Если на клетке слона прочтешь надпись "буйвол", не верь глазам своим.

Козьма Прутков

Древние говорили: errare humanum est (лат.), т. е. человеку свойственно ошибаться. Речь и пойдет об ошибках и заблуждениях, которые особенно часто встречаются в периодических изданиях, книгах и статьях, посвященных современным телекоммуникационным технологиям.

Пожалуй, классический пример таких ошибок — перевод рекламного буклета американской корпорации Qualcomm, в котором цифровая сотовая связь (digital cellular communication) стала "дигитально-целлюлярной". Порой встречаются весьма "изощренные" ошибки, не вполне очевидные для неподготовленного читателя, которые затрудняют понимание рассматриваемого вопроса и могут вызвать путаницу. Необходимо сразу оговориться, что автор сознательно не указывает фамилии "создателей" рассматриваемых ошибок, поскольку многие из них являются "уважаемыми людьми".

1. Первое высказывание полностью отрицает классическую теорию передачи информации и звучит следующим образом: "Преимущества сетей frame relay (и АТМ) состоят не в многомегабитной физической скорости передачи данных, а в методах статистического уплотнения информации, обеспечивающих информационную скорость передачи, в несколько раз превышающую физическую пропускную способность канала".

При всей своей "научности" этот тезис содержит грубейшую ошибку. Из теории информации известно, что пропускная способность канала связи (С) определяется выражением (по Шеннону)

С = F log(1 + Pc /Pш), 

где F — полоса частот канала связи, Pc /Pш — отношение сигнал/шум. Очевидно, что С зависит только от полосы частот канала связи и отношения сигнал/шум.

Уважаемый читатель, превысить физическую пропускную способность канала просто невозможно (приблизиться — реально, а превысить — нет). Если автор тезиса способен доказать, что можно, тогда ему прямая дорога в Нобелевские лауреаты.

В сетях передачи данных (СПД) с коммутацией пакетов для повышения эффективности использования пропускной способности физических линий и каналов связи, исключения перегрузки узлов связи и всей СПД применяется метод статистического мультиплексирования кадров. В широком смысле сущность этого метода заключается в том, что аппаратура канала данных "ведет постоянное наблюдение" за потоком заявок от оконечного оборудования данных на передачу сообщений, за текущим состоянием и загрузкой сети (ее линий, каналов и узлов), "перераспределяет" свободный (и высвобождающийся) ресурс пропускной способности в соответствии с реальными потребностями абонентов и предоставляет последним каналы информационного обмена с требуемыми параметрами.

2. "Если использовать только мосты, при распространении широковещательных и многоадресных сообщений можно вызвать переполнение линий."

Ошибка этой формулировки аналогична предшествующей, т. е. переполнить линии связи невозможно.

3. "... Соответствующая полоса пропускания для ПМ [читай: "периферийного маршрутизатора". — Прим. авт.] может быть равна 16; 9,6; 8; 4 и даже 2,4 кбит/с. ... Таким образом, на базе одного телефонного канала при использовании в дополнение к ПМ модема стандарта V.34 может быть создано до 12 голосовых каналов".

Главная ошибка этого "постулата" заключается в тривиальном подходе к решению задачи мультиплексирования речевых сообщений. Автор формулировки не учел наличия, во-первых, тактовой и цикловой синхронизации при формировании группового сигнала (т. е. общего канала синхронизации), во-вторых, "бит-стаффинга" при выравнивании информационных скоростей исходных речевых сообщений (ибо практически невозможно обеспечить даже в пределах одного здания равенство частот задающих генераторов телефонных аппаратов, реализующих алгоритмы сжатия речи и разнесенных территориально), в-третьих, адресной части пакета при "пакетировании" речевых сообщений (при мультиплексировании речевых сообщений для передачи служебной информации требуется до 50% пропускной способности канала).

4. "Следующая особенность модемов связана с возможностью реализации в них различных базовых скоростей, измеряемых в "бодах" ("baud"), — просьба не путать со скоростью передачи, измеряемой в битах в секунду. Для получения скорости в битах соответствующую скорость в бодах следует умножить на 9".

Хорошо известно, что формулу, определяющую перевод бодовой (модуляционной) скорости в битовую и наоборот, дают студентам первых курсов при изучении теории передачи дискретных сообщений. Напомним её:

B = V?log2 m ,

где B — битовая скорость (бит/с), V — бодовая скорость, m — число сигнальных позиций в "ансамбле" сигналов.

