X.25 und Frame Relay

X.25 und Frame Relay

-PPP, -CHAP, -PAP, -PPTP

Von Jacqueline Eberts & Iris MessowVon Jacqueline Eberts & Iris Messow

Inhalt

X.25 Frame Relay PPP PPTP CHAP PAP

Entwicklung Ende der 60iger Anfang der 70iger JahreEntwicklung Ende der 60iger Anfang der 70iger Jahre

19761976 Veröffentlichung der X.25-Empfehlung durch Comité Consultatif Veröffentlichung der X.25-Empfehlung durch Comité Consultatif International International

Téléphonique et Télégraphique (CCITT)Téléphonique et Télégraphique (CCITT)

CCITT ist heute ITUCCITT ist heute ITU19791979 Vermarktung DATEX-P von Deutsche Bundespost (Deutsche Vermarktung DATEX-P von Deutsche Bundespost (Deutsche

Telekom)Telekom)

Im Einsatz ist zumeist die Version von 1984Im Einsatz ist zumeist die Version von 1984

1988 1988 Letzte Anpassung der X.25-EmpfehlungLetzte Anpassung der X.25-Empfehlung

X.25X.25

GeschichteGeschichte

WANWANHostHost

X.25 X.25 GatewayGateway

X.25 X.25 NetzNetz


LANLAN

HostHost


HostHost

LANLAN

LANLAN

- Permanent Virtual CircuitPermanent Virtual CircuitPVC ( feste virtuelle PVC ( feste virtuelle Verbindungen)Verbindungen)

Zwei fest verbunden Zwei fest verbunden andere Verbindungen andere Verbindungen können nicht aufgebaut können nicht aufgebaut werdenwerden

- Switched Virtual Circuit – SVCSwitched Virtual Circuit – SVC(gewählte virtuelle Verbindung)(gewählte virtuelle Verbindung)

Verbindung besteht begrenztVerbindung besteht begrenztdurch Anwählendurch AnwählenBeide können die Verbindung lösen Beide können die Verbindung lösen Zu anderen X.25-Netzteilnehmern Zu anderen X.25-Netzteilnehmern kann eine virtuelle Verbindungen kann eine virtuelle Verbindungen aufgebaut werdenaufgebaut werden

X.25X.25

Frame RelayFrame Relay

Der Begriff Frame RelayDer Begriff Frame Relay

Der Begriff Frame Relay lässt sich aus der Funktionsweise Der Begriff Frame Relay lässt sich aus der Funktionsweise

desTransportverfahrens ableiten. Jeder Zwischenknoten, der auf dem desTransportverfahrens ableiten. Jeder Zwischenknoten, der auf dem

Wege des Datenpaketes vom Sender zum Empfänger passiert, gibt den Wege des Datenpaketes vom Sender zum Empfänger passiert, gibt den

Frame gemäß Routing-Information im DLCI weiter.Frame gemäß Routing-Information im DLCI weiter.

Was ist Frame Relay eigentlich?Was ist Frame Relay eigentlich?

• Hochgeschwindigkeits-ÜbertragungstechnologieHochgeschwindigkeits-Übertragungstechnologie

• wird in Netzen zur Verbindung von LAN, SNA, Internet und wird in Netzen zur Verbindung von LAN, SNA, Internet und

Sprachanwendungen Sprachanwendungen genutztgenutzt

• werden Informationen in Form von Frames oder Paketen in werden Informationen in Form von Frames oder Paketen in

Weitverkehrsnetzen Weitverkehrsnetzen übermittelt.übermittelt.


