docdydaktyczny pakiet alalizatora protokołu sygnalizacyjnego dss1
download 
Reklamacja Transkrypt
dydaktyczny pakiet alalizatora protokołu sygnalizacyjnego dss1
www.pwt.et.put.poznan.pl Dariusz Kościelnik Jacek Stępień Katedra Elektroniki Akademia Górniczo-Hutnicza [email protected], [email protected] 2005 Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne Poznań 8 - 9 grudnia 2005 DYDAKTYCZNY PAKIET ALALIZATORA PROTOKOŁU SYGNALIZACYJNEGO DSS1 Streszczenie: W artykule przedstawiono program dydaktycznego analizatora protokołu sygnalizacyjnego DSS1 opracowany w Katedrze Elektroniki AGH. Przygotowany pakiet, współpracując z prototypową kartą IEC pozwala na: generowanie i przechwytywanie wiadomości protokołu DSS1, emulowanie pracy terminala telefonicznego sieci ISDN oraz definiowanie i testowanie poprawności własnych pakietów. Jego głównymi zaletami są: bardzo prosta obsługa i swobodnie wybierany poziom szczegółowości prezentowanych informacji. 1. WPROWADZENIE Jednymi z najbardziej rozbudowanych i skomplikowanych składników współczesnych sieci telekomunikacyjnych są ich protokoły sygnalizacyjne. Struktura i parametry protokołu sygnalizacyjnego mogą wpływać na liczbę i rodzaje świadczonych usług w większym stopniu niż sama konstrukcja warstwy fizycznej danego systemu. Coraz więcej czasu na wykładach i ćwiczeniach laboratoryjnych należy zatem poświęcić omawianiu tych protokołów i praktycznemu zapoznawaniu studentów ze sposobami ich działania. Obserwowanie oraz rejestrowanie przebiegu procesu sygnalizacyjnego wymaga jednak zastosowania odpowiedniej aparatury pomiarowej, której koszt często przekracza możliwości budżetowe jednostek dydaktycznych. Stąd rosnąca potrzeba poszukiwania własnych rozwiązań, pozwalających na wykonanie niezbędnych ćwiczeń i eksperymentów dzięki często nietypowemu sposobowi wykorzystywania posiadanych już urządzeń. Inne rozwiązanie polega na zaprojektowaniu i wykonaniu własnych układów: testerów, emulatorów i rejestratorów oraz przygotowaniu towarzyszącego im oprogramowania. W Katedrze Elektroniki Akademii GórniczoHutniczej są prowadzone od wielu lat wykłady i zajęcia laboratoryjne, których tematem jest cyfrowa sieć z integracją usług – ISDN. Na potrzeby tego przedmiotu przygotowano odpowiednie zaplecze aparaturowe, w którym jedno z głównych miejsc zajmują testery i analizatory protokołu sygnalizacyjnego łącza abonenckiego – DSS1 (Digital Subscriber Signaling System No 1). Podstawowym problemem, jaki napotkano przy opracowywaniu wykorzystywanego obecnie systemu było stworzenie oprogramowania dydaktycznego. Pakiet taki musi charakteryzować się bardzo jasnym i przejrzystym sposobem prezentowania badanych zagadnień oraz daleko posuniętą intuicyjnością obsługi. W ciągu kilku ko- PWT 2005 - POZNAŃ 8-9 GRUDNIA 2005 lejnych ćwiczeń program powinien umożliwić studentowi: zapoznanie się z różnymi scenariuszami procesu sygnalizacyjnego, ingerowanie w ich przebieg i ostatecznie własnoręczne zainicjowanie oraz nadzorowanie wybranych procesów. 2. PROFESJONALNE ANALIZATORY PROTOKOŁU DSS1 Dla studentów specjalności Aparatura Elektroniczna poznawanie tajników pracy protokołu sygnalizacyjnego jest często dużo trudniejsze niż biegłe posługiwanie się rejestrami rozbudowanych funkcjonalnie układów scalonych. Dlatego tak istotne wydaje się maksymalne uproszczenie sposobu wykonywania pierwszych ćwiczeń, poprzedzających późniejsze wykorzystywanie profesjonalnych analizatorów protokołu sygnalizacyjnego. Laboratorium ISDN jest obecnie wyposażone w kilka przyrządów typu IBT-10, IBT-100 i IBT-300, produkowanych przez firmę Acterna. Sprzęt tej klasy dysponuje naturalnie wieloma atutami, bardzo przydatnymi w trakcie wykonywania ćwiczeń