X.25

Officieel heet het eigenlijk de ITU-T X.25 Recommendations of ISO 8202. X.25 is een netwerkaccessprotocol en dus eigenlijk meer dan enkel een transportprotocol. Binnen het Internet wordt X.25 echter alleen gebruikt voor het transporteren van het Internet-protocol. X.25 is een Connection Oriented protocol (zie het kader 'Connection Oriented (CO) of Connection Less (CL)').
Voordeel hiervan is dat computers eerst onderling een verbinding maken voordat er gebruikersdata wordt uitgewisseld. Hierdoor kan de communicatie tusen gebruikers goed in gaten worden gehouden en is het realiseren van beveiligingsmaatregelen en implementeren van accounting (en billing) relatief eenvoudig.

Het zijn met name de PTT's die X.25 diensten aanbieden. Meestal in de vorm van toegang tot nationale netten die onderling zijn gekoppeld. In Nederland exploiteert Unisource (een bedrijf van de Nederlandse, Spaanse, Zweedse en Zwitserse PTT) het Unidata Datanet 1 netwerk (meer bekend onder de naam 'Datanet'). Dit netwerk is al in 1983 beschikbaar gekomen en wordt sindsdien gebruikt voor vele verschillende toepassingen. Publieke X.25 netwerken worden ook gebruikt om 'virtuele privé netwerken (VPN's)' te definiëren om daarmee een besloten netwerk te creëren. Het PIN-betalingsverkeer, waarbij alle geldautomaten via Datanet met diverse centrale computers zijn verbonden, is hier een voorbeeld van. Andere voorbeelden zijn: het kentekenregistratiesysteem en informatiesystemen van touroperators. Diverse Europese researchnetwerken hebben het X.25 protokol voor het bouwen van eigen netwerken gebruikt. Sinds de opkomst van multimedia applicaties voldoet het X.25-protocol niet meer aangezien de beschikbare bandbreedte te beperkt is.

Kader: Connection oriented (CO) of connecion-less (CL)?

Bij computers die via een netwerk onderling data willen uitwisselen zijn twee type verbindingen mogelijk: connection oriented (CO) en connecion less (CL).

Connection Oriented (CO)
Bij CO wordt eerst een connection request aan het netwerk gericht om een verbinding met een andere computer op te mogen zetten. Na een connection request wordt onderhandeld of, en zo ja op welke wijze (via welke route, met welke quality of service), gegevensuitwisseling kan plaatsvinden (dit wordt de ook wel de call setup fase genoemd). Indien zo'n request wordt geaccepteerd wordt een logische verbinding (virtueel circuit) opgezet tussen de twee computers en kan data worden uitgewisseld. Deze gegevens worden in zogenoemde data-pakketjes verstuurd. Er is bij deze methode weinig overhead nodig tijdens het data-transport, aangezien de route vooraf bepaald is en de routeringsinformatie dus voor alle pakketten hetzelfde is. Een service die is gebaseerd is op CO wordt een Connection Oriented Network Service genoemd (CONS). X.25 is hiervan een voorbeeld.

Connection less (CL)
Het alternatief voor CO is een 'connection less' verbinding. Hierbij begint een computer gewoon met het versturen van gegevens en wacht daarna af of de ontvangde computer er iets mee doet. Er wordt dus géén connection request aan het netwerk verstuurd en verder bestaat er binnen het netwerk geen vaste route of logische verbinding. De consequentie hiervan is dat ervoor elk te verzenden data-pakket routeringsinformatie (onder andere het volledige netwerkadres van de zender en de ontvanger) meegestuurd moet worden. Een service die gebaseerd is op CL wordt een Connectionless Network Service genoemd (CLNS). Dit wordt ook wel een datagram-service genoemd. Het Internet Protocol (IP) is hiervan een voorbeeld.

Nog maar enkele jaren geleden was het grote discussiepunt welk concept het beste bij datanetwerken kan worden toegepast. Eerst een verbinding opbouwen (connection oriented) en dan over een 'vaste' logische verbinding data gaan uitwisselen, of connection less waarbij een computer direct gegevens verstuurt en het aan het netwerk en de ontvangende computer wordt over gelaten wat er mee gebeurd.

Beide hebben zowel voor als nadelen. Voor kleine hoeveelheden data is het eerst opbouwen van een logische verbinding relatief traag en soms zelfs overbodig. Een voordeel is echter dat accountingmechanismen en beveiliging relatief eenvoudig kunnen worden gekoppeld aan de opbouwfase van een verbinding.

De CL methode heeft, omdat er géén virtueel circuit is, als groot voordeel dat het netwerk robuust is, aangezien elk data pakket namelijk zelf in staat dient te zijn de juiste bestemming te bereiken. Het realiseren van accounting en beveiliging is echter moeilijk, evenals het voorkomen van congestie. Dit laatste heeft serieuze consequenties voor het beheer. Iedereen (elke computer) kan namelijk zo maar data gaan versturen naar zowel bestaande als niet-bestaande andere computers en het voorkomen van congestie is daardoor geen sinecure.

Voor beide oplossingen zijn nog vele andere positieve en negatieve argumenten aan te voeren die allemaal logisch en technisch te verantwoorden zijn. Marshall Rose gaat in 'The Open Book', [Rose, 1990] uitvoerig op deze materie in.

Einde kader

Frame Relay

De Frame Relay (F/R) technologie is nog niet zo oud. Eind jaren tachtig werd F/R geïntroduceerd als de logische opvolger van X.25. De werking van F/R lijkt ook op X.25, maar laat een hoop ballast van het X.25 protocol weg. Gevolg hiervan is dat met name de transportcapaciteit aanzienlijk hoger kan zijn. F/R netwerken kunnen over het algemeen een 2Mbit/s transportcapaciteit leveren en dat is voor veel van de huidige applicaties net voldoende voor wide area netwerktoepassingen. F/R kan ook gegarandeerde bandbreedte leveren tussen twee punten in het netwerk (dit wordt Committed Information Rate; CIR genoemd). In 1991 is een Frame Relay Forum opgericht om het gebruik van F/R te stimuleren. In de praktijk wordt F/R echter niet op grote schaal in publieke wide area netwerken toegepast. Wel wordt het regelmatig toegepast in grotere bedrijfnetwerken voor het koppelen van LAN's. Een technische ontwikkeling die waarschijnlijk een grotere kans maakt om zowel in publieke als lokale netwerken te worden gebruikt is ATM.

ATM

Op Asynchronous Transfer Mode (ATM) gebaseerde netwerken moeten gezien worden als belangrijke datatransportwegen voor het komende decennium. Iemand die het X.25 protokol goed kent zal bij ATM veel overeenkomsten aantreffen. Een kenmerk van ATM is de vaste pakketgrootte van 53 bytes, waarvan 5 bytes aan headerinformatie en 48 bytes beschikbaar is voor data (deze pakketten van 53 bytes worden ook wel cellen genoemd). Verder maakt ATM ook van virtuele verbindingen gebruik (dit wordt ook wel Virtual Channel Connection; VCC genoemd).
ATM kent transportsnelheden van 1.5 tot 155 Mbit/s en in de toekomst zelfs hoger. Deze snelheden worden gerealiseerd door gebruik te maken van verschillende typen interfaces (PDH en SDH) en fysieke media (waaronder voor hogere snelheden glasvezel).PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) wordt gebruikt voor de lagere snelheden (tot 155 Mbit/s) en SDH (Synchronous Digital Hierarchy) voor snelheden tot enkele Gbit/s.
Een ander belangrijk kenmerk is dat ATM verschillende 'transportklassen' kent, waarin onder andere onderscheid gemaakt wordt in transportsnelheid (throughput), variaties in vertragingstijden (delays) en het aantal fouten dat geaccepteerd wordt tijdens het transport (accuracy). Per applicatie kan worden gekozen voor een bepaalde transportklasse. Bij transport van spraak en video is het bijvoorbeeld niet nodig om realtime foutcorrectie toe te passen, aangezien dit storend zal werken op de ontvanger door schokkerige beelden. Verschillende transportsnelheden en de verschillende transportklassen maken het mogelijk om ATM te gebruiken voor een groot scala van toepassingen. Technisch is ATM geschikt om gebruikt te gaan worden voor spraak, data, images, video en multimedia toepassingen. In tabel 8 zijn de verschillende transportklassen opgenomen.

Tabel 8

Klasse A Klasse B Klasse C Klasse D
Constante vertraging nodig nodig niet nodig niet nodig
Constante bitrate constant variabel variabel variabel
Type connectie connectionoriented connectionoriented connectionoriented connectionless

Klasse A: huurlijn emulatie
Klasse B: video en audio met variabele bitrate
Klasse C: connection-oriented dataverkeer
Klasse D: connectionless dataverkeer

Om ATM-ontwikkelingen te stimuleren is in 1991 een ATM-Forum opgericht. Hierin werken fabrikanten en PTT's samen om standaarden voor te bereiden en implementaties van ATM op elkaar af te stemmen. In diverse landen zijn in de jaren 1993/94 pilots opgestart om het gebruik van ATM in de praktijk te toetsen [Jurg, Zegwaart, 1994]. De commitments die zijn aangegaan met betrekking tot ATM van computer- en netwerkproducenten en PTT's is groot. Dit maakt de kans groot dat ATM de facto transporttechnologie van vele digitale snelwegen, waaronder het Internet, zal worden.

Satelliet

Een nuttige spin-off van de ruimtevaart is het in omloop brengen van satellieten in de ruimte. Deze worden gebruikt om onder andere tv-signalen, telefoongesprekken en ook data in digitale vorm over grote afstanden (bijvoorbeeld tussen continenten) uit te wisselen. Met een eenvoudige schotelinstallatie van ongeveer 1.5 meter doorsnede kan al informatie worden uitgewisseld via een sateliet. Binnen het Internet worden satelliet-verbindingen vaak gebruikt voor het ontsluiten van gebieden waar nog geen volwaardige fysieke infrastructuur aanwezig is en ook voor (fysiek) moeilijk bereikbare gebieden (eilanden). Een grote technische beperking bij satellietcommunicatie is de tijd die een signaal nodig heeft om van zender naar ontvanger te komen, en omgekeerd. Dit wordt de 'Round Trip Time (RTT)' genoemd en deze bedraagt meer dan 500ms. Voor interactieve communicatie (remote access) is dit nauwelijks acceptabel, voor het uitwisselen van data-bestanden (file transfer) is dit geen enkel probleem. Een andere beperking van een satelliet is de 'footprint'. Dit is het bereik of dekkingsgebied van een satelliet. Over het algemeen kan een satelliet een deel van een werelddeel afdekken, maar indien een groter bereik wenselijk is moeten meerdere satelieten ingezet worden.

Er zijn twee soorten satellieten in omloop. Een LEO-satelliet (Low Earth Orbit) cirkelt op een geringe afstand (800 km) rond de aarde en doet dat relatief snel: tientallen malen per dag. Door de relatief geringe afstand zijn geen grote zend- en ontvangstinstallaties nodig om te communiceren met een LEO-satelliet. Een LEO-satelliet is echter niet altijd bereikbaar en daarom zullen er voor continue communicatie altijd meerdere van nodig zijn.

De GEO-satelliet (Geostationary Earth Orbit) bevindt zich in een geostationaire baan om de aarde, dat wil zeggen altijd op dezelfde plek ten opzichte van de aarde. Hiervoor moet een GEO-satelliet even snel rondom het middelpunt van de aarde draaien als de aarde om zijn as draait. Een GEO-satelliet bevindt zich op ongeveer 36.000 km afstand van de aarde. Dit maakt dat relatief dure zend- en ontvangstinstallaties nodig zijn. Er worden door grote communicatiebedrijven zoals Microsoft, Motorola en AT&T hard gewerkt aan grootschalig gebruik van satellieten voor telefoon- en datacommunicatie. Men denkt daarbij aan systemen waarbij enkele tien- tot honderdtallen satellieten in banen om de aarde cirkelen, die gebruikers in staat stellen met draagbare telefoons, vaste grondstations en semafoons met anderen te communiceren. Men denkt daarbij aan systemen waarbij per seconde miljoenen bits aan data verzonden kunnen worden. Voldoende om geluid en beeld, bijvoorbeeld in de vorm van werelddekkende videoconferencing mogelijk te maken.

Meer informatie:

Frame Relay Forum:
http://frame-relay.indiana.edu

ATM-Forum:
http://www.atmforum.com

ATM-Pilot:
http://www.nic.surfnet.nl/surfnet/projects/atm/sn4home.htm

Terug Hoofdstuk 5 Inhoud