EntwicklungEntwicklung

• Basiert auf Fast Packet Switching (FPS)Basiert auf Fast Packet Switching (FPS)

• Paketlänge ist variabelPaketlänge ist variabel

• statistisches Multiplexing zur Kontrolle des Netzwerkzugriffs ermöglicht eine statistisches Multiplexing zur Kontrolle des Netzwerkzugriffs ermöglicht eine

flexible, flexible, effiziente Nutzung der verfügbaren Bandbreiteeffiziente Nutzung der verfügbaren Bandbreite

• 1984 erfolgte erste Standardisierung durch die CCITT (keine vollständige 1984 erfolgte erste Standardisierung durch die CCITT (keine vollständige

Spezifikation)Spezifikation)

• 1990 Cisco, DEC, Northern Telecom und StrataCom bildeten ein Konsortium, 1990 Cisco, DEC, Northern Telecom und StrataCom bildeten ein Konsortium,

dass auf der dass auf der vollständigen Spezifikation aufbaute und Erweiterungen vollständigen Spezifikation aufbaute und Erweiterungen

entwickelteentwickelte

• International wurde Frame Relay durch die ITU-T in der USA durch ANSI International wurde Frame Relay durch die ITU-T in der USA durch ANSI

standardisiert.standardisiert.


FPS (Fast Packet Switching)FPS (Fast Packet Switching)

Vorteile gegenüber X.25:Vorteile gegenüber X.25:

• Intermediate Nodes müssen nicht mehr unter hohem Rechenaufwand Intermediate Nodes müssen nicht mehr unter hohem Rechenaufwand

ankommende ankommende Datenpakete bis in den Layer 3 hinauf analysieren.Datenpakete bis in den Layer 3 hinauf analysieren.

• Ende-zu-Ende Verbindung bereits in der zweiten Schicht des OSI-LayersEnde-zu-Ende Verbindung bereits in der zweiten Schicht des OSI-Layers

• enorme Geschwindigkeit (Einsparung von Fehler- und Datenflusskontrolle)enorme Geschwindigkeit (Einsparung von Fehler- und Datenflusskontrolle)

7766

4433

22

11

55

X.25

FPS

Knoten AKnoten A ZwischenknotenZwischenknoten Knoten BKnoten B

DLCDLC

FPAFPA

FPRFPR

DLCDLC

FPAFPA

FPRFPR

DLCDLC

FPAFPA

FPRFPR

Abbildung: Veränderte Architektur Im FPS gegenüber X.25Abbildung: Veränderte Architektur Im FPS gegenüber X.25


FPS (Fast Packet Switching)FPS (Fast Packet Switching)

Der ISO/OSI-Layer 2 ist im FPS nochmals in 3 Schichten unterteilt:Der ISO/OSI-Layer 2 ist im FPS nochmals in 3 Schichten unterteilt:

• Fast Packet Relay (FPR) SublayerFast Packet Relay (FPR) Sublayer• Fast Packet Adaptation (FPA) SublayerFast Packet Adaptation (FPA) Sublayer• Data Link Control (DLC Physical LayerData Link Control (DLC Physical Layer

Innerhalb des FPS existieren 2 Betriebsverfahren:Innerhalb des FPS existieren 2 Betriebsverfahren:

• Frame RelayFrame Relay• Cell Relay (findet im ATM-Umfeld Anwendung)Cell Relay (findet im ATM-Umfeld Anwendung)


Grundprinzipien des Frame RelayGrundprinzipien des Frame Relay

• Multiplexverfahren virtueller VerbindungenMultiplexverfahren virtueller Verbindungen

• synchrone Übertragungstechniksynchrone Übertragungstechnik

• Unterschied zu X.25: Unterschied zu X.25:

- verbindungsorientiertes Protokoll- verbindungsorientiertes Protokoll

- Geschwindigkeiten von 64 kbit/s bis zu 45 Mbit/s- Geschwindigkeiten von 64 kbit/s bis zu 45 Mbit/s


Was ist ein Frame?Was ist ein Frame?

In der Kommunikationstechnik ist ein Frame ein Datenpaket der In der Kommunikationstechnik ist ein Frame ein Datenpaket der

Sicherungsschicht, das die Header- und Trailer-Informationen Sicherungsschicht, das die Header- und Trailer-Informationen

enthält, die die Bitübertragungsschicht für die Übertragung enthält, die die Bitübertragungsschicht für die Übertragung

benötigt. Frames sind also verkapselte Datenpakete der benötigt. Frames sind also verkapselte Datenpakete der

Vermittlungsschicht.Vermittlungsschicht.