studenckich. Jego podstawowe przeznaczenie jest jednak zupełnie inne. Dlatego trudno oczekiwać, iż będzie on spełniał wszystkie, specyficzne wymagania tego typu użytkowników. Podstawowy problem stwarza wysoki poziom skomplikowania oprogramowania dostarczanego przez producenta, zarówno znajdującego się w samym analizatorze, jak i instalowanego na współpracującym z nim komputerze. Dostępne, bardzo liczne opcje często całkowicie uniemożliwiają studentom natychmiastowe, samodzielne korzystanie z tych urządzeń. Lektura nawet bardzo skróconej wersji instrukcji obsługi zajmuje niestety sporo czasu, którego może później zabraknąć na samo przeprowadzenie ćwiczenia. Drugim istotnym ograniczeniem typowych analizatorów jest brak prostych metod ingerowania w przebieg obserwowanego procesu sygnalizacyjnego. Urządzenia te doskonale emulują pracę wielu bloków funkcyjnych sieci ISDN, generując pełne sekwencje wiadomości. Jednak tworzenie i wysyłanie za ich pomocą własnoręcznie skonstruowanych pakietów jest zwykle bardzo trudne, o ile w ogóle możliwe. Tym czasem metoda ta daje zdecydowanie lepsze rezultaty dydaktyczne niż bierna obserwacja ruchu generowanego automatycznie przez poszczególne urządzenia. Z wymienionych wyżej powodów zdecydowano się na przygotowanie własnego 1/6 www.pwt.et.put.poznan.pl zestawu edukacyjnego, pozwalającego na przeprowadzanie kilku pierwszych ćwiczeń. Aby uniknąć konieczności projektowania i wykonywania własnej platformy sprzętowej, która dla studentów stanowiłaby nowy, nieużywany do tej pory element, postanowiono wykorzystać w tym celu prototypowe karty IEC (ISDN Express Card) firmy Mitel (obecnie Zarlink). Podzespoły te są używane do przeprowadzenia kilku wcześniejszych ćwiczeń laboratoryjnych, zapoznających studentów z zasadami funkcjonowania magistrali ST-BUS, projektowania i programowania wybranych bloków funkcjonalnych dostępu abonenckiego oraz obserwowania ramki fizycznej styku S. Na kolejnym etapie wykonywania ćwiczeń karty IEC nie kryją zatem już żadnych tajemnic. Przygotowanie i uruchomienie odpowiedniego oprogramowania pozwala natomiast przekształcić je w bardzo proste analizatory pakietów odbieranych za pośrednictwem kanału D. Urządzenia te nadają się także doskonale do generowania własnych wiadomości, wysyłanych w stronę centrali (NT2 lub ET) oraz pełnego emulowania pracy terminala telefonicznego sieci ISDN. 3. PROGRAM DYDAKTYCZNEGO ANALIZATORA PROTOKOŁU DSS1 Pierwsza wersja przygotowanego programu DSS1 pracuje pod kontrolą systemu DOS, wykorzystując tekstowy tryb prezentowania informacji. W celu zwiększenia pojemności ekranu włączono jedynie opcję wyświetlania 50 linii znaków. Przyjęte rozwiązanie może wydawać się nieco anachroniczne. Zastosowanie go pozwoliło jednak na znacznie szybsze opracowanie prototypowej wersji omawianego pakietu. Z pewnością jego następne wydanie zostanie przygotowane staranniej pod względem zastosowanej szaty graficznej. Warto jednak podkreślić, iż wbrew przewidywaniom, tak prosty sposób prezentowania danych zaskarbił sobie dużą sympatię studentów. Być może dlatego, że jest ona utożsamiana z pozornie małą komplikacją obserwowanych procesów. Program DSS1 komunikuje się z użytkownikiem za pośrednictwem trzech okien (rys. 1). Główne, prawe okno przedstawia treść pakietów wysłanych przez terminal (kierunek TE->ET) oraz odebranych od centrali (kierunek ET->TE). Na ekranie komputera można także obserwować pakiety generowane przez centralę, których adresatami są inne terminale dołączone do danego styku S. Niestety, konstrukcja karty IEC nie pozwala na przechwytywanie wiadomości generowanych przez te urządzenia i płynących w kierunku sieci. Dla każdego z wyświetlanych pakietów program podaje