X.25网络服务

现在对X.25协议进行较详细的阐述，以便于让读者更好地理解IP是如何起作用的。X.25协议是在公用分组交换数据网（PSPDN）中使用的一个面向连接的接入规范。如图一所示，它由三个部分（或说是三层）组成，大致地勾勒出开放系统互连（OSI）参考模型（OSI-RM）中下三层的结构。请注意这一点：X.25规范并未指明终端站点或用户设备的职责，它让用户按他们期望的方式来实现模型顶部的四层。

图一 X.25协议栈

物理层并不是这儿主要关心的，它所要做的只是让X.21和X.21bis一个节点到另一个节点来传送高层交下来的数据，这就够了。X.25协议组真正的工作是在数据链路层和网络层中完成。
LAPB数据链路层协议（平衡型链路接入规程）是权威的OSI-RM中HDLC协议的一个超集，它把分组装拆器（PAD—实质上是X.25的多路复用器）连往交换机，也可以把一个交换机连到另一个交换机。这种连接是点到点的，通常建立在一条单一的物理线路上。多数情况下，一个端到端的X.25连接是经过一系列这种点到点的LAPB链路，在两个PAD之间建立的。用户设备，例如计算机、终端及打印机，通过异步串行链路或其他局域网连到PAD上，通常感觉不到X.25的存在。图二表示了这样一种简单的网络，由两个PAD及与其相连的一台交换机构成了一个单一的主机和终端之间的连接。

