19. Раскройте понятие архитектуры и топологии сети. Опишите основные принципы выбора архитектуры и топологии сети.
Архитектура сети – совокупность сетевых технологий и интерфейсов, реализованных с учетом топологии сети и структуры управления сетью.
Сетевые интерфейсы:
1) Логический (функциональная схема)
2) Физический
Логический интерфейс – это комплекс стандартов, оговаривающий порядок обмена информации между двумя устройствами (это протоколы обмена данных + алгоритм работы), например 100Base TX.
Физический интерфейс – это разъем. Указывается на схемах соединения, принципиальных схемах. Например, RJ-45.
Топология сети – это способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств и других элементов сети.
Порядок синтеза архитектуры сети
1) Выбор базовых сетевых технологий и сетевых стандартов;
2) Выбор топологи сети с учетом выбранных сетевых технологий;
3) Выбор сетевых шаблонов построения сети;
4) Выбор технических позиций (выбираются и уточняются используемые в сети элементы, протоколы, интерфейсы и т.д.);
Архитектура сети представляется совокупностью структурной и функциональной схемами.
20.Опишите классическую иерархическую структуру телекоммуникационной сети. Опишите функции и принципы организации каждого уровня этой структуры.
Классическая иерархическая архитектура сети имеет 3 уровня: ядро, уровень распределения, уровень доступа.
Уровень ядра отвечает за высокоскоростную передачу данных. Главная задача – коммутация пакетов. Ядро должно иметь доступ к любому оконечному устройству сети. Если ядро состоит из одного элемента, это – выраженное ядро. Если происходит ошибка на уровне ядра, то она влияет на всех пользователей. Очень важно обеспечить надежность на этом уровне.
Уровень распределения расположен между уровнем доступа и уровнем ядра. Уровень распределения осуществляет суммирование маршрутов, агрегацию трафика, изоляцию последствий изменения топологии сети, управление размерами таблицы маршрутизации
Уровень доступа обеспечивает формирование сетевого трафика, контроль доступа к сети, выполнение других функций оконечных устройств.
Структура телекоммуникационных сетей
Транспортная
сеть объединяет сети доступа, обеспечивает
транзит трафика по высокоскоростным
каналам. Транспортная сеть включает в
себя высокоскоростные каналы и сетевые
узлы. Информация
с помощью транспортной сети попадает
в сеть доступа получателей, где
она демультиплексируется и
коммутируется, чтобы на входной порт
оборудования пользователя поступала
только адресованная ему информация.
Транспортные
сети делятся на: магистральные,
внутризоновые, корпоративные, местные.
Сетевой узел – комплекс аппаратно-программных средств, предназначенных для формирования и перераспределения трафика между транспортной сетью и сетью доступа.
Сеть доступа составляет нижний уровень иерархии телекоммуникационной сети. Это часть общей сети электросвязи, распределенной между пользователем и узлом предоставления услуг. Основное назначение сети доступа – концентрация информационных потоков, поступающих по каналам связи от оборудования клиентов. Сеть доступа может состоять из нескольких уровней(их количество зависит от размера сети). Коммутаторы нижнего уровня мультиплексируют информацию, поступающие по абонетским каналам и передают ее коммутаторам верхнего уровня, чтобы те, в свою очередь передали ее коммутаторам транспорта. Сети доступа включают в себя абонентские линии и аппаратуру для их обслуживания.
21.Раскройте понятие и опишите основные характеристики транспортных сетей. Перечислите и опишите требования к транспортным сетям. Какие сетевые технологии удовлетворяю этим требованиям, и в какой мере?
Транспортная сеть- телекоммуникационная сеть включающая в себя высокоскоростные каналы и сетевые узлы. Транспортные сети делятся на: магистральные, внутризоновые, корпоративные, местные.
Сетевой узел – комплекс аппаратно-программных средств, предназначенных для формирования и перераспределения трафика между транспортной сетью и сетью доступа.