Если в системе передачи используется помехоустойчивое кодирование, то необходимо учитывать относительную скорость корректирующего кода (R):

B = (V?log2 m)?R = (V?log2 m)?k/n ,

где k — длина комбинации простого кода, n — длина комбинации корректирующего кода.

5. "Метод разделения физического канала между абонентами в сетях Х.25 называют еще мультиплексированием канала, точнее — "логическим" или "статис-тическим" мультиплексированием. Термин "логическое мультиплексирование" вводится, чтобы отличить этот метод, например, от временного разделения канала. При временном разделении канала каждому из разделяющих его абонентов выделяется в рамках каждой секунды строго определенное количество миллисекунд для передачи его информации. При статистическом разделении канала нет строго регламентированной степени загрузки каждым из абонентов канала в каждый определенный момент времени".

В данном тезисе идет речь о временном распределении ресурса (пропускной способности) общего канала (мультиплексировании), поэтому физический канал разделяться не может, и "мультиплексирования канала" не существует. На деле существуют два способа распределения ресурса: статическое (фиксированное) распределение, при котором за каждым пользователем жестко закреплен временной интервал, и динамическое (статистическое) распределение, при котором временные интервалы предоставляются только активным пользователям.

Ошибочность приведенной формулировки заключается, во-первых, в том, что ее автор для определения статического мультиплексирования употребляет термин "временное разделение канала", который является общим как для логического, так и для статического мультиплексирования (такое разделение понятий похоже на следующее: "существуют люди и женщины"). Во-вторых, сам термин "логическое мультиплексирование" неверен в силу того, что временное мультиплексирование (статическое или динамическое) относится к физическому (первому) уровню эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС), а термин "логический канал" ("группа логических каналов") — к сетевому (третьему) уровню ЭМВОС. Очевидно грубое смешение понятий.

6. Следующий тезис очень похож на предшествующий, но более откровенен. "Наибольшее распространение получили методы временного и статистического уплотнения".

7. "Для построения сетей связи с интеграцией услуг могут быть применены различные технологии — от временного уплотнения (TDM) до frame relay и АТМ".

Парадокс заключается в том, что метод ретрансляции кадров (frame relay) и асинхронный режим доставки (АТМ) основываются на статистическом временном распределении ресурса общего канала (мультиплексировании) или уплотнении. Можно предположить, что автор тезиса хотел подчеркнуть различие классического метода временного уплотнения (при котором осуществляется побитное объединение информационных потоков, поступающих на вход мультиплексора) и метода временного уплотнения кадров (при использовании frame relay) или ячеек (при ATM).

8. "frame relay — это узкополосный АТМ".

Ретрансляция кадров — это синхронный метод доставки сообщений, подразумевающий наличие фиксированных информационных скоростей (committed information rates) на входе коммутатора frame relay и выделенного канала управления (local management interface). См., например, Smith. Ph. Frame Relay: Principles and Applications. — Addison-Wesley Publishers Company Inc., 1993. АTM является асинхронным методом доставки сообщений, не подразумевающим наличия фиксированных информационных скоростей (допускается их различие) на входе коммутатора АТМ. Сравнение этих методов только с точки зрения скорости информационного обмена является неправомочным.

9. "Дадим сначала краткое вербальное определение. FR [читай: frame relay. — Прим. авт.] — это протокол, который описывает интерфейс доступа к сетям быстрой коммутации пакетов".

Ошибочность этого "вербального определения" состоит в том, что протокол не может "описывать интерфейс". Взаимодействие между уровнями ЭМВОС одной системы осуществляется на основе соглашения — интерфейса, определяющего структуру данных и способ (алгоритм) обмена данными между соседними уровнями. Протоколом называется набор семантических и синтаксических правил, которые определяют поведение систем или устройств (либо их частей), выполняющих определенные логически связанные функции при передаче данных. Другими словами, это правила взаимодействия процессов одного уровня ЭМВОС на основе обмена сообщениями двух или более систем.

10. "Интерфейсные протоколы включают в себя как SNMP-протокол (обла-дающий высокой избыточностью и обеспечивающий эффективность обмена сообщениями ограниченной длины в реальном масштабе времени), так и TFTP-протокол — эффективное средство передачи большого объема данных. Последний позволяет в течение одного часа передать до 1 млн статистических сообщений".

