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21.10.1988 - 

Der Peripheral Packet Handler - Lichtblick für Netzplaner:

LANs, WANs und ISDN unter einem Standard-Hut

Eine neue, auf einer ISDN-Nebenstellenanlage und OSI-Protokollstandards aufbauende Netzkonzeption verspricht die derzeitigen Kopfschmerzen der Netzplaner zu vertreiben: Durch eine in die Nebenstellenanlage integrierte Paketvermittlungs- und Protokollanpassungs-Funktion können sowohl "alte" Endgeräte und LANs mit X-Schnittstellen (X.21, X.21bis, X.25) angeschlossen, wie das jeweils für eine Verbindung gebührenoptimale öffentliche Netz einschließlich ISDN ausgewählt als auch der kompatible Übergang zu "neuen" ISDN-Endgeräten mit SO- oder U-Schnittstellen unterstützt werden.

Wer in einem Betrieb für die Planung der Kommunikations-infrastruktur zuständig ist, kennt die Probleme genau: Großrechner und deren Terminal-Netze, Bürokommunikation, öffentliche Text- und Datendienste und in Kürze auch ISDN müssen "zukunftssicher" und "kostengünstig" installiert, verknüpft, betrieben und weiterentwickelt werden, aber eine umfassende Lösung ist nicht in Sicht. Einerseits wird die schrittweise Einführung von Kommunikationsstandards und eines integrierten Netzes für herstellerübergreifende und anwendungsneutrale Kommunikations-dienste gewünscht; andererseits aber dürfen existierende Anwendungen nicht gefährdet werden, die zukünftigen Entwicklungen müssen integrierbar sein und für bestimmte Anwendungen soll die jeweils kostengünstigste Netztechnik gewählt werden können. Die Quadratur des Kreises erscheint simpel im Vergleich zu diesen Problemen.

Netzkonzeption basiert auf ISDN-Nebenstellenanlage

Die Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung und die Siemens AG haben gemeinsam eine Netzkonzeption entworfen und entsprechende Netzbausteine entwickelt, die den Anwender in der Lösung der genannten Probleme ein deutliches Stück voranbringen sollen. Hierfür wurden die folgenden Ausgangspunkte gewählt:

- Mit dem verbindungsorientierten OSI-Netzdienst und seiner Realisierung durch X.25-Netze steht ein Standard zur Verfügung, der von allen Herstellern auch im Rahmen ihrer firmeneigenen Netz-Produkte unterstützt wird und der inzwischen auch für PCs, Workstations und LANs als Anschlußtechnik verfügbar ist.

- In der CCITT-Empfehlung T.70 (netzunabhängiger Transportdienst für die Telematik-Dienste) ist festgelegt, wie verschiedene Netztechniken benutzt werden sollen, um den OSI-Netzdienst insoweit zu erbringen, wie er für die ISO-Standard-Transport-protokolle benötigt wird. Die DBP hat diese Festlegung um entsprechende Empfehlungen für Teletex und Daten im ISDN ergänzt.

- Beim CCITT wurde die Empfehlung X.31 erarbeitet, die festlegt, wie X.25 im ISDN realisiert werden kann, und zwar sowohl im Hinblick auf X.25-Terminals mit ISDN-Terminaladapter als auch im Hinblick auf echte, direkt an einer SO-Schnittstelle angeschlossene ISDN-Terminals.

- Das Terminal am Arbeitsplatz wird zunehmend intelligenter und zukünftig über eine Mehrfenster-Benutzeroberfläche gesteuert werden, und es muß zudem in der Lage sein, neben einer Sprachverbindung mehr als eine Text- und Datenverbindung gleichzeitig zu unterstützen.

Diese Ausgangspunkte führten nahezu zwangsläufig zu einem Netzkonzept, welches auf einer ISDN-Nebenstellenanlage im "Inhouse"-Bereich aufbaut, X-Schnittstellen zu lokal angeschlossenen "alten" Endgeräten und zu LAN-Übergängen bietet, eine automatische Protokoll-Anpassung zwischen X.21, X.25 und ISDN nach CCITT-Empfehlung T.70 (einschließlich der DBP-Festlegungen für ISDN) enthält und zu den öffentlichen Netzen und Diensten der DBP entsprechende Schnittstellen unterstützt.

Gemäß dieser Zielvorstellung wurde eine gemeinsame Produkt-entwicklung gestartet, die sich nunmehr in dem "peripheral packet handler" (PPH), einem Zusatz zum ISDN-Kommunikationssystem Hicom von Siemens, niedergeschlagen hat.

Den an der Entwicklung Beteiligten war klar, daß eine ganze Reihe von Netzen und Netzanwendungen existiert, deren Überführung in die neue Netztechnik nicht ohne Zusatzbeschaffungen oder zumindest Aufwand auf Seiten des Betreibers abgeht und deshalb eine vorherige Kosten/Nutzen-Analyse erfordert. Das gilt besonders für herstellerspezifische Lösungen, die nicht auf Standards basieren. Um beispielsweise gewisse Terminal-zu-Großrechner-Anwendungen unter diesem Netzkonzept weiter zu betreiben, würde ein IBM-3270-Terminal mit Koax-Anschluß durch einen PC mit X.25-Anschlußtechnik installiert werden müssen. Es war aber auch klar, daß viele Anwender die mit solchen Aufwendungen verbundenen Gewinne an mehr Anwendungsflexibilität, Herstellerunabhängigkeit und Zukunftssicherheit zu schätzen wissen würden.

Präsentation auf der Kölner Fachmesse

Im Rahmen der Orgatechnik 1988 werden die GMD und Siemens diese Entwicklung vorstellen. Zur detaillierten Information von Interessenten wird von der Siemens AG in der Zweigniederlassung Köln ein System Hicom 300 mit mehreren Arbeitsstations-Rechnern, teils direkt über X.25, teils über LAN angekoppelt, installiert und mit einer exemplarischen Verbundanwendung (unter Verwendung von Dialog-, E-Mail- und Filetransfer-Diensten des Deutschen Forschungsnetzes) vorgeführt werden.

Die Realisierungsidee für diese Netzkonzeption ist einfach: Alle Verbindungen erscheinen im Inneren der Nebenstellenanlage als leitungsvermittelte 64-KBit/s-Verbindungen, unabhängig von der äußeren Nutzung und Darstellung.

Zu diesem Zweck werden "virtuelle" X.25-Verbindungen von einem "peripheral packet handler" (PPH) an der Peripherie der Anlage auf reale 64-KBit/s-Kanäle abgebildet. Die Verbindungsaufbau- beziehungsweise -abbau-Befehle des X.25-Protokolls werden in ISDN-Verbindungskontroll-Befehle (und umgekehrt) verwandelt, während in der Datenphase die Protokolle der X.25-Schichten 2 und 3 nach CCITT-Empfehlung T.70 in die Protokolle oberhalb eines leitungsvermittelten Netzes umgewandelt werden. Das X.25-Endgerät kann über X.21bis (V.24) der X.21-Schnittstellen angeschlossen werden; die entsprechende Anschlußtechnik für die zwei- und einkanaligen Teilnehmer-anschlüsse war bereits entwickelt worden. Das Zusammenspiel von unterschiedlichen Endgeräte-Anschlußtechniken mit PPH und Hicom-Vermittlungstechnik bewirkt dann die Darstellung eines einheitlichen Netzdienstes nach OSI-Prinzipien.

Ein möglicher Nachteil dieser Technik ist, daß für jede Datenverbindung, auch für die "virtuellen" X.25-Kanäle, ein Koppelpunkt der Vermittlungsmatrix des ISDN-Vermittlers belegt wird. Das ist aber bei den durch VLSI heute möglichen, großen und blockierungsfreien Koppelfeldern kein gravierendes Problem mehr. Der große Vorteil dieser Technik ist jedoch, daß ein X.25-Gerät mit seinen virtuellen Verbindungen aus der Sicht des ISDN-Vermittlers wie ein Sammelanschluß von mehreren 64-Kbit/s-Verbindungen mit einer gemeinsamen "Telefon"-Nummer erscheint (so wie auch für Sprach-Anwendungen häufig eingesetzt).

Ihm ist lediglich das Dienstmerkmal "Datenkommunikation" zugeordnet, ansonsten aber unterscheidet es sich in nichts von einem Sprach-Endgerät. Insbesondere sind viele der für Sprach-kommunikation vorgesehenen sogenannten Leistungsmerkmale der Anlage auch für die Datenkommunikation verfügbar.

Im Bild ist eine typische Geräte- und Schnittstellen-konfiguration gezeigt, wie sie mit Hicom und dem PPH realisiert werden kann (und wie sie konkret auf der Orgatechnik auch aufgebaut sein wird).

Charakteristische Leistungsmerkmale

Die folgenden Leistungen können mit Hilfe des PPH von einem Hicom-System angeboten werden:

þDas X.25-Endgerät an Hicom kann dank des PPH verschiedene öffentliche Netze erreichen: Paketvermittlungsnetze nach X.25 (Datex-P in Deutschland), leitungsvermittelte Netze nach X.21 (Teletexnetz und Datex-L in Deutschland) und zukünftig ISDN.

þDem X.25-Endgerät an Hicom ermöglicht der PPH Zugang zu verschiedenen anderen Endgeräten an Hicom: X.25-Endgeräten mit X.21 oder X.21 bis in Schicht 1, X.21-Endgeräten mit X.21-Protokoll in Schichten 1 bis 3 und künftig ISDN-Endgeräten mit SO-Schnittstellen und Hicom-U-Schnittstellen.

þDer PPH ermöglicht, daß man auch von Nicht-X-25-Endgeräten aus X.25-Endgeräte und Paketvermittlungsnetze erreichen kann.

þDer PPH leistet eine interne Abbildung der verschiedenen Netz- und Endgeräte-Schnittstellen aufeinander, wenn sich die beteiligten Endgeräte an die Interworking-Konventionen der CCITT-Empfehlung T.70 halten.

þDer PPH leistet sowohl eine Geschwindigkeitsanpassung als auch eine Datenflußsteuerung zwischen darüber verbundenen Endgeräten. Außerdem ergreift er Maßnahmen, um einen geforderten Durchsatz zu garantieren. Das ist vor allem im Interworking mit leitungsvermittelt arbeitenden Endgeräten, die einen festen Durchsatz verlangen, wesentlich.

þDer PPH ist in die Vermittlungstechnik von Hicom integriert. Er leistet eine Abbildung von X.121-Adressen auf Hicom-Adressen (ISDN-Adressen), so daß die Adressierung von allen Endgeräten an Hicom einheitlich erfolgen kann. Insbesondere ist das Konzept der personenbezogenen Rufnummern und der mobilen Teilnehmer mit der PPH-Technik verträglich. Auch die Angabe eines Dienste-Indikators (Daten oder Text) ist möglich.

þDem X.25-Endgerät an Hicom ermöglicht der PPH die Nutzung verschiedener PABX-Leistungsmerkmale von Hicom, wie Kurzwahl zentral oder individuell, Sammelanschluß, Anrufumleitung und Direktruf.

þDer PPH ist voll in die Sicherheits- und Betriebstechnik von Hicom integriert.

Nutzen für den Anwender

Der unmittelbare Nutzen des Systems Hicom mit PPH ergibt sich aus

- der möglichen Gebührenreduzierung bei der Benutzung öffentlicher Netze durch Konzentration aller "Inhouse"-Geräte auf einen Netzanschlußpunkt (je verwendetes Netz),

- der anwendungsspezifischen Auswahl des zu verwendenden Netzes (zum Beispiel könnte für eine Dialog-Anwendung Datex-P und für einen Filetransfer ISDN angesteuert werden, ohne daß das lokale Endgerät den Unterschied bemerkt).

- der Verwaltungskostenersparnis durch integrierte Netz-administration für alle Endgeräte und Teilnehmer am Netz, unabhängig von der Nutzungsform (Sprache, Text, Daten, ...), von der Anwendung und vom Gerätetyp (zum Beispiel kann ein Arbeits-platz unter einer einheitlichen Nummer erreicht werden, selbst wenn auf dem Arbeitsplatz ein Telefon an der U-Schnittstelle und ein PC für Text und Daten an einer X.25-Schnittstelle angeschlossen ist),

- der Installations-, Betriebs- und Wartungskostenersparnis durch Nutzung einer (meist schon vorhandenen) Zweidraht-Leitungs-Infrastruktur für mehrere Kommunikationsdienste.

Standards bieten große Auswahlfreiheit

Ein mittel- und langfristiger Nutzen entsteht durch die konsequente Verwendung von Kommunikationsstandards. Sie ermöglichen auf der einen Seite die Anschließbarkeit der derzeit vorhandenen Systeme, sichern aber auch die großtmögliche Freiheit bei der Auswahl zukünftig zu beschaffender Endgeräte und die geringstmöglichen Probleme bei der Kopplung verschiedenartiger Endgeräte.

Von geradezu strategischer Bedeutung für den Anwender ist jedoch die Migrationsmöglichkeit von Endgeräten mit X-Schnittstellen zu "generischen" ISDN-Endgeräten mit SO- oder U-Schnittstellen, die durch CCITT-Empfehlung X.31 und Empfehlungen der DBP für die Nutzung der T.70-Konventionen zur Text- und Datenkommunikation im ISDN sichergestellt wird: Die im PPH realisierten Abbildungskonventionen bieten die Kommunikations-fähigkeit zwischen "alten" und "neuen" Endgeräten und erlauben den schrittweisen Übergang von "alt" auf "neu" ohne Inkompatibili-täten.

Hierdurch wird mit Hicom und dem PPH auch eine Antwort auf die derzeit vieldiskutierte Frage gegeben, wie man denn die neue ISDN-Technik für bestehende und neue Anwendungen nutzbar machen könne: Durch konsequente Nutzung der ISDN-Technologie auch im "Inhouse"-Bereich und durch Verwendung von ISO-OSI-Standards kann das öffentliche ISDN nahtlos in ein Anwender-Netz integriert werden, so daß ISDN-Verbindungen immer dann verwendet werden können wenn sie eine kostengünstige Alternative darstellen; die Anwendung ist hiervon technisch abgeschirmt und bemerkt den Unterschied zwischen verschiedenen öffentlichen Netzen nicht.

*Knut Bahr und Eckart Raubold sind Mitarbeiter des GMD-Instituts für Systemtechnik und waren an der Entwicklung der hier beschriebenen Technik beteiligt.