jego typ i zawartość wpisaną w szablon odpowiedni dla rozpoznanego rodzaju ramki LAP D (Link Access Protocol on D Channel). Jeżeli odebrany lub wysyłany pakiet ma strukturę zgodną z obowiązującymi normami, to następna linia (opatrzona symbolem LAYER2) zawiera jego wszystkie parametry istotne dla warstwy drugiej protokołu LAP D (SAPI, TEI, C/R, P/F, N(S) i N(R)). Prezentacja pakietów przenoszących dane procedur zarządzania związane z procesami obsługi wskaźników TEI jest ponadto uzupełniana wyświetleniem w trzeciej PWT 2005 - POZNAŃ 8-9 GRUDNIA 2005 linii (rozpoczynającej się wówczas symbolem MANAGE) wszystkich parametrów zdefiniowanych dla ramek tego typu (Ri, Typ, Ai). Rys. 1. Zawartość ekranu programu DSS1 (tymczasowo zatrzymano proces przechwytywania kolejnych ramek LAP D) W przypadku pakietów przenoszących prawidłowo zbudowane wiadomości protokołu D (warstwy 3) program przeprowadza ponadto pełną analizę zawartości pola danych. Najważniejsze elementy wiadomości warstwy trzeciej są wówczas wyświetlane bezpośrednio pod opisem pól ramki LAP D, w linii oznaczonej nagłówkiem LAYER3. Główne okno programu podaje także informacje o: uaktywnieniu lub dezaktywowaniu magistrali styku S, problemach z osiągnięciem stanu synchronizacji, otworzeniu lub zamknięciu pliku gromadzącego dane o przesłanych pakietach oraz błędach wykrytych w odbieranych ramkach. Jeżeli program DSS1 pracuje w trybie emulacji cyfrowego terminala telefonicznego to główne okno podaje także komunikaty o wykryciu podniesienia lub odłożenia mikrotelefonu. Lewe, górne okno programu DSS1 pełni funkcję podręcznego, łatwo dostępnego menu. Wyświetlane tam informacje podają aktualny sposób przyporządkowania klawiszom funkcyjnym odpowiednich działań. Zawartość i kolor tła tego okna zależą od ewentualnego naciśnięcia klawiszy modyfikatorów: Shift, Alt lub Ctrl. Jeżeli żaden z wymienionych przycisków nie został naciśnięty, to menu pozwala na wysłanie dowolnej ramki warstwy 2 (typu I, S lub U). Zawartość generowanych wówczas pakietów została zdefiniowana w pamięci programu zgodnie z obowiązującymi normami. Naciśnięcie klawisza Shift przywołuje na ekran menu pozwalające wysyłać predefiniowane ramki typu UI, przenoszące standardowe polecenia procedury zarządzania terminalem. Pakiety te umożliwiają przeprowadzenie obsługi identyfikatra TEI (Terminal Endpoint Identifier). Omawianą grupę tworzą trzy ramki UI, zawierające wiadomości: Identify Request, Identify Check Response i Identify Verify. Pozostałym klawiszom funkcyjnym tego okna przypisano najważniejsze rodzaje wiadomości warstwy 3. Wysyłanie ich w odpowiednich sekwencjach pozwala na zestawianie, przyj- 2/6 www.pwt.et.put.poznan.pl mowanie oraz rozłączanie typowych połączeń telefonicznych. Program DSS1 pozwala także na zdefiniowanie przez użytkownik własnego zestawu dwunastu ramek. Używane w tym celu menu jest przywoływane za pośrednictwem klawisza Alt. Każdy z własnoręcznie przygotowanych pakietów może zostać wysłany w dowolnej chwili. Wykonanie tej operacji wymaga jedynie naciśnięcia modyfikatora Ctrl oraz odpowiedniego klawisza funkcyjnego. Treść wszystkich nadawanych ramek jest prezentowana w głównym oknie eranu. Program DSS1 dokonuje natychmiastowej analizy zdefiniowanych pakietów, rozpoznając ich typy i zawartości poszczególnych pól. Rozwiązanie to pozwala użytkownikowi na szybkie przetestowanie poprawności przygotowanych przez siebie bloków. Aktualny stan terminala oraz tryb jego pracy można odczytać z okna wyświetlanego w lewym, dolnym rogu ekranu (rys. 1). Zawartość tego okna jest ciągle uaktualniana, prezentując stan: warstwy 1, 2 i 3, przypisany obecnie terminalowi identyfikator TEI, a także tryb pracy programu, wskaźnik kanału podsłuchiwanego za pomocą układu scalonego telefonu znajdującego się na karcie IEC, położenie mikrotelefonu oraz numer tworzonego aktualnie pliku danych. 3.1. Tryby pracy programu DSS1 W swym podstawowym trybie pracy program DSS1 umożliwia użytkownikowi wysyłania prostych sekwencji ramek oraz jednoczesne odbieranie wszystkich pakietów sygnalizacyjnych, generowanych przez sieć w odpowiedzi na skierowane do niej wymuszenia. Zarówno nadawane, jak i przechwytywane ramki są wyświetlane na ekranie w formie bloków z wyraźnie wyodrębnionymi polami: flag początku, adresowym, sterującym, danych, sumy kontrolnej i flagi końca. Przykład prostej sekwencji wymiany danych przedstawiono na rys. 2. Użytkownik zażądał zestawienia w warstwie 2 nowego kanału logicznego, nakazując programowi wysłanie ramki SABME (Set Asynchronous Balanced Extended Mode). Aby transmisja pakietu stała się możliwa program automatycznie skierował do warstwy 1 żądanie uaktywnienia styku S. Poprawne wykonanie tego zadania zostało zasygnalizowane użytkownikowi w postaci odpowiedniego komentarza, umieszczonego w głównym oknie programu (rys. 2). Tuż pod nim pojawiła się struktura wysyłanej ramki SABME. Strona sieciowa przyjęła żądanie zestawienia nowego kanału logicznego, potwierdzając je ramką UA (Unnumbered Acknowledge). Poprawność utworzonego w warstwie 2 połączenia jest badana po upływie 10 sekund jego nieaktywności. Sieć wysyła w tym celu ramkę typu RR (Receiver Ready), nadaną w trybie polecenia (Command). Użytkownik programu powinien potwierdzić poprawne funkcjonowanie kanału, odpowiadając podobną ramką typu RR, lecz tym razem wysłaną w trybie odpowiedzi (Response). Brak zainteresowania kanałem logicznym ze strony warstwy 3 doprowadzi po następnych 5 sekundach do wysłania przez sieć żądania jego natychmiastowego zamknięcia, mającego postać ramki DISC (Disconnected). W tej sytuacji użytkownikowi pozostaje jedynie po- PWT 2005 - POZNAŃ 8-9 GRUDNIA 2005 twierdzenie zamknięcia połączenia logicznego poprzez wysłanie w kierunku sieci ramki nienumerowanego potwierdzenia – UA (rys. 2). Po upływie następnych 10 sekund sieć zażąda także dezaktywacji nieużywanego styku S, o czym użytkownik zostanie poinformowały odpowiednim komentarzem pojawiającym się w głównym oknie programu. Rys. 2. Przykład ręcznego generowania prostej sekwencji ramek wymienianych pomiędzy warstwami łącza danych Samodzielna obsługa kanału logicznego może sprawić studentowi wiele problemów. Część z nich wynika po prostu z konieczności odpowiednio szybkiego podejmowania decyzji o właściwym sposobie reagowania na pojawiającą się sytuację. Przekroczenie obowiązujących ram czasowych spowoduje uruchomienie przez sieć procesów awaryjnych, mających na celu reinicjalizację lub zamknięcie niesprawnego jej zdaniem kanału logicznego. Program DSS1 wyposażono jednak w możliwość automatycznego reagowania na poszczególne sytuacje. Procedury obsługujące warstwę 2, 3 oraz płaszczyznę zarządzania mogą być w dowolnej chwili indywidualnie przełączane pomiędzy ręcznym i automatycznym trybem pracy. Umiejętne wykorzystanie tych możliwości i odpowiednie skonfigurowanie programu pozwala studentowi skupić się nad aktualnie badanym zagadnieniem, pozostawiając obsługę innych warstw protokołu sygnalizacyjnego procedurom pracującym w trybie automatycznym. Ilustracją tego niech będzie zestaw zadań wykonywanych samodzielnie przez warstwę 2, który obejmuje m.in.: odmierzanie wszystkich wymaganych przedziałów czasowych, potwierdzanie poprawnie odebranych ramek, wysyłanie żądań retransmisji brakujących bloków, odpowiednie numerowanie własnych pakietów, komunikowanie się z obiektami zewnętrznymi (warstwą 1, 3 i płaszczyzną zarządzania) oraz zestawianie, podtrzymywanie i zamykanie kanałów logicznych zgodnie z poleceniami wydawanymi bezpośrednio przez użytkownika, stronę sieciową lub sygnałami pochodzącymi z warstwy 3. Po włączeniu automatycznego trybu pracy warstwy 2 oraz płaszczyzny zarządzania użytkownikowi chcącemu zestawić i tymczasowo utrzymać kanał logiczny pozostaje jedynie przekazanie programowi żądania 3/6 www.pwt.et.put.poznan.pl wysłanie ramki SABME, sprowadzające się do naciśnięcia klawisza F1. Zakładając, iż tym razem terminal był pozbawiony własnego identyfikatora TEI można zaobserwować proces samodzielnego zwrócenia się przez procedurę obsługi warstwy 2 do płaszczyzny zarządzania z prośbą o przypisanie terminalowi numeru TEI. Zarządzanie z kolei zażąda od warstwy 2 wysłania ramki UI (Unnumbered Information), przenoszącej wiadomość typu IdReq (Identity Request). Jeżeli sieć zdecyduje się przypisać terminalowi nowy identyfikator, to po krótkiej chwili na ekranie pojawi się wysłana przez nią ramka UI, przenosząca wiadomość IdAsg (Identity Assigned) oraz nadany terminalowi numer TEI (rys. 3). Warstwa 2 przystąpi następnie do automatycznego zestawienia kanału logicznego, podtrzymywania go tak długo, jak sieć jej na to pozwoli oraz ostatecznego potwierdzenia jego zamknięcia (rys. 3).. nych. Wykonanie tego zadania wymaga od warstwy 2 przekazanie warstwie 1 żądania uaktywnienia magistrali styku S. Gdy odpowiedni stan zostanie osiągnięty i zasygnalizowany warstwie 2, do warstwy 1 jest kierowane następne żądanie, dotyczące przesłania ramki o podanej zawartości (rys. 4). Wykonanie tej czynności powoduje umieszczenie na ekranie komputera treści wygenerowanego ostatecznie pakietu. Kolejne przesyłane ramki i towarzyszące im sygnały doprowadzą do przypisania terminalowi nowego identyfikatora TEI, zestawienia z jego użyciem kanału logicznego, podtrzymania jego pracy i w końcu zamknięcia nieużywanego połączenia. Nieco później nastąpi dezaktywacja styku S, przeprowadzana na żądanie strony sieciowej, czego nie obejmuje już fragment sygnalizacji pokazanej na rys. 4. Rys. 4. Zestaw informacji podawanych przez program DSS1 pracujący w trybie wyświetlania procedur podstawowych Rys. 3. Przykład pracy programu DSS1 w sytuacji włączenia automatycznej obsługi warstwy 2 i płaszczyzny zarządzania Następnym etapem poznawania zasad wzajemnej współpracy składników protokołu sygnalizacyjnego jest uruchomienie wyświetlania przez program sygnałów (procedur podstawowych – primitives) wymienianych pomiędzy nimi. Przeprowadzając jeszcze raz to samo doświadczenie, polegające na zestawieniu kanału logicznego w warstwie 2 z jednocześnie włączoną opcją wizualizacji współpracy międzywarstwowej użytkownik otrzymuje na ekranie zestaw komunikatów pokazanych na rys. 4. Pierwszy z widocznych sygnałów jest symbolicznym wskazaniem działania wykonanego przez użytkownika, polegającego na zażądaniu wysłania w kierunku sieci ramki SABME. Pozostałe komunikaty odpowiadają ściśle zdefiniowanym obowiązującymi normami procedurom podstawowym oraz trybom ich uruchamiania. Pierwszy z sygnałów, kierowany z warstwy 2 do płaszczyzny zarządzania w trybie wskazania (Indication) sygnalizuje potrzebę przypisania identyfikatora TEI terminalowi pozbawionemu aktualnie własnego numeru. Poniżej jest podawany nowy stan, w którym znajdzie się obecnie warstwa 2. Następnym pokazywanym procesem jest przekazanie warstwie 2 przez płaszczyznę zarządzania zlecenia wysłania ramki UI z podanym polem da- PWT 2005 - POZNAŃ 8-9 GRUDNIA 2005 Program DSS1 wyposażono w wiele kompletnych funkcjonalnie procedur umożliwiających uruchomienie automatycznej obsługi warstwy: 1, 2 i 3, płaszczyzny zarządzania oraz sterowania pracą terminala, ulokowanego w warstwach wyższych. Włączenie tych opcji pozwala wprowadzić program w tryb pełnej emulacji terminala telefonicznego, spełniającego wszystkie wymagania sieci ISDN. Skorzystanie z jego usług pozwala na wygodne zestawianie i nadzorowanie połączeń telefonicznych. Do sygnalizowania czynności podniesienia lub odłożenia mikrotelefonu jest wykorzystywany klawisz Enter. Użytkownik może zarówno zestawić dowolne połączenie wychodzące, podając numer abonenta wywoływanego lub odebrać połączenie przychodzące. Po utworzeniu wymaganego kanału fonicznego klawiatura numeryczna terminala jest przełączana w tryb generowania sygnałów DTMF. Opcja ta pozwala m.in. na komunikowanie się z automatami znajdującymi się na drugim końcu łącza, sterowanymi za pomocą takiego właśnie zestawu kodów. Użytkownik cały czas ma także dostęp do dodatkowego wyposażenia znajdującego się na karcie IEC. Może zatem skorzystać z zestawu głośnomówiącego, regulować wzmocnienie toru audio oraz definiować natężenie i wzór sygnału przywoływania. Najciekawszą cechą terminala pozostaje jednak możliwość obserwowania i ingerowania w przebieg procesu 4/6 www.pwt.et.put.poznan.pl sygnalizacji. Po włączeniu automatycznej obsługi warstwy 3 program sam generuje wymagane sekwencje wiadomości protokołu D, reagując na informacje przekazywane mu przez sieć. Użytkownik może jedna w dowolnej chwili zażądać wysłania jednej ze zdefiniowanych wiadomości, zmieniając w ten sposób zwykły przebieg tego procesu. Jeżeli tego nie zrobi sekwencja wiadomości sygnalizacyjnych wymienianych w pierwszej fazie zestawiania połączenia telefonicznego będzie przypominała tę, którą przedstawiono na rys. 1. W prezentowanym przykładzie proces zestawiania połączenia został zainicjalizowany symbolicznym podniesieniem mikrotelefonu, sygnalizowanym programowi poprzez naciśnięcie klawisza Enter. Po uaktywnieniu magistrali styku S warstwa 2 przystąpiła do zestawienia kanału logicznego. Za jego pośrednictwem została następnie przesłana ramka typu I (Information), przenosząca wiadomość SETUP, przygotowaną w warstwie 3. Ponieważ sygnalizacja jest prowadzona przez terminal w trybie nakładkowym, sieć natychmiast odpowiedziała wysyłając wiadomość SETUP ACK, żądając w ten sposób podania niezbędnych informacji o zestawianym połączeniu, w tym przede wszystkim numeru abonenta wywoływanego. Po wybraniu przez użytkownika pierwszej z cyfr, jej wartość jest przekazywana centrali w wiadomości INFORMATION. Program DSS1 może również prowadzić sygnalizacje w trybie blokowym. Wybranie najodpowiedniejszego sposobu syntezy wiadomości warstwy 3 zależy przede wszystkim od kontekstu, w którym pojawiają się kolejne sygnały pochodzące z warstw wyższych (sterowania pracą terminala). Jeżeli np. numer abonenta docelowego zostanie wprowadzony przez użytkownika przed uaktywnieniem terminala, to preferowany będzie blokowy tryb prowadzenia sygnalizacji. Przykład sekwencji wymienianych wówczas wiadomości pokazano na rys. 5. Aby móc tym razem dokładniej przeanalizować zawartość pakietów przesyłanych w obu kierunkach program DSS1 został uruchomiony z opcją wyświetlania nie tylko typu każdej z wiadomości, ale także zawartych w niej dodatkowych elementów informacyjnych. Użytkownik może zablokować podawanie tych danych, np. wówczas, gdy przedmiotem jego badań jest wyłącznie ogólny charakter scenariusza, według którego terminal komunikuje się ze stroną sieciową (porównaj z rys. 1). Kolejnym etapem zapoznawania się ze szczegółami pracy protokołu sygnalizacyjnego powinno być jednak przeanalizowanie zawartości jego poszczególnych wiadomości. Na podstawie zawartości ekranu przedstawionego na rys. 5 można np. stwierdzić, iż wysłana przez terminal wiadomość SETUP przenosi trzy dodatkowe elementy informacyjne: Bearer Capability – definiujący rodzaj żądanego kanału bazowego, Called Party Number – podający numer abonenta wywoływanego oraz High Layer Compatibility – określający stosowane przez terminal zasady kodowania sygnału fonicznego. Dalsza analiza wartości bajtów składających się na te pola ujawnia np., iż wybrany numer docelowy ma postać: 0800380380. W ten sam sposób można przeanalizować zawartość wiadomość CALL PROCEEDING, za pomocą której sieć poinformowała terminal o rozpoczęciu procesu PWT 2005 - POZNAŃ 8-9 GRUDNIA 2005 zestawiania drogi połączeniowej. Na podstawie przenoszonego w niej dodatkowego elementu informacyjnego Channel Identifier wiadomo, iż na potrzeby uruchamianej usługi zarezerwowano w obserwowanym dostępie abonenckim kanał B1. Rys. 5. Sekwencja wiadomości wymienianych w trybie blokowym podczas procesu zestawiania połączenia Wygodne analizowanie poszczególnych aspektów protokołu sygnalizacyjnego wymaga skupienia się na tylko niektórych rodzajach danych. Zbyt wielka liczba i różnorodność informacji podawanych studentowi bardzo utrudnia wychwycenie uogólnionego schematu rozważanego aktualnie zagadnienia. Program DSS1 wyposażono zatem w liczne opcje filtrowania danych kierowanych na ekran komputera. Student może np. wybrać, czy chce tam zobaczyć wszystkie transmitowane pakiety (rys. 1), czy tylko te, które przenoszą wiadomości warstwy 3. Dzięki temu na kolejnym etapie badań jego uwaga nie jest rozpraszana ramkami generowanymi w całości przez warstwę 2, służącymi do: zestawiania, obsługi i rozłączania niezbędnego kanału logicznego. Wybranie omawianej opcji pozwala na uzyskanie klarownego obrazu procesów zachodzących w warstwie 3 (rys. 5). Na ekranie komputera mogą być pokazywane zarówno wszystkie pakiety płynące kanałem D, jak i tylko te, które są generowane przez używany terminal lub do niego kierowane. Szczegółowość dostarczanych informacji zależy od tego, czy zostały uruchomione opcje wyświetlania przepływu sygnałów międzywarstwowych (procedur podstawowych) oraz stanu poszczególnych warstw (rys. 4) i/lub dodatkowych elementów informacyjnych (rys. 5). Istotnym udogodnieniem jest także możliwość „przewijania” zawartości ekranu i cofania się tym sposobem do dowolnego momentu obserwowanego procesu. Wykorzystywany w tym celu bufor składa się 500 linii, co w praktyce pozwala na wielokrotne przestudiowanie nawet nietypowo długich scenariuszy sygnalizacyjnych. Ważnym udogodnieniem oferowanym przez program DSS1 jest możliwość zapisywania gromadzonych danych w plikach tekstowych. Ich zawartość jest wierną kopią danych prezentowanych na ekranie i podlega tym 5/6 www.pwt.et.put.poznan.pl samym zasadom filtracji, których przykłady już omówiono. Przygotowane w ten sposób zbiory pozwalają na wygodnie porównywanie różnych scenariuszy sygnalizacyjnych, prowadzenie obserwacji o dowolnie długim, czasie trwania, wielokrotne powracanie do tych samych, najciekawszych przypadków, a w odczuciu studentów oznaczają naturalnie łatwe zgromadzenie materiałów do przygotowywanych później sprawozdań z przeprowadzonych doświadczeń. Poniżej zamieszczono przykład małego fragment jednego z utworzonych w ten sposób plików: badań, gwarantując jednocześnie przywrócenie tych samych, optymalnych warunków ich prowadzenia. 23:32:39 Otworzono plik DSS1-000.txt 23:32:54 ██████████████ PODNIESIONO SLUCHAWKE ██████████████ 23:32:54 ███████████ MAGISTRALA STYKU S AKTYWNA ████████████ 23:32:54 AUTOMAT TE->ET LAYER2: MANAGE: ┌─┬─────┬──┬──────────────┬─────┬─┐ │F│FC FF│13│0F E6 42 01 FF│ CRC │F│ └─┴─────┴──┴──────────────┴─────┴─┘ UI SAPI=63 TEI=127 C/R=CMD P=1 Id Request Ri=58946 Typ=1 Ai=127 23:32:54 NETWORK TE<-ET LAYER2: MANAGE: ┌─┬─────┬──┬──────────────┬─────┬─┐ │F│FE FF│03│0F E6 42 02 B7│ CRC │F│ └─┴─────┴──┴──────────────┴─────┴─┘ UI SAPI=63 TEI=127 C/R=CMD P=0 Id Assigned Ri=58946 Typ=2 Ai=91 23:32:54 PHONE TE->ET LAYER2: ┌─┬─────┬──┬─────┬─┐ │F│00 B7│7F│ CRC │F│ └─┴─────┴──┴─────┴─┘ SABME SAPI=0 TEI=91 23:32:54 NETWORK TE<-ET LAYER2: ┌─┬─────┬──┬─────┬─┐ │F│00 B7│73│ CRC │F│ └─┴─────┴──┴─────┴─┘ UA SAPI=0 TEI=91 23:32:54 PHONE TE->ET LAYER2: LAYER3: ┌─┬─────┬─────┬──────────────────────────┬─────┬─┐ │F│00 B7│00 01│ Data Field - 26B │ CRC │F│ └─┴─────┴─────┴──────────────────────────┴─────┴─┘ I SAPI=0 TEI=91 C/R=CMD P=1 N(S)=00 N(R)=00 SETUP PD=08 CRL=1 CR=04 Bearer Capabil.:04 03 90 90 A3 Called Number :70 0B 80 30 38 30 30 33 38 30 33 38 30 High Layer Com.:7D 02 91 81 23:32:54 NETWORK TE<-ET LAYER2: ┌─┬─────┬─────┬─────┬─┐ │F│00 B7│01 03│ CRC │F│ └─┴─────┴─────┴─────┴─┘ RR SAPI=0 TEI=91 C/R=RES F=1 Rys. 6. Przykład definiowania treści własnego pakietu, którego zawartość odpowiada ramce SABME C/R=CMD P=1 4. PODSUMOWANIE C/R=RES F=1 N(R)=01 3.2. Synteza własnych ramek protokołu LAP D W strukturze programu DSS1 zawarto definicje wszystkich ramek warstwy 2, pakietów generowanych przez płaszczyznę zarządzania, związanych z obsługą identyfikatora TEI oraz najważniejszych wiadomości warstwy 3 (niezbędnych do zestawienia i zamknięcia połączenia telefonicznego). Aby zlecić wysłanie dowolnej z nich wystarczy nacisnąć odpowiedni klawisz funkcyjny lub jego kombinację z modyfikatorem Shift. Oprócz tego użytkownik może także zdefiniować 12 własnych pakietów o niewielkiej długości. Opcja ta jest wykorzystywana do praktycznego zapoznania studentów z zasadami konstruowania ramek protokołu LAP D, w tym przede wszystkim definiowania ich pół: adresowego i sterującego. Program automatycznie uzupełnia zdefiniowaną strukturę o sumę kontrolną, flagi początku i końca oraz przeprowadza proces nadziewania bitami (bitstuffing). Okno służące do wpisywania treści własnych ramek przedstawiono na rys. 6. Zdefiniowana struktura odpowiada żądaniu SABME i zostanie zapamiętana pod etykietą Frm1. Wszystkie własnoręcznie stworzone pakiety, a także wybrane opcje pracy programu są automatycznie zapisywane w dodatkowym pliku konfiguracyjnym. Rozwiązanie takie ułatwia kontynuowanie przerwanych PWT 2005 - POZNAŃ 8-9 GRUDNIA 2005 Program DSS1 jest wykorzystywany w laboratorium ISDN Katedry Elektroniki już od ponad dwóch lat. Przez ten czas jego funkcjonalność została poddana licznym drobnym modyfikacjom oraz kilku gruntownym przeróbkom. Ich głównym celem było stworzenie narzędzia dydaktycznego, charakteryzującego się bardzo prostą obsługą i jednocześnie dużą uniwersalnością. Zdobyte do tej pory doświadczenia potwierdzają dużą przydatność tego pakietu w laboratorium studenckim. Jednocześnie bliskie ukończenia są prace nad nową wersją tego programu, działającą w środowisku Windows i wykorzystującą jego znacznie bogatszy interfejs użytkownika. 5. LITERATURA [1] - D. Kościelnik, Rozwiązanie sterowania cyfrowej centrali ISDN w oparciu o standard ST-BUS, materiały konferencyjne Krajowego Sympozjum Telekomunikacji, Bydgoszcz 1994. [2] - D. Kościelnik ST-BUS - standard komunikacji międzyukładowej, Przegląd Telekomunikacyjnym nr 11, Warszawa, 1994. [3] - D. Kościelnik, ISDN – cyfrowe sieci zintegrowane usługowo, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 2000 [4] - Digital Switching & Networking Components, MITEL Corporation, Canada 1997 [5] - R. Golański, D. Kościelnik, M. Miśkowicz, Tester protokołu sygnalizacyjnego dostępu podstawowego do sieci ISDN, PWT 1998, [6] - W. Kabaciński, Standaryzacja w sieciach ISDN, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1996 6/6
