deployed in the 1970s • A connection-oriented network that supports switched virtual circuitand permanent virtual circuitlike Leased Line • Were replaced by a new kind of network called Frame Relay in the 1980s

7. X.25 • X.25 is an ITU-T standard protocol suite for wide area networks using the phone or ISDN system as the networking hardware • X.25 is a packet switched data network protocol • defines an international recommendation for the exchange of data as well as control information between - user device (host), called Data Terminal Equipment (DTE) - network node, called Data Circuit Terminating Equipment (DCE)

8. X.25 Equipment Terminology • DTE (Data-Terminal Equipment.) A computer that uses a network for communications. • DCE (Data Circuit-Terminating Equipment.) A device at the point of access to a network. • DSE (Data-Switching Equipment.) A switching node in a packet-switched data network. • X.25utilizes aConnection-Oriented service which insures that packets are transmitted in order.

9. The X.25 Network

10. To use X.25 • First establish a connection to the remote computer, (i.e. placed a telephone call). This connection was given a connection number to be used in data transfer. • Data packet consists of 3-byte header and up to 128 bytes of data • Header consists of 12-bit connection number, packet sequence number, and acknowledgement number, and a few miscellaneous bits

11. X.25 Protocol X.25 comes with three levels based on the first three layers of the Open Systems Interconnection (OSI) seven layers architecture as defined by the International Standard Organization (ISO).

12. Three Levels of X.25 • The Physical Leveldescribes the interface with the physical environment. It is similar to the Physical Layer in the OSI model. • The Link Levelresponsible for thereliable communication between the DTE and the DCE. It is similar to the Data Link Layer in the OSI model. • The Packet Leveldescribes the data transfer protocol in the packet switched network. It is similar to the Network Layer in the OSI model.

13. Protocols used in the link level • Link Access Protocol, Balanced (LAPB) - the most commonly used - enables to form a logical link connection • Link Access Protocol (LAP) - an earlier version of LAPB and is seldom used today • Link Access Procedure, D Channel (LAPD) - enables data transmission between DTEs through D channel, especially between a DTE and an ISDN node • Logical Link Control (LLC) - an IEEE 802 Local Area Network (LAN) protocol which enables X.25 packets to be transmitted through a LAN channel http://www.raduniversity.com/networks/1996/x25/x25.htm

14. Obsolescence of X.25 • With the widespread introduction of "perfect" quality digital phone services and error correction in modems, the overhead of X.25 was no longer worthwhile • Frame Relay, essentially the X.25 protocol with theerror correction systems removed, and somewhat better throughput as a result

15. ระบบเครือข่ายสื่อสารข้อมูลFrame Relay

16. บริการสื่อสารข้อมูล Frame Relay • เป็นการสื่อสารแบบ Connection-Oriented • ถือกำเนิดจากการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีสื่อสารข้อมูล • ปัจจุบันการสื่อสารผ่านโทรศัพท์หรือสื่อสารประเภทอื่นๆมีความเร็วสูงมาก มีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดต่ำ เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็วขึ้นและมีราคาถูก  ความต้องการเครือข่ายและโปรโตคอลแบบง่ายๆ โดยใช้คอมพิวเตอร์ของตนตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดข้อมูล • ช่องทางสื่อสารคล้ายกับสายเช่าเสมือน (Virtual leased line) ผู้ใช้ต้องเช่าสาย Permanent Virtual Circuit ระหว่างสองจุดที่ต้องการสื่อสารกัน • ส่งข้อมูลขนาด 1,600byte/packet ระหว่างกันได้ • สายเช่าถาวรส่งข้อมูลที่ความเร็วสูงสุดได้ตลอดเวลา • สายเช่าเสมือนส่งข้อมูลที่ความเร็วสูงสุดได้เป็นช่วงๆ • แข่งขันกับระบบ x.25 แบบ Permanent Virtual Circuit แต่ Frame Relay ให้บรการที่ความเร็ว 1.5 Mbps (เร็วกว่า x.25 ถึง 23 เท่า)

17. Frame Relay • Frame Relay is a high-performance WAN protocol that operates at the physical and data link layers of the OSI reference model • was designed for use across Integrated Services Digital Network (ISDN) interfaces • Frame relay has its technical base in the older X.25 packet-switching • frame relay offers afast packet technology, which means that the protocol does not attempt to correct errors

18. Frame Relay Devices • DTEs generally are considered to be terminating equipment for a specific network and typically are located on the premises of a customer. In fact, they may be owned by the customer. Examples of DTE devices are terminals, personal computers, routers, and bridges. • DCEs are carrier-owned internetworking devices

19. Frame Relay Virtual Circuits • Frame Relay provides connection-oriented data link layer communication • Frame Relay virtual circuits are identified by data-link connection identifiers (DLCIs) • A Single Frame Relay Virtual Circuit Can Be Assigned Different DLCIs on Each End of a VC • Click for more information

20. Simple Frame Relay Network A Simple Frame Relay Network Connects Various Devices to Different Services over a WAN

21. Frame Relay versus X.25 • The elimination of functions and fields, combined with digital links, enables frame relay to operate at speeds 20 times greater than X.25 • X.25 specifies processing at layers 1, 2 and 3 of the OSI model, while frame relay operates at layers 1 and 2 only. This means that frame relay has significantlyless processing to do at each node, which improves throughput by an order of magnitude. • X.25 prepares and sends packets, while frame relay prepares and sends frames. X.25 packets contain several fields used for error and flow control, none of which frame relay needs • X.25 has a fixed bandwidth available. Frame relay can dynamically allocate bandwidth during call setup negotiation at both the physical and logical channel level.

23. ระบบเครือข่ายสื่อสารข้อมูล ATM

24. บริการสื่อสารข้อมูล ISDN ช่วงความถี่กว้าง (B-ISDN) • เข้ามาแทนระบบโทรศัพท์ที่กำลังใช้อยู่ในปัจจุบัน • สามารถให้บริการข้อมูลดิจิตอลทุกชนิด เช่นวิดีทัศน์ การถ่ายทอดโทรทัศน์สด จดหมายอิเล็คทรอนิกส์มัลติมีเดียแบบภาพเคลื่อนไหว การส่งข้อมูลที่มีความเร็วสูงมาก ฯลฯ • เทคโนโลยี B-ISDN เรียกว่า ATM (Asynchronous Transfer Mode) • แนวคิด • ส่งข้อมูลจำนวนน้อนที่มีขนาดคงที่ เรียกว่า cell • แต่ละ cell มีความยาว 53 ไบต์ • เป็นทั้งเทคโนโลยี(ส่วนที่ผู้ใช้ไม่ทราบ)และบริการที่ผู้ใช้สามารถเลือกได้ • เรียกว่าระบ Cell Relay เนื่องจากทำงานคล้าย Frame Relay

25. ATM (Asynchronous Transfer Mode ) • เป็นระบบสื่อสารข้อมูลที่ใช้รูปแบบการสื่อสารเป็นแบบ Packet เหมือนเช่นในเครือข่าย X.25 หรือระบบ LAN อื่น ๆ เช่น Ethernet, Token Ring แต่การสื่อสารเป็นแบบอะซิงโครนัสกล่าวคือ ตัวรับและตัวส่งใช้สัญญาณนาฬิกาแยกจากกันไม่เกี่ยวข้องกัน • ATM แตกต่างจากระบบ Packet Switching อื่น ๆ คือ ส่งข้อมูลด้วยขนาดของ Packet ที่ทุก Packet มีจำนวนข้อมูลเท่ากันเสมอและเรียกว่า “Cell” ซึ่งมีขนาด 53 ไบต์ เป็น Header ที่จะบอกรายละเอียดของแอดเดรส 5 ไบต์ และส่วนข้อมูลข่าวสารอีก 48 ไบต์ • การออกแบบให้ Cell ข้อมูลมีขนาดสั้นก็เพื่อความเหมาะสมที่จะประยุกต์ใช้งานต่าง ๆ ได้อย่างกว้างขวางขึ้นคือ ใช้รับส่งข้อมูล เสียง ภาพหรือข้อมูลต่าง ๆ ที่ต้องการส่งผ่านกันและกันด้วยความเร็วสูง • การรับส่งสัญญาณ ATM ใช้ช่องสื่อสารที่มีความเร็วต่าง ๆ ตั้งแต่ 64 Kbps, 45 Mbps, 155 Mbps, 622 Mbpsหรือ สูงกว่าก็ได้ ซึ่งแตกต่างจาก LAN เช่น Ethernet ที่ใช้ความเร็ว 10 Mbps หรือToken Ringที่ใช้ 16 Mbps

26. เครือข่าย ATM • เครือข่าย ATM เป็นเครือข่ายที่ประยุกต์ได้หลายรูปแบบ ทั้งแบบ LANหรือ WANใช้กับตัวกลางได้ทั้งแบบลวดทองแดงหรือเส้นใยแสง แต่โครงสร้างการเชื่อมโยงข้อมูลระหว่างโหนดเป็นแบบสวิตซ์ที่เรียกว่า ATM Switchการส่งผ่านข้อมูลแต่ละเซลจึงขึ้นกับแอดเดรสที่กำหนด เปรียบเทียบเครือข่าย ATM กับระบบอีเทอร์เน็ต

27. เครือข่าย ATM แบบ WAN จากโครงสร้างการผ่านข้อมูลแบบสวิตซ์ด้วยเซลข้อมูลขนาดเล็กของ ATM จึงทำให้เหมาะกับเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบ WAN ด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับงานที่ต้องการใช้ความเร็วข้อมูลสูง เครือข่าย WAN ก็เป็นอีกรูปแบบหนึ่งที่สามารถใช้เทคนิคของ ATM ได้เช่นกัน

28. ATM uses the following features • Fixed-size cells, permitting more efficient switching in hardware than is possible with variable-length packets • Connection-oriented service, permitting routing of cells through the ATM network over virtual connections, sometimes called virtual circuits, using simple connection identifiers • Asynchronous multiplexing, permitting efficient use of bandwidth and interleaving of data of varying priority and size

29. ATM Network Device An ATM network is made up of one or more ATM switches and ATM endpoints. An ATM endpoint (or end system) contains an ATM network interface adapter. Workstations, routers, data service units (DSUs), LAN switches, and video coder-decoders (CODECs) are examples of ATM end systems that can have an ATM interface

30. Virtual Paths and Virtual Channels ATM virtual connections - Virtual path connections (VPCs), identified by a VPI. • Virtual channel connections (VCCs), identified by the combination of a VPI and a VCI.

31. Virtual Path Switching VP switching is often used when transporting traffic across the WAN. VPCs, consisting of aggregated VCCs with the same VPI number, pass through ATM switches that do VP switching

32. Common ATM Physical Interface Types

33. Service Categories and Characteristics ATM provides five standard service categories that meet these requirements by defining individual performance characteristics, ranging from best effort (Unspecified Bit Rate [UBR]) to highly controlled, full-time bandwidth (Constant Bit Rate [CBR]).

34. Virtual Path/Virtual Channel Switching

35. Frame Relay to ATM Migration Why do businesses migrate from frame relay service to ATM? Two main drivers • The need for greater capacity than frame relay can handle. • The need to support mixed-media traffic, especially voice and video.

36. Frame Relay/ATM Network Interwoking Topology

37. ATM versus Frame Relay The following diagrams compare the headers for Frame Relay and ATM respectively. Notice that they are actually very similar.

38. ATM vs Frame Relay

39. ATM versus LAN Technologies

40. ATM versus IP ATM is connection oriented, IP is connectionless