Как "умно" написано! А на самом деле — полнейшая ахинея, галиматья.

Во-первых, Simple Network Management Protocol (SNMP) разработан с целью создания единого подхода к управлению аппаратно-программными средствами IP-сетей. Из самого названия протокола видно, что его главное предназначение — управление элементами сети.

Во-вторых, основная задача протокола прикладного уровня TFTP (Trivial File Transfer Protocol, простой протокол доставки файлов) — обеспечение функционирования службы передачи файлов с использованием транспортного протокола UDP (User Datagram Protocol). Сущность протокола TFTP заключается в том, что он реализует режим информационного обмена с установлением соединения, так как UDP является дейтаграммным протоколом, не гарантирующим доставки и не сохраняющим порядка поступления дейтаграмм.

В-третьих, в течение одного часа можно передать и более 1 млн статистических сообщений, поскольку время передачи "статистического сообщения" определяется его длиной (в битах или байтах) и пропускной способностью СПД, которая осуществляет его доставку адресату. И наконец, что же такое "статистическое сообщение"?

11. "Выбирая новую сетевую технологию, может быть, имеет смысл начать именно с FR. Кроме того, это во многом знакомая технология (фактически "родной брат" Х.25)".

Рекомендация ITU-Т Х.25 (далее — Х.25) определяет два стандарта протоколов канального и сетевого уровней ЭМВОС, а также стандарт канального интерфейса. При этом протокол канального уровня Х.25 подобен протоколу HDLC (High Level Data Link Control, высокоуровневое управление каналом передачи данных), зафиксированному в стандарте ISO 3309 Международной организации по стандартизации. Они по-разному определяют лишь режим доставки дейтаграмм. Протокол канального уровня Х.25 должен выполнять функции:

  • инициализации — обмена взаимодействующих станций служебными сообщениями, подтверждающими готовность к передаче данных;
  • идентификации — обмена взаимодействующих станций служебной информацией, подтверждающей правильность соединения;
  • синхронизации — выделения в последовательности передаваемых бит границ между ними;
  • сегментации — формирования кадров для их передачи по каналу;
  • обеспечения прозрачности — предоставления расположенному выше уровню возможности передачи произвольной последовательности бит или символов;
  • управления потоком — согласования скорости передачи со скоростью приема;
  • контроля за ошибками и управления последовательностью передачи — обнаружения ошибок в передаваемых кадрах и запрашивания повторной передачи искаженных кадров, обеспечения соответствия последовательности кадров на входе и выходе канала;
  • восстановления передачи после сбоев — обнаружения нарушений нормальной передачи кадров и реализации процедур выхода из таких ситуаций;
  • управления каналом — обеспечения контроля за функционированием канала, выявления отказов, восстановления и сбора статистики о работе канала;
  • завершения работы канала — ликвидации логического соединения, образованного при инициализации канала.

Сети передачи данных Х.25 ориентированы на первичные сети связи с относительно высоким уровнем помех (вероятность ошибки 10-4... 10-6). Однако Х.25 предусматривает специальный механизм защиты от ошибок, основой которого является метод обнаружения ошибок и повторной передачи искаженного кадра (ARQ — Automatic ReQuest). Таким образом, канальный протокол Х.25 обеспечивает вероятность ошибки не ниже 10-8... 10-9.

Метод же ретрансляции кадров (канальный уровень ЭМВОС) априори ориентирован на первичные сети с низким уровнем помех в каналах связи (не более 10-8... 10-9), поэтому некоторые функции канального уровня не используются. Поскольку стандарт, принятый консорциумом Frame Relay Forum (FRF), включает в себя только спецификации на постоянные виртуальные каналы (ПВК) и интерфейс "пользователь—сеть" (UNI), то применение функций канального уровня (связанных с установлением и разъединением ПВК, управлением потоком, контролем за ошибками, выходом из "сбойных" ситуаций и т. п.) исключено.

Следовательно, frame relay не является "родным братом" Х.25.

Продолжение следует

ОБ АВТОРЕ

Дмитрий Мельников — заместитель начальника Учебно-методического центра НИТ ФАПСИ. С ним можно связаться по тел. 202-9490

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями