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Telecomunicaciones e Infraestructura

Protocolo Estándar X.25

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AGENDA

X.25 Fundamentos

DefiniciónHistoria

TerminologíasPrincipales conceptosCaracterísticas

OperaciónFuncionalidadAplicacionesTablas comparativas

Niveles de la normaNivel FísicoNivel de EnlaceServicios de Circuito Virtual

SeguridadBibliografia

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VIDEOS

Introducción al Protocolo X.25

Telecomunicaciones e Infraestructura - Protocolo x.25

Veamos el siguiente video:

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FUNDAMENTOS

Es un estándar ITU-T para redes de área amplia de conmutación de paquetes. Su protocolo de enlace, LAPB, está basado en el protocolo HDLC (publicado por ISO, y el cual a su vez es una evolución del protocolo SDLC de IBM). Establece mecanismos de direccionamiento entre usuarios, negociación de características de comunicación, técnicas de recuperación de errores. Los servicios públicos de conmutación de paquetes admiten numerosos tipos de estaciones de distintos fabricantes. Por lo tanto, es de la mayor importancia definir la interfaz entre el equipo del usuario final y la red.


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FUNDAMENTOS

La norma X.25 es el estándar para redes de paquetes recomendado por CCITT, el cual emitió el primer borrador en 1974. Este original fue en 1976, en 1978, en 1980 y en 1984, para dar lugar al texto definitivo publicado en 1985. El documento inicial incluía una serie de propuestas sugeridas por Datapac, Telenet y Tymnet, tres nuevas redes de conmutación de paquetes.

Dentro de la perspectiva de X.25, una red opera en gran parte como un sistema telefónico. Una red X.25 se asume como si estuviera formada por complejos conmutadores de paquetes que tienen la capacidad necesaria para el enrutamiento de paquetes. Los anfitriones no están comunicados de manera directa a los cables de comunicación de la red, sino que cada anfitrión se comunica con uno de los conmutadores de paquetes por medio de una línea de comunicación serial. En cierto sentido la comunicación entre un anfitrión y un conmutador de paquetes X.25 es una red miniatura que consiste en un enlace serial. El anfitrión puede seguir un complicado procedimiento para transferir sus paquetes hacia la red.


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FUNDAMENTOS

El estándar X.25 no incluye algoritmos de enrutamiento, pero conviene resaltar que, aunque las interfaces ETD/ETCD de ambos extremos de la red son independientes una de otra, X.25 interviene desde un extremo hasta el otro, ya que el tráfico seleccionado se enruta al final. A pesar de ello, el estándar recomendado es asimétrico, ya que sólo se define un lado de la interfaz con la red (ETD/ETCD).


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FUNDAMENTOS

En la actualidad, X.25 es la norma de interfaz orientada al usuario de mayor difusión en las redes de paquetes de gran cobertura. El servicio que ofrece es orientado a conexión fiable, en el sentido de que no duplica, ni pierde ni desordena (por ser orientado a conexión), y ofrece multiplexación, esto es, a través de un único interfaz se mantienen abiertas distintas comunicaciones. El servicio X.25 es un diálogo entre dos entidades ETD Y ECD.Para que las redes de paquetes y las estaciones de usuario se puedan interconectar se necesitan unos mecanismos de control, siendo el mas importante desde el punto de vista dela red, el control de flujo, que sirve para evitar la congestión de la red.La X.25 se define como la interfaz entre equipos terminales de datos y equipos determinación del circuito de datos para terminales que trabajan en modo paquete sobre redes de datos publicas.


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La especificación X.25 permite dos tipos de conexiones o circuitos:

›PVC son circuitos virtuales permanentes. Estas conexiones son siempre abiertas, lista para los datos que se envíen y / o recibidos.›Los SVC son circuitos virtuales conmutados. Estas conexiones deben restablecerse cada vez que una nueva sesión de intercambio de datos se llevará a cabo, y las conexiones se rompen al final de la sesión.

Una manera fácil de imaginar que esta distinción es pensar en su teléfono.

Terminología

Cada vez que desee intercambio de datos (por ejemplo, el sonido de su voz), se hace una llamada marcando un número. Cuando alguien contesta el teléfono en el otro extremo de la línea, se establece la conexión, y se puede hablar entre sí. Cuando termine de hablar, cuelgue y se rompe la conexión. Esta es una conexión de SVC.


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Terminología

Imaginemos, por el contrario, que tiene una línea de teléfono especial que va directamente a otro teléfono y siempre está conectado.

No es necesario marcar un número para llegar a la fiesta en el otro extremo de la línea. Usted sólo tiene que levantar el teléfono y hablar, y su mensaje es recibido inmediatamente en el otro extremo de la conexión.

Es un poco como en los viejos teléfonos de "línea directa" entre los líderes de Rusia y los EE.UU.: el teléfono siempre está "descolgado" y preparado para la comunicación. Esta es una conexión de PVC.

Conexiones de PVC son menos flexibles, en que sólo un punto final a la vez puede estar conectado con otro en una LCN dado. Conexiones SVC son muy flexibles en que es posible que múltiples llamadas para llamar el mismo número.


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Terminología

Por supuesto, en una red X.25, los teléfonos son reemplazados por adaptadores síncronos y módems, y la gente hablando se sustituyen por las aplicaciones informáticas que saben hacer y recibir llamadas. De lo contrario, la situación es muy similar.

Al igual que cada teléfono tiene un número que hace que suene, cada nodo X.25 tiene un número (o dirección) que puede utilizar para llamar.

En el caso de un PVC, no hay ninguna llamada inicial. Cuando la aplicación informática se pone en marcha, el "teléfono" se lo llevan fuera del gancho, pero no hay señal de llamada se envía. La conexión se deja abierta de forma permanente.


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Terminología

Existen dos tipos de hosts en una red X.25: DCE y DTE

DCE significa Equipo de Comunicaciones de Datos. Los DCE’s incluyen módems, PADs y otros dispositivos que permiten el acceso a la red. Los DCEs se conectan normalmente a nivel local a un DTE, y proporcionan al DTE con señales de reloj para el propósito de comunicaciones de sincronización. El DCE también por lo general envía las otras señales de módem DTE, como DSR y CTS, que ayudan a gestionar el flujo y el momento de la transmisión de datos.

8 E1 to Ethernet Converter:IC-8GL


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Terminología

DTE significa Equipo Terminal de Datos. Los DTE’s incluyen casi todo lo que se dedica a la comunicación síncrona, pero no lleva a cabo las funciones de un DCE. Mientras que los DCE envían señales de reloj módem especial y, DTE están configurados para recibir estas señales. DTE también enviar sus propias señales de módem al DCE, como RTS y DTR.

DTE y DCE cada uno tiene su propia interfaz de cable eléctrico particular. Es lógico pensar que estas interfaces son diferentes. Después de todo, si se envían señales de reloj DCE en un conjunto de clavijas en el cable del DCE, el DTE debe estar conectada para recibir las señales en los pines apropiados en su extremo de la conexión, y viceversa.

A router can be considered a piece of data terminal equipment.


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Terminología

Las direcciones X.25 y LCNs

La dirección X.25 es el equivalente de un número de teléfono. El LCN es un número índice que identifica un circuito entre los puntos finales en una red X.25. Para los SVC, este número se genera de forma dinámica cada vez que se hace una llamada. Para PVC, se genera este número en tiempo de inicialización y, siempre y cuando la conexión no se disgrega o se rompe, el LCN permanece constante. Se puede entender la relación entre las direcciones y LCNs observando un ejemplo sencillo SVC. Este ejemplo supone una red X.25, con tres hosts: A, B, y C. Host C tiene una dirección de 98. Las direcciones de A y B son importantes para este ejemplo. Desde la dirección de llamada es como un número de teléfono, el host A realiza una llamada para hacer frente a 98 en el mismo tipo de forma y marcar un número de teléfono.


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Terminología

La llamada inicial (en nuestra analogía teléfono, esto es la solicitud de un tono de llamada) incluye la dirección llamada, y se envía a través de uno de los muchos canales lógicos que se pueden crear virtualmente como parte del ancho de banda disponible entre el Host A y su DCE local. Cada uno de estos canales lógicos se identifica por su número de canal lógico (LCN).

En este ejemplo específico, la llamada va a cabo en LCN 16. La llamada llega a la DCE, que termina el circuito a nivel local y retransmite la llamada al DCE remoto apropiado, usando una tabla de enrutamiento para la orientación. La llamada se reenvía al host C por esa DCE.

Nota: DCE Host de C utiliza un LCN número diferente para enviar la llamada. En nuestro ejemplo, esto es LCN 1. El punto aquí es que X.25 DTE seleccionar diferentes LCNs para llamadas salientes que el DCE.


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Terminología

Cuando la llamada es recibida por Host C, esto completa el SVC. Se reconoce entonces la llamada, y la transferencia de datos entre las aplicaciones host puede comenzar. Durante el intercambio de datos, los canales lógicos se mantienen abiertos y la transferencia de datos se lleva a cabo a través de los LCNs.

Para continuar con nuestra analogía del teléfono, que es como se llama a alguien decir "Hello" al contestar el teléfono. Esto confirma que la persona que está llamando está ahí y usted podrá iniciar la conversación.

Redes X.25 SVC permite múltiples conexiones simultáneas a la misma máquina - de cualquier número de otros huéspedes. Imaginemos, pues, que durante el intercambio entre los hosts A y C, la aplicación en el Host B realiza una llamada al Host C. Esto es perfectamente aceptable, y el host B sólo tiene que colocar su llamada para hacer frente a 98, al igual que el host A antes. El LCN se elige dinámicamente y se asigna a los efectos de hacer la llamada.


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Operación


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Funcionamiento

El establecimiento de la conexión en X.25 consta de 3 fases:

•El DTE que inicia la apertura de la conexión construye un paquete CALL REQUEST y se lo pasa a su DCE. La subred se lo pasa al DCE destino quien lo entrega al DTE correspondiente. Si este último acepta la llamada devolverá un paquete CALL ACCEPTED que llegará al DTE origen como CALL CONNECTED.

•La siguiente fase consiste en el uso full-dúplex del CV para intercambiar datos.

•Cuando uno de ellos quiere terminar envía un paquete CLEAR REQUEST al otro extremo quien se lo confirmará con un paquete CLEAR CONFIRMATION.


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Funcionamiento

La estructura de un paquete CALL REQUEST es la siguiente:


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Funcionamiento

La estructura de un paquete CALL REQUEST es la siguiente:

• La cabecera ocupa 3 octetos (terminología CCITT). El primer campo es 0001.

• Los campos GRUPO y CANAL juntos forman un número de CV de 12 bits. Por separado no tienen sentido. El número 0 está reservado para el futuro y así el DTE puede tener hasta 4095 CVs abiertos simultáneamente.

• El campo de TIPO para CALL REQUEST vale 00001011.

• El campo CONTROL está a 1 en los paquetes de control (como este paquete) y a 0 en los paquetes de datos.


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Funcionamiento

• Las direcciones del que llama y del llamado (origen y destino) están codificadas como dígitos decimales usando 4 bits por dígito (X.121). El sistema es similar al de teléfonos: código del país, código de la red y dirección dentro de la red. La dirección completa puede ser de hasta 14 dígitos decimales (los 3 primeros del país). Algunos países con muchas redes tienen más de un código de país asignados.

• El campo FACILIDADES (y su longitud) permiten usar características especiales para la conexión. Dependen de la subred usada. Algunos ejemplos son cobro revertido, llamadas colectivas, entrega de alta prioridad o usar CV simplex.


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Funcionamiento

• El llamante puede especificar la longitud máxima de un paquete y el tamaño de ventana (por defecto 128 bytes y 2 paquetes). Si al receptor no le gustan puede hacer una contraoferta en su paquete CALL ACCEPTED, únicamente acercando estos valores a los valores por defecto, nunca alejándolos. Algunas facilidades pueden elegirse al suscribirse a la red: grupos de usuarios cerrados, máxima ventana a 7, velocidad de la línea o prohibición de ciertas llamadas.

• El campo de datos de usuario permite al DTE enviar hasta 16 bytes de datos en el paquete CALL REQUEST. Los DTEs deciden cómo manejarlos: a qué proceso se desea la conexión, una palabra de paso para hacer login, etc...


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Funcionamiento

El resto de paquetes de control sólo pueden tener cabecera.

• Aunque algunos pueden tener 1 o 2 bytes adicionales. Por ejemplo, el cuarto byte de un CLEAR REQUEST informa de por qué se está liberando la conexión. Este paquete podría generarlo la subred cuando el CALL REQUEST no puede progresar.


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Funcionamiento

• Además del paquete CALL REQUEST existen los siguientes paquetes de control:

-INTERRUPT: permite enviar fuera de secuencia señales cortas. Un uso típico es pulsar QUIT o BREAK en un terminal. Se confirma con el paquete INTERRUPT CONFIRMATION.

-RECEIVE READY: se usa para enviar confirmaciones separadas cuando no hay tráfico Inverso y no puede realizarse piggyback.

-RECEIVE NOT READY: permite al DTE parar al otro extremo por un momento. Después puede usarse el paquete RECEIVE READY para indicar al DCE que siga.

-REJECT: permite al DTE pedir la transmisión de una serie de paquetes.

-RESET y RESTART: se usan para la recuperación de problemas a varios niveles.

- DIAGNOSTIC: permite a la red informar de problemas al usuario.


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Funcionamiento

• La estructura de un paquete de datos es la siguiente:


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Funcionamiento

El bit Q indica datos cualificados. Esto no está definido en X.25 pero la idea es que el protocolo de transporte lo use para separar sus paquetes de control y datos.

• El campo CONTROL está siempre a 0.

• Los campos SECUENCIA y PIGGYBACK se usan para control del flujo por un mecanismo de ventana deslizante. Los números de secuencia son Mod-8 si el campo MODULO es 01 y Mod-128 si es 10 (00 y 11 son ilegales). Si se usan números de secuencia Mod-128 la cabecera se extiende con un byte extra para acomodar los campos más largos de secuencia y piggyback (4 bits adicionales para cada uno).


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Funcionamiento

• El significado del campo de piggyback lo determina el bit D:

• D=0 la siguiente confirmación indica que el DCE local recibió el paquete, y no que el DTE remoto lo recibió.

• D=1 la confirmación es realmente indicio de una recepción correcta del paquete en el DTE remoto al otro extremo.

• Aunque D valga 0 el campo de piggyback es útil pues le indica al DTE que su DCE está listo para el próximo paquete

(controlando así el flujo DTE DCE).

• En una confirmación X.25 el DTE remoto devuelve el número de paquete que espera a continuación (no el último correctamente recibido). Es arbitrario pero obligatorio para ser compatible con X.25.


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Funcionamiento

En una confirmación X.25 el DTE remoto devuelve el número de paquete que espera a continuación (no el último correctamente recibido). Es arbitrario pero obligatorio para ser compatible con X.25.

El campo MORE es un bit a 1 en todos los paquetes menos en el último. Un paquete completo puede tener ese bit activo. La subred puede re empaquetar los datos del paquete en otros de distinta longitud si lo necesita, pero nunca combinará datos de mensajes distintos en el mismo paquete.

• El estándar especifica que el transporte de señales debe permitir una longitud máxima de 128 bytes de datos por paquete (este valor se usa por eficiencia), así como establecer como máximos optativos 16, 32, 64, 256, 512, 1024, 2048 y 4096 bytes. Esto es negociable. Usar menos de 128 bytes sirve para proteger a los terminales con poca memoria (pocos buffers) de paquetes de entrada largos.


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Funcionamiento

• El estándar X.25 contiene varios diagramas de estado para describir secuencias de eventos tales como establecer o cerrar una conexión, reseteo o recomienzo.


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Aplicación

• X.25 trabaja sobre servicios basados en circuitos virtuales (CV) o canales lógicos.

• Pueden asignarse hasta 4095 canales lógicos y sesiones de usuarios a un mismo canal físico.

• Nos permite conectar fácilmente equipos de marcas distintas.

• Reduciría considerablemente los costos de la red, puesto que su gran difusión favorecería la salida al mercado de equipos y programas orientados a un basto sector de usuarios.


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Aplicación

Las funciones que proporciona X.25 para que las redes de paquetes y estaciones de usuario se pueden interconectar son:

•El control de Flujo : Para evitar la congestión de la red.

•Recuperación de Errores.

•Identificación de paquetes procedentes de ordenadores y terminales concretos.

•Asentimiento de paquetes.

•Rechazo de paquetes.


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Aplicación

Las aplicaciones típicas de X.25 son:

•Es un protocolo utilizado principalmente en WAN y, sobre todo, en las redes públicas de transmisión de datos.•Es el protocolo preferido para la red publica europea. X.25 habilita a los usuarios para conectar LANs y computadoras huésped a usuarios remotos. •Como uno de los métodos universalmente reconocidos de las comunicaciones de datos disponible para gestión de redes de área ancha.•Una forma fiable de conectar Mainframes.•LAN antiguas con una comunicación que no superan a los 10 Mbps.•Método de transmisión de información por empresas telefónicas.•Intercambio de tráfico de tipo transaccional (Gestión de pedidos, Consulta de Costos, Plazos de Entrega y Almacén), transferencias electrónicas de fondos, consultas en bases de datos, etc...•Conexión de terminales a un ordenador central en un sistema de teleproceso. •Mediante el uso de equipos concentradores y/o multiprotocolo, el usuario puede concentrar en una sola línea el tráfico de comunicaciones procedente de todos los ordenadores o terminales de un mismo emplazamiento.•Correo electrónico y EDI también pueden operarse satisfactoriamente sobre X.25.


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Tablas Comparativas

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Niveles de protocolos:

Nivel físicoNivel de enlaceNivel de paquete

El nivel físico define la interfaz física entre una estación (computadora, terminal) conectada a la red y el enlace que vincula es

Niveles de X 25


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Niveles de X 25


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Niveles de X 25

El nivel de enlace garantiza la transferencia confiable de datos a través del enlace de datos, mediante la transmisión de datos mediante una secuencia de tramas. El estándar del nivel de enlace se conoce como LAPB (Link Access Protocol Balanced). LAPB es un subconjunto de HDLC de ISO en su variante ABM (Asynchronous Balanced Mode).


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Niveles de X 25

El nivel de paquete ofrece un servicio de circuito virtual externo. Este servicio le permite a cualquier subscriptor de la red establecer conexiones lógicas, denominados circuitos virtuales, con otros subscriptores.

la estación A tienen establecidos dos circuitos virtuales uno con B y otro con D; la estación C posee una conexión de circuito virtual con D; y el servidor B tiene establecida una conexión de circuito virtual con D.

Este nivel es responsable del establecimiento transferencia de datos y finalización de la conexión


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Niveles de X 25

Nivel de paquetes

El nivel de red en X.25 se denomina protocolo de nivel de paquetes (PLP), este nivel es responsable del establecimiento transferencia de datos y finalización de la conexión. El control de errores y flujo de extremo a extremo de dos DTE se encuentra bajo jurisdicción del nivel de paquetes.


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Niveles de X 25

Circuito Virtual

El servicio de circuito virtual que ofrece X.25 proporciona dos tipos de circuitos virtuales. Una llamada virtual (virtual call) es un circuito virtual que se establece dinámicamente utilizando los procedimientos de establecimiento de llamada (call setup) y de liberación de llamada (call clearing). Un circuito virtual permanente (permanent virtual circuit) es un circuito virtual fijo asignado por la red; la transferencia de datos se produce igual que con las llamadas virtuales, pero no se requiere del establecimiento o la liberación.


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Niveles de X 25

La parte ubicada a la izquierda de la figura muestra los paquetes intercambiados entre la máquina del usuario A y el nodo de conmutación de paquetes al cual ésta se vincula; la parte derecha de la figura muestra los paquetes que se intercambian entre la máquina de usuario B y su nodo.

El encaminamiento de los paquetes dentro de la red no es visible al usuario.


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En X.25 se supone que el nivel de enlace es LAPB. Este protocolo de línea es un conjunto de HDLC. LAPB y X.25 interactúan de la siguiente forma: En la trama LAPB, el paquete X.25 se transporta dentro del campo I(información). Es LAPB el que se encarga de que lleguen correctamente los paquetes X.25 que se transmiten a través de un canal susceptible de errores, desde o hacia la interfaz DTE/DTCE. La diferencia entre paquete y trama es que los paquetes se crean en el nivel de red y se insertan dentro de una trama, la cual se crea en nivel de

enlace.

Seguridad de X.25


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Para funcionar bajo el entorno X.25, LAPB utiliza un subconjunto específico de HDLC. Los comandos que maneja son: Información (I), Receptor Preparado (RR), Rechazo (REJ), Receptor No Preparado (RNR), Desconexión (DSC), Activar Modo de Respuesta Asíncrono (SARM) y Activar Modo Asíncrono Equilibrado (SABM). Las respuestas utilizadas son las siguientes: Receptor Preparado (RR), Rechazo (REJ), Receptor No Preparado (RNR), Asentimiento No Numerado (UA), Rechazo de Trama (FRMR) y Desconectar Modo (DM).

Seguridad de X.25


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Los datos de usuario del campo I no pueden enviarse como respuesta. De acuerdo con las reglas de direccionamiento HDLC, ello implica que las tramas I siempre contendrán la dirección de destino con lo cual se evita toda posible ambigüedad en la interpretación de la trama. X.25 exige que LAPB utilice direcciones específicas dentro del nivel de enlace.

Seguridad de X.25


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En X.25 pueden utilizarse comandos SARM y SABM con LAP y LAPB, respectivamente. No obstante se aconseja emplear SABM, mientras que la

combinación SARM con LAP es poco frecuente.

Seguridad de X.25

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Tanto X.25 como LAPB utilizan números de envío (S) y de recepción (R) para contabilizar el tráfico que atraviesan sus respectivos niveles. En LAPB los números se denotan como N(S) y N(R), mientras que en X.25 la notación de los números de secuencia es P(S) y P(R).

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http://monserratlopezdelangel.blogspot.mx/2007/04/x25-frame-relay-isdn-atm-smds.htmlhttp://www.mailxmail.com/curso-redes-protocolos-1/nivel-paquetes-circuitos-virtualeshttp://www.textoscientificos.com/redes/area-amplia/x25http://www.gcom.com/support/documentation/x25-svcs-and-pvcs.html

Bibliografía


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