图二 X.25的简单应用

当然，这不是一个典型的公用网络，因为这里仅有一条链路，而没有进行联网。实际上，PAD通常连往交换机，接着，这些交换机再通过主干线路或其他交换机而互连。这种交换机之间的连接形成了“网络云”——这是各类网络服务供应商经常使用的说法。从本质上说，是X.25创造了网络云。用户（顾客）无法知道在两个交换机间使用了什么物理或数据链路技术。不过，既然这个网络是一个PSPDN,用户就知道它能支持
X.25电路，但可不必理会这些。进一步说，没有人真的在意这团云的内容，这是因为只要顾客知道出入口都有X.25电路，用户数据就能从一端到达另一端。实际上，在多数PSPDN服务中，每个这种云式网络是其独具的特点，是为在X.25交换机间进行互连而定制的。
和PSTN中的物理电路不同，X.25提供的电路是虚电路，即它们展示给用户的是真正分立的电路，但是这种表面上的分立只是在逻辑上的分立，而不是真正的分立。虚电路可由网络操作人员手工建立及撤消，也可动态地基于网络用户的需求来建立和撤消，这些即是我们所说的永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）。然而，从网络节点的意义上说，PVC和SVC一样，也是“交换的”，SVC也可能存在数年之久（于是也成另PVC）,这都是实践操作中的网络术语罢了。
在X.25中，提供PVC虽然简单，但却得费不少功夫，它包括沿着端到端的路径手工完成每个交换机和PAD的配置，这些PAD指明这条电路的终端，完成这些工作后，用户就拥有了一条定制的虚电路（VC）。如果对网络进行巧妙的安排和恰当设计，虚电路就可以按照用户的想法配置，使网络的链路和交换机能适应用户业务的特点。这样，如果用户希望得到一条具有端到端最小时延的VC,只要向X.25服务供应商提出这个要求，就能得到一条仅跨接网络中速度最快的交换机和链路的路径。
SVC必须动态建立，因为没有时间进行手工操作。当用户向网络请求一条虚电路时，先由选路协议找到一条端到端路径，然后就有某个类型的信号协议指示该路径上的交换机把适当的链路连接起来，于是就形成了一条VC。这些过程一结束，用户就可以通过这条VC在分组中自由地发送数据。用完电路后，用户就可以指示网络来释放连接，于是进行一个与建立相反的过程，把交换机及链路资源释放掉，以备其他用户使用。
我们再花点时间讨论一下这种设计所能提供的服务。在PVC和SVC中，这种电路建立过程都会产生一个“可靠”连接。在数据通信中，可靠性有着特殊的意义，送交网络的数据应该被确切地传递到目的地，用户应该能够信赖网络的服务质量（QoS）。如果由于某一原因使这种传递不能成功完成，正在发送数据的用户应能获知这一情况，以便采取适当的措施。
真正的可靠性必须保证数据的完整性，这就需要纠错和正确排序。当交换机收到由LAPB链路传来的分组时，要做两项工作：一是把x.25分组存入缓存器，二是检查其是否有错。如果链路级协议没有发现错误，交换机就把这个分组送到合适的LAPB链路，发往它的目的地。如果LAPB链路发现这个分组在链路上已被损坏，它就要求发送该分组的交换机进行重发。为了能够在需要时进行重发，在得知分组被成功接收之前，这台交换机得一直保存着这个分组的备份。
这种做法会产生大量的开销，所以提供真正的可靠性决非易事。它需要大量资源（比如说时间和带宽），这是多数X.25网络所难以负担的。然而，在设计X.25时，大部分网络设计者明白除了这样也别无选择。毕竟,如果不对所传数据进行一步步的差错检验，就不可能对数据进行无差错的端到端传输。即使是严密屏蔽以防电磁干扰的最好的物理网络，也有很高的差错率。如果差错经常发生，就应该对它保持高度警惕，因为发送一个差错的分组和发送一堆垃圾无异对数据传输进行校验似乎是一个明智的做法，这使接收器能接收到高质量的数据流，从而使所收到的数据流与发送器送入电路中的数据流几乎完全一致。这样，X.25所进行的操作方法还有什么不足之处呢？
首先，建立电路的过程要耗费时间，这会推迟通信开始的时间。例如,在建立过程开始时，发送设备必须发送一个特殊的分组（称作呼叫请求）,以表明其连接意图。接着，在收到这个请求时，目的接收器必须使用另一个特殊的呼叫接受报文来表明其开通连接。最后，发送器必须用一个呼叫完成报文对收到的呼叫接受报文作出响应。只有在这个时候，在发送器和接收器之间的电路才被认为是开通的，可随时用于数据传送。
电路开通后，由X.25电路连接的两个端站可以在这种物理连接所允许的范围内尽可能快地传送数据，只要连接保持着，通信就可以继续。这一过程的效率不仅依赖于呼叫建立过程本身，更主要是依赖于通过这一呼叫所传送数据量的多少。如果呼叫是为传送美国国会图书馆的内容而建立的，就很明显，用来开通和关闭连接所需的6个分组与这大量的数据相比真是微不足道。然而，如果发送者想要发送的仅仅是一个分组，以表明一个键已被按下或是一扇门已被打开，情况又会如何呢？另一方面，数据本身的重要性也成为另一个用来决定是否应该建立连接的因素。许多数据采取保护措施以确保可靠性。有的数据在时间上的要求并不紧迫，如果丢失又可以轻易地进行重发，就用不着自找麻烦来为它们建立连接。对于其他一些业务，如果不能接受建立电路带来的时延，也不适合建立电路连接。
这样就诞生了X.25“快速选择”服务。在快速选择中，欲发送单独一个小分组数据的节点可以在发往目的节点的呼叫请求分组末尾加上这个数据。当然，X.25网络把这个分组看作发送器建立连接的要求，并及时地把它发送给所期望的接收器。接收器收到这个分组后，只需简单地剥除报头信息，再把数据从分组的后部取出即可。
有许多应用都借用了这种途径，例如在一个零售商店里的刷信用卡行为。对这样一个应用来说，卡号和所购数量等数据能被加入一个呼叫建立报文中，然后由PSPDN进行选路来把这个报文发往中心数据库，在那里,存着持卡人的帐户信息。当数据库认可这次买卖后，它就向这家商店回发含有授权号的量不大的数据。如果这两个分组在发送过程中，有一个或两个不幸丢失，销售点终端就得不到应答。遇到这种情况时，销售人员可以作出很多选择：最简单的可能就是重复上述过程，若无严重的网络故障，不会每次请求都不成功。
快速选择满足了X.25网络用户发送少量的数据的需求，他们在发送少量的数据时可以不需大量开销。然而，由于X.25并非为快速选择的传送数据方式而设计的，所以X.25上的快速选择并不能让该网络用户和工程师完全满意。X.25可以保证数据以无差错的方式进行传送，但是快速选择却用一种不可靠的方式来使用它，这就像把一辆能载50人的公共汽车当作家用轿车来用，仅载司机一人，这样造成了不小的浪费。
X.25的设计者们打算最终能够连接各地PSPDN,从而构成全球一体化的X.25网络，就像全球PSPDN一样。实际上，尽管X.25在一些国家的市场（例如欧洲和太平洋周边地区）取得了巨大成功，可是由于X.25含有多种标准使得各国X.25网络的互连很困难，还没有能够成功地构成一体化的全球网络，只是一些分散的网络例如现有的“法国X.25”，“比利时X.25”等，这与所期望的全球网络差距还很大。如果在一个国家内部的城市的X.25之间不能互连，它的实用价值就会大打折扣。当从意大利出发，穿过希腊而与土耳其进行的连接不能成功时，谁应该负责解决这个麻烦呢？可能一个网络首先应该提供的是普遍的连通性，而不是为业务建立端到端的连接。

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