PPPPPP


• 1994 Standardisierung1994 Standardisierung

• 1999 Ablösung durch PPTP1999 Ablösung durch PPTP

Point-to-Point ProtocolPoint-to-Point Protocol

PPPPPPEigenschaftenEigenschaften

• Verfügt über eine Methode zur Encapsulation (= Verkapselung) von Verfügt über eine Methode zur Encapsulation (= Verkapselung) von

Datagrammen Datagrammen

(HDLC-basierend)(HDLC-basierend)

• Zum Aufbau von Data-Links, ihrer Konfigurierbarkeit und ihrer Zum Aufbau von Data-Links, ihrer Konfigurierbarkeit und ihrer

Überprüfung wird Überprüfung wird das Protokoll LCP, Link Control Protocol das Protokoll LCP, Link Control Protocol

eingeführteingeführt

• Netzwerk-Steuer-Protokolle ermöglichen die Steuerung und Konfiguration Netzwerk-Steuer-Protokolle ermöglichen die Steuerung und Konfiguration

verschiedener Netzwerkprotokolle, die parallel betrieben werden können. verschiedener Netzwerkprotokolle, die parallel betrieben werden können.

Z.B. IPCP (Internet Protocol Control Protocol) ist für IP zuständigZ.B. IPCP (Internet Protocol Control Protocol) ist für IP zuständig

• benötigt Full-Duplex Verbindungenbenötigt Full-Duplex Verbindungen

• Realisierung über Wählleitungen oder FestverbindungenRealisierung über Wählleitungen oder Festverbindungen

• MultiprotokollfähigkeitMultiprotokollfähigkeit

• kann auf jeder gängigen Hardware eingesetzt werdenkann auf jeder gängigen Hardware eingesetzt werden


PPPPPPEigenschaftenEigenschaften

Laut PPP-Konventionen müssen vor Abbildung eines Netzwerk-Layer-Protokolls auf Laut PPP-Konventionen müssen vor Abbildung eines Netzwerk-Layer-Protokolls auf

einem Data-Link folgende Phasen innerhalb des Link Control Protocols durchlaufen einem Data-Link folgende Phasen innerhalb des Link Control Protocols durchlaufen

werden:werden:

• Link Establishment und Configuration NegotiationLink Establishment und Configuration Negotiation

Austauschung von LCP-Paketen und Aushandlung von KonfigurationsoptionenAustauschung von LCP-Paketen und Aushandlung von Konfigurationsoptionen

• Link Quality DeterminationLink Quality Determination

Diese Phase ist optional. Ermöglicht Steigerung der Verbindungsqualität durch Diese Phase ist optional. Ermöglicht Steigerung der Verbindungsqualität durch

Verwendung von Echo-, Request- und Reply-MechanismenVerwendung von Echo-, Request- und Reply-Mechanismen

• AuthentificationAuthentification

Diese Phase ist optional. Methoden zur Authentifizierung werden festgelegt.Diese Phase ist optional. Methoden zur Authentifizierung werden festgelegt.

• Network-Layer Protocol Configuration NegotiationNetwork-Layer Protocol Configuration Negotiation

Das entsprechende Network Control Protocol konfiguriert nun das Netzwerk-Layer Das entsprechende Network Control Protocol konfiguriert nun das Netzwerk-Layer

Protokoll.Protokoll.

• Link TerminationLink Termination

Durch Eingriff des Anwenders bzw. durch eingetretene Fehlbedingungen kann LCP Durch Eingriff des Anwenders bzw. durch eingetretene Fehlbedingungen kann LCP

den den Link jederzeit abbrechen.Link jederzeit abbrechen.


PPPPPP

Aufbau eines PPP-FramesAufbau eines PPP-Frames

Start Start FlagFlag Addr.Addr. ControlControl ProtokollProtokoll InformationInformation FCSFCS End End

FlagFlag

Abbildung: PPP-Paketformate – LCP-Paket und DatenpaketeAbbildung: PPP-Paketformate – LCP-Paket und Datenpakete

Bietet 2 verschiedene Paketformate:Bietet 2 verschiedene Paketformate:

• LCP-PaketLCP-Paket• Datenpaket mit den eigentlichen Datenpaket mit den eigentlichen

