X.25
EL PROTOCOLO X25, es un estándar bien establecido que lleva más de 15 años funcionando. Inicialmente adoptado en 1.976. Ha sido revisado varias veces por el CCITT (ahora ITU-T), la última de ellas en 1.988.
El interés creciente del CCITT en las redes dedicadas a la transmisión de datos, caracterizadas por la necesidad de compartir el ancho de banda disponible, debido a la naturaleza intermitente de la mayoría de las comunicaciones de datos, le llevó a concentrar sus esfuerzos en la tecnología de conmutación de paquetes en el período comprendido entre 1.974 - 75. Este esfuerzo cristalizó en la adopción de la recomendación X25 en 1.976, la cual describe un método para equipos funcionando en modo paquete ( bien sean terminales o host) se comuniquen con una red pública de transmisión de paquetes ( PSPDN/Public Switched Packet Data Network ).
En caso de que los terminales sean de otro tipo, por ejemplo asíncrono, se emplea un PAD Packet Assembler Disassembler para la conexion a la red, siendo el más conocido el denominado Triple X (X.3, X.28, X.29). Para otros protocolos existen otra serie de PAD, muchos de ellos propietarios.
NIVELES OXI.
La recomendación se dividió en tres grupos de funciones:
- EL NIVEL 1. Proporciona los medios mecánicos, eléctricos, funcionales y de operación para la transmisión de bits entre dos puntos.
- EL NIVEL 2. Es el responsable de la detección y la corrección de errores que puedan darse en el nivel anterior, así como de establecer mecanismos de control de flujo. Para ello usa lo que se denominan tramas.
- EL NIVEL 3, el más característico del X.25, define procedimientos para proporcionar servicios de circuitos virtuales que permiten la comunicación entre dos sistemas finales, compartiendo el ancho de banda disponible entre varias comunicaciones simultáneas, aunque éstas tengan diferente destino. Para ello usa lo que se denominan paquetes.
X.25 Y EL MODELO OSI
Posteriormente, se desarrolló el modelo OSI de siete capas para la interconexión de sistemas abiertos, usando en gran medida el trabajo que ya se había realizado con X.25 para la defición de las tres primeras capas y su funcionalidad.
Las redes públicas de transmisión de paquetes, así como las terminales y host que soportaban X.25 empezaron a operar entre 1.977 y 1.978, produciéndose mejoras y ampliaciones del protocolo hasta 1.988.
LA RECOMENDACIÓN X.25
El título formal de la recomendación X.25 es el siguiente: "Interfaz entre equipos terminales de datos y equipos de terminación del circuito de datos para terminales que operan en modo paquete sobre redes públicas de transmisión de datos" como muestra la figura, el protocolo X.25 define los procedimientos para el intercambio de datos entre un equipo de usuarios o equipo terminal de datos (DTE/Data Terminal Equipment) y un nodo de la red o equipo de terminación del circuito de datos (DCE/Data Circuit Equipment).
La recomendación X.25 define el procedimiento para la comunicación de terminales en modo paquete, a través de una red pública de transmisión de datos.
La recomendación X.25 define el procedimiento por el cual un DTE y un DCE establecen una sesión e intercambian datos, así como también, así como también los procedimientos por los cuales dos DTE se comunican a través de una red.
Estos procedimientos incluyen los necesarios para identificar los paquetes de un usuario específico para admitir o rechazar paquetes, para realizar corrección de errores y establecer un control de flujo que evite saturaciones en cualquier punto del canal de comunicación.
Los paquetes de datos;
Las características básicas del protocolo establecen que la información del usuario sea dividida en unidades más pequeñas que, junto con una información de control de protocolo, forman lo que se denomina un paquete y que se comporta el ancho de banda disponible en una conexión física por medio de lo que se denominan circuitos virtuales, pudiendo un DTE establecer varias comunicaciones simultáneas con diferentes DTEs de destino através de un único acceso a la red. Existen varios tipos de paquetes, siendo los más característicos los de datos, que son los que transportan la información a través de la red y los de llamada, que son los que se utilizan para establecer los circuitos virtuales y conseguir conexión con los DTE con los que nos queremos comunicar.