Информационно-технические хар-ки транспортной сети, которые определяют ее возможности по предоставлению гарантированного качества услуг для пользователей и всей сети в целом, обычно задаются на этапе планирования и уточняются в результате проектирования и оптимизации сети. К ним относятся след. основные характеристики:
пропускная способность транспортных магистралей или базовые скорости передачи;
объем входящего и исходящего трафиков в сетевых узлах;
суммарный трафик в сетевых трактах и транспортных магистралях сети;
надежность или коэффициент готовности сети в целом;
возможность интеграции различных видов трафика.
Кроме перечисленных выше к основным относятся и те, которые по сути не только определяют свойства сети, но и являются существенными требованиями при планировании, проектировании и построении сетей. Рассмотрим их ниже.
Требования к транспортной сети:
Высокая пропускная способность
Масштабируемость сети – способность сети безболезненно наращивать ресурсы
Управляемость - это возможность централизованно осуществлять конфигурацию, наблюдение, контроль и управление, как каждым сетевым элементом, так и всей сетью в целом, включая управление трафиком и планированием развития сети.
Интеграция различных типов трафика (выполнение требований QoS)
Совместимость аппаратуры передачи с аппаратурой коммутации
Резервирование сетевых трафиков и каналов для обеспечения высокой надежности
Высокая надёжность, характеризуется коэффициентом готовности - вероятность того, что сеть будет работоспособна в момент времени, когда она используется по назначению.
Основные технологии, которые используются для построения транспортных сетей: АТМ, SDH, NGSDH, FR, GEthernet, MPLS, xWDM.
Все технологии имеют свои преимущества и недостатки. Необходимо учитывать взаимное расположение различных технологий на уровнях модели OSI . Так, технология NGSDH эффективна в случае, когда оператор решает проблему миграции своей сети из традиционной первичной в транспортную сеть NGN . Если же но условиям развития сети нужно строить новые сегменты, то в них целесообразнее использовать технологию Gigabit Ethernet . Точно также в условиях дефицита свободных волокон целесообразно использовать технологию WDM , тогда как в условиях прокладки нового кабеля целесообразнее использовать под технологии SDH и WDM разные волокна, и т.д.
Преимущества АТМ: динамическое управление полосой пропускания каналов связи; предоставление QoS для различных типов трафика; возможности резервирования каналов связи и оборудования; возможность интегрирования самых различных типов трафика; возможность экономии полосы пропускания за счет специальных технологий обработки голосового трафика; возможность эмуляции «прозрачных» каналов связи;
Достоинства MPLS: эффективное управление трафиком; более высокая скорость продвижения IP-пакетов; поддержка классов обслуживания (Cos); организация виртуальных частных сетей (VPN); безболезненная интеграция с существующими сетевыми протоколами второго уровня. MPLS работает с любыми протоколами второго уровня.
Достоинствами SDH являются высокая надежность; широкий диапазон скоростей, обеспечивающий масштабирование сети в рамках одной технологии; высокое качество обслуживания для любых типов трафика; гибкость интерфейсов, простота эксплуатации. На нынешнем этапе развития оптических транспортных сетей, в которых преобладает пакетный трафик, технология SDH уже не может выступать в качестве универсальной технологии при построении сетей следующего поколения (NGN).
В настоящее время наиболее распространенной является технология волнового мультиплексирования WDM, которая удовлетворяет всем требованиям транспортной сети: высокая пропускная способность (до 40Гб/с); отказоустойчивость; скорость восстановления; масштабируемость; прозрачность; гибкость; компактность; управляемость.
Достоинства FR : относительно малое время задержки; простой формат кадра, содержащий минимум управляющей информации; динамическое распределение пропускной способности КС; предоставление пропускной способности по требованию; доставка приоритетов для разных классов трафика; поддержка основных интерфейсов цифровой телефонии. Основными недостатками FR является относительно низкая пропускная способность КС; не обеспечивает достоверность доставки кадров; негарантированная задержка данных, что вызывает проблемы при передачи трафика реального времени.
Достоинства GEthernet: высокая пропускная способность, обеспечивается совместимость с Ethernet; нет необходимости приобретать дополнительное оборудование или обеспечивать поддержку дополнительных протоколов и интерфейсов; масштабируемость сети; высокий уровень производительности LAN.