NutzdatenNutzdaten


PPPPPP

Aufbau eines PPP-FramesAufbau eines PPP-Frames

Start Start FlagFlag Addr.Addr. ControContro

llProtokollProtokoll InformationInformation FCSFCS End End

FlagFlag

CodeCode Identif.Identif. LängeLänge Daten oder OptionDaten oder Option

IP-HeaderIP-Header TCP-TCP-HeaderHeader AnwendungsdatenAnwendungsdaten

LCP-PaketLCP-Paket

DatenpakDatenpaketet

Abbildung: PPP-Paketformate – LCP-Paket und DatenpaketeAbbildung: PPP-Paketformate – LCP-Paket und Datenpakete

Unterschiede lediglich im Informationsfeld:Unterschiede lediglich im Informationsfeld:

• LCPLCP

Code, Identifikation, Länge und Daten bzw. Code, Identifikation, Länge und Daten bzw.

OptionOption• DatenpaketDatenpaket

z.B. für einen IP-Frame:z.B. für einen IP-Frame:

IP-Header, TCP-Header und den Nutz- bzw.IP-Header, TCP-Header und den Nutz- bzw.

AnwendungsdatenAnwendungsdaten


PPTP PPTP


• stellt die Weiterentwicklung von PPP darstellt die Weiterentwicklung von PPP dar

• Aufgrund zusätzlicher Anforderungen bez. Datensicherheit während des Aufgrund zusätzlicher Anforderungen bez. Datensicherheit während des

Transport-Transport- vorgangs erforderte es ein Protokoll, dass das bisher vorgangs erforderte es ein Protokoll, dass das bisher

verwendete PPP-Protokoll als verwendete PPP-Protokoll als sichere Datenverbindung über sog. IP-sichere Datenverbindung über sog. IP-

Tunnel zur Verfügung stellen kann.Tunnel zur Verfügung stellen kann.

• Juli 1999 wurden die Protokollspezifikationen zusammengetragen und Juli 1999 wurden die Protokollspezifikationen zusammengetragen und

veröffentlichtveröffentlicht

Point-to-Point Tunneling ProtocolPoint-to-Point Tunneling Protocol

EigenschaftenEigenschaften

• Datenverbindung und Verbindungsaufbau sind verschlüsseltDatenverbindung und Verbindungsaufbau sind verschlüsselt

PPTP PPTP

CharakterisierungCharakterisierung

Differenzierung des Kommunikationspaares in:Differenzierung des Kommunikationspaares in:

• Client (PPTP Access Consentrator (PAC))Client (PPTP Access Consentrator (PAC))

• Server (PPTP Network Server (PNS))Server (PPTP Network Server (PNS))

Zur Kommunikation werden zwei parallele Prozeduren benutzt:Zur Kommunikation werden zwei parallele Prozeduren benutzt:

• VerbindungskontrolleVerbindungskontrolle

• IP-TunnelIP-Tunnel

Point-to-Point Tunneling ProtocolPoint-to-Point Tunneling Protocol

CHAP CHAP

• Sicherheitsfunktion auf Verbindung mit PPP-KapselungSicherheitsfunktion auf Verbindung mit PPP-Kapselung

• Verhindert nicht unberechtigten Zugriff; ermittelt nur Verhindert nicht unberechtigten Zugriff; ermittelt nur

Remote-EndgerätRemote-Endgerät

• Router oder Access-Server legt fest, ob Zugriff gewährt wirdRouter oder Access-Server legt fest, ob Zugriff gewährt wird

Challenge Handshake Authentication ProtokollChallenge Handshake Authentication Protokoll

PAP PAP

• AuthentifizierungsprotokollAuthentifizierungsprotokoll

• leitet Kennwort unverschlüsselt weiterleitet Kennwort unverschlüsselt weiter

• verhindert den nicht authorisierten Zugang nicht selbst, verhindert den nicht authorisierten Zugang nicht selbst,

sondern identifiziert das Remote-Endgerätsondern identifiziert das Remote-Endgerät

• Router entscheidet, ob Zugang gestattet istRouter entscheidet, ob Zugang gestattet ist

Password Authentication ProtocolPassword Authentication Protocol

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