En un paquete de datos, el campo de control proporciona números de secuencia para permitir que los paquetes transmitidos se mantengan en el orden adecuado y para proporcionar un método de confirmación de que la transmisión se ha realizado correctamente. También, permite que el DTE y el DCE especifique el tamaño de las ventanas de transmisión y recepción, las cuales determinan el número máximo de paquetes que pueden transmitirse o recibirse sin que existan restricciones de control de flujo, Por ejemplo, si un DCE tiene una ventana de recepción de tamaño 2 (el valor por defecto en X.25), el DTE puede enviar dos paquetes sin restricciones de control de flujo y sin tener que esperar la confirmación de que los paquetes han llegado bien al DCE; este parámetro permite al DTE y al DCE controlar el ritmo al que se reciben los paquetes.
Circuitos virtuales;
La otra información que incluye el campo de control es el número de canal lógico. Este número específica por cual de los circuitos virtuales que tiene establecido el DTE se debe enviar la información. Existen dos tipos de circuitos virtuales: permanentes y conmutados.
Un circuito virtual permanente (PVC/Permanent Virtual Circuit), es similar en concepto a una línea telefónica dedicada punto a punto; asegura una conexión a través de la red de conmutación de paquetes entre dos DTE. Los PVC son establecidos de antemano entre los usuarios de la red y el suministrador del servicio, el cual asigna un número de canal lógico a cada uno de los PVC contratados. Por lo tanto, cuando un DTE envía un paquete a la red, el número de canal lógico que lleva este paquete indica por que PVC tiene que ser transmitido, sin necesidad de negociar previamente el establecimiento de una sesión.
Para terminar la sesión se envía una petición de liberación (Clear Request ), la cual es contestada con una confirmación de liberación (Clear Confirm), momento en el cual la llamada queda liberada, el circuito virtual se deshace y los números de canal lógico utilizados quedan disponibles para establecer una nueva comunicación.
Las Facilidades X.25
Un aspecto importante del protocolo X.25 lo componen las "facilidades", que proporcionan al usuario la posibilidad de ajustar las características de la comunicación y del comportamiento de la red según sus necesidades.
El usuario debe identificar cuales quiere tener disponibles cuando contactar el servicio con el suministrador. Si en algún momento quiere hacer uso de alguna de las contratadas, debe indicarlo en el paquete de llamada que establece el circuito virtual correspondiente.
Dentro de las más habitualmente utilizadas tenemos las siguientes:
- Grupo cerrado de usuarios: A los diferentes DTE que forman el grupo cerrado sólo les pueden llamar otros usuarios del mismo grupo cerrado, proporcionando de esta forma seguridad y privacidad en las transferencias de datos.
- Cobro revertido: Permite que la red cargue la llamada al DTE llamado, en lugar de hacerlo al que llama, tal y como ocurre con una llamada telefónica a cobro revertido.
- Grupo de captura: Esta facilidad permite asignar una única dirección de destino entre un grupo de puertos de acceso, de tal forma que la red distribuye las llamadas que llegan a esta dirección entre las diferentes líneas disponibles, repartiendo de esta forma la carga de trabajo. Se suele utilizar para proporcionar accesos redundantes a un host, puesto que, aunque se perdiese la conexión en alguno de los puertos que forman el grupo de captura, la red distribuiría las llamadas para que el DTE de destino no se quedase incomunicado.
- Tamaño de paquete o de ventana no estándar: Son dos facilidades que permiten acordar con la red el uso de paquetes de tamaño diferente del estándar o de ventanas de control de flujo mayores de las habituales consiguiendo de tal forma un mayor rendimiento en las comunicaciones.
Telefónica, con su red Iberpac o RSAN han proporcionado capacidad para que los DTE X.25 se comuniquen entre sí.
FRAME RELAY.
El rápido crecimiento de las redes de área local durante los últimos años es el máximo responsable de muchos de los cambios que están ocurriendo en el mundo de las comunicaciones. Igual sucede con la proliferación de potentes estaciones de trabajo y las aplicaciones multimedia que demandan una gran velocidad en las redes, tanto LAN como WAN, que las soportan.
Para satisfacer estas necesidades, tanto los fabricantes de equipos como los operadores de redes han estado investigando soluciones que aporten el ancho de banda y la flexibilidad requeridos por los usuarios. Entre éstas, tenemos Frame Relay y ATM (Asynchronous Transfer Mode), la primera disponible y con gran cantidad de usuarios desde hace algún tiempo y la segunda, aún en desarrollo que está empezando a implantarse contando con experiencias pilotos en variso países.
Frame Relay es una nueva y simplificada técnica de conmutación de paquetes para el transporte de información de datos. Confía en la utilización de medios digitales, de alta velocidad y con una baja tasa de error, lo que hace que parte de las funciones de control de flujo y corrección de errores propias de otros protocolos, tal como es el X25, puedan eliminarse de la red, encargándose los equipos terminales de las mismas.
Estándares Asociados
Es un Stándard especificado por el CCITT (ahora ITU-T) y ANSI en diversas recomendaciones, que definen las señales y la transmisión de datos al nivel de enlace ( nivel 2 de OSI).
- Recomendación del CCITT I.122 que describe el servidor FR, incluyendo SVCs y PVCs. Es similar a la ANSI T1.606 . La multiplexación de circuitos se hace a nivel 2, en lugar de a nivel 3, como sucede en el caso de protocolo X25.
- Recomendación del CCITT Q. 922, equivalente a la ANSI T 1. 618, donde se define el servicio FR como el nivel 2 de RDSI.
- Recomendación del CCITT Q .933, equivalente a la ANSI T1.617, que define los procedimientos de señalización para el establecimiento de los SVCs.
- Recomendación del CCITT I.433, especifica el interface físico, tanto para los pVCs como los SVCs.
- Recomendación del CCITT Y.370, equivalente a la ANSI T1S1/90-175R4 (adendum de la T1.606), describe los métodos opcionales para el control de la congestión y gestión dinámica del ancho de banda.
Además, existe el Frame Relay Forum, creado en 1.990 por diversos fabricantes, con el objetivo de promover su utilización y editar especificaciones complementarias, algunas de las cuales han sido incorporadas posteriormente por el CCITT.
Como tal Frame Relay proporciona un servicio de multiplexación estadístico extremo a extremo que consigue el envío de las tramas de la forma más rápida posible (velocidades de hasta 34/45 Mbit/s son posibles).
Existe una estrecha relación entre la RDSI y el Frame Relay; de hecho, cuando se sentaron las bases de la RDSI, hace más de una década, se anticipó la existencia de mecanismos de transporte para diversos tipos de tráfico (servicios portadores). Uno de los tipos, el modo circuito, usado para el transporte de voz y datos transparentemente; otro, el modo paquete, para soportar el tráfico X25 y el tercero, denominado Frame Relay, para el que no se acomodase a ninguno de los dos anteriores. Frame Relay se encuentra entre ambos, al ser orientado a paquetes como X25 y transparente a los protocolos, como el modo circuitos.
Cómo trabaja Frame Relay; La red Frame relay está formada por nodos y terminales (PC,router, host,etc.) conectado a los mismos. El terminal (DTE) envía tramas a la red, cada una conteniendo un código de identificación (DLC/Data Link Connection Identifier) que indica el destino de la misma; todos los nodos en el camino hacia el destino final - previamente establecido en el proceso de llamada o por el operador al contratar - contienen información indicando el canal específico por el que dicha trama debe enviarse, encaminando hacia su destino las tramas enviadas por el DTE al leer el código de identificación de cada trama recibida.
Este tipo de conexión se conoce como enlace virtual permanente.
Estructura de una Trama.
El formato de las tramas empleadas por Frame Relay se basa en el LAP-D (Link Access Protocol-D) especificado por el CCITT (Q.922) y ANSI (T1.618), similar al empleado en HDLC.
El formato de una trama Frame Relay, en donde el campo de información puede contener una gran velocidad de protocolos de nivel superior, como TCP/IP u otro protocolo de LAN, HDLC/SDLC o X.25, es el siguiente:
La longitud del campo de información en el procedimiento LAP-D es ajustable a un valor máximo hasta (4096), dependiendo del servicio requerido y normalmente, se elige de manera que la información propia de la aplicación -paquete TCP/IP, trama SDLC o paquete X25 - pueda transmitirse sin necesidad de ser traceada.
Control de Flujo:
La cabecera de la trama de LAP-D consta por defecto de dos bytes, pudiendo tener tres o cuatro, los cuales incluyen además de los 10 bits del DLCI otros 6 para el control de flujo: FECN/BECN (Forward/Backward Explicit Congestion Notification), DE (Discard Eligibility bit) y EA (Extended Address bits). La red solamente envía a los DTE una señal de control en el caso de la sobrecarga, descartando algunas tramas si los DTE no actúan para reducir el flujo de información; así, se envían retardos necesarios, como los que se dan en una red X25 en la que los nodos están a la espera de conformación para seguir enviando información. Ligado a este proceso se encuentra el denominado CIR (Committed information Rate), que, asociado a una conexión virtual, indica la cantidad de información que "puede" enviar un DTE a la red durante un determinado período de tiempo.
Control de Errores:
La trama, delimitada por "flags", acaba en un campo que contiene un procedimiento de control (FCS/Frame Check Sequence) para comprobar que se ha transmitido sin errores. En caso de que se detecte una trama errónea, no se pide su retransmisión al nodo de donde procede, como pasa en X25, sino que la trama entera se descarta y son los protocolos de nivel superior en los DTEs los encargados de detectar la pérdida y establecer los procedimientos de recuperación, de manera que los usuarios no pierdan la información.
Esto no supone un grave problema, ya que la tasa de error de los circuitos digitales es muy baja (menor que 10 -6) y, además, debido a las altas velocidades empleadas el retardo es mínimo, con lo que retransmitir una trama completa ocupa poco.
La conmutación de paquetes X25 por su propia naturaleza - Tratamiento de las tres primera capas de OSI - presenta el grave inconveniente del retardo que introduce al tener que procesar la información en cada nodo de la red, lo que hace inadecuada para el manejo de información sensible al mismo, tal como es la voz o el video. Esta razón es, hoy por hoy, la que se presenta como la de mayor peso para pensar en reemplazar X.25 por una nueva tecnología, como puede ser ATM.
Mientras tanto, Frame Relay que, al tratar sólo los dos primeros niveles y dejar la validación de la información a los extremos consigue una mayor velocidad de transferencia, se presenta como el protocolo adecuado para la red Back Bone. Conforme el proceso de estandarización de Frame Relay vaya avanzando y problemas tales como el control de la congestión o el empleo de SVCs sean resueltos, se irán poniendo redes de tipo mixto que se beneficien de los mejor de cada tecnología.
Es una realidad que Frame Relay ha sido aceptado por todos los suministradores de LAN como la solución más eficiente para la interconexión de LAN a través de WAN, pudiendo ofrecer conexiones de hasta 34/45 Mbit/s, en franca competencia frente a las soluciones basadas en royters y líneas punto a punto.
Si bien el retardo de las redes Frame Relay es mucho menor que en X25, continúa siendo variable, lo que las hace inadecuadas para la transferencia, con cierta calidad, de voz o imágen, aquí es donde se aprecian las ventajas ATM, que al manejar celdas de longitud fija (53 bytes), utilizando técnicas de multiplexación similares a la conmutación de paquetes y operando a velocidades de cientos de Mbit/s hasta Gbit/s, presenta las ventajas de las primeras sin sus inconvenientes.
Claudia Tatiana Palacio Vasco
Administradora de Empresas - Especialista en Mercadeo Internacional
Facilitadora - Asesora - Consultora.
TP. 07362 de Ministerio de Desarrollo Económico.
REPÚBLICA DE COLOMBIA
MINISTERIO DE COMUNICACIONES
EMPRESA NACIONAL DE TELECOMUNICACIONES
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ELECTRÓNICA Y COMUNICACIONES
DIVISIÓN ACADÉMICA
SEMINARIO "NUEVAS TECNOLOGÍAS Y SERVICIOS EN TELECOMUNICACIONES"
Diego Viveros López
Santafé de Bogotá , Julio de 1.996
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