8.2. Примеры служб обмена данными

Различные компании, в том числе телефонные, начали предлагать сетевые услуги любой организации, пожелавшей подключиться к сети. Подсети находятся в собственности сетевых операторов, предоставляющих услуги для хостов и терминалов клиентов. Подобная система называется сетью общего пользования. Она аналогична общественной телефонной системе и часто является ее частью. Служба DQDB, изображенная на рис. 1.4, уже кратко рассматривалась в этой книге. В следующих разделах мы обсудим еще четыре примера служб — SMDS, X.25, ретрансляцию кадров и широкополосную сеть ISDN.

SMDS

Высокоскоростная коммутируемая служба данных SMDS (Switched Multimegabit Data Service) была разработана фирмой Bellcore в 80-х годах для объединения локальных сетей, обычно отдельных офисов или цехов одной компании. Реализована эта служба была в начале 90-х региональными и междугородными компаниями. Цель заключалась в том, чтобы без лишней суеты предоставить услуги по высокоскоростной передаче данных. SMDS является первой широкополосной (то есть высокоскоростной) коммутируемой службой, предоставленной в открытое широкое пользование.

Чтобы было понятнее, в каких ситуациях была бы полезной служба SMDS, рассмотрим компанию с четырьмя офисами в четырех различных городах, каждый со своей локальной сетью. Компания хотела бы соединить все свои локальные сети, так чтобы пакеты могли пересылаться из одной сети в другую. Одним из решений было бы арендовать шесть высокоскоростных линии и полностью соединить все локальные сети, как показано на рис. 1.25, а. Такое решение, конечно, возможно, но дорого.

Альтернативным решением является использование SMDS, как показано на рис. 1.25, о. Сеть SMDS действует как высокоскоростная магистраль для локальных сетей, что обеспечивает возможность пересылать пакеты из любой локальной сети в любую локальную сеть. Между локальными сетями в офисах клиентов и сетью SMDS, расположенной в офисах телефонной компании, связь устанавливается при помощи арендованных у телефонной компании линий. Обычно такие линии являются региональной компьютерной сетью, использующей службы DQDB, хотя возможны и другие варианты.

Локальная сеть 1

Локальная сеть 3

О

Локальная сеть 2 Выделенные Локальная сеть 4

линии

a 6

Рис. 1.25. Четыре ЛВС, соединенные выделенными линиями (а); соединение с помощью SMDS (б)

Тогда как большинство служб, предоставляемых телефонными компаниями, разработаны для непрерывного трафика, SMDS поддерживает пульсирующий трафик. Другими словами, время от времени из одной локальной сети в другую очень быстро переносится пакет, но большую часть времени между сетями нет никакого обмена информацией. Вариант с шестью выделенными линиями (см. рис. 1.25, а) стоит очень дорого. Клиент должен платить за выделенные линии, независимо от того, пользуется ли он ими постоянно или нет. Если обмен информацией между локальными сетями не требует постоянной и непрерывной связи, то служба SMDS может оказаться существенно более дешевым решением. Чтобы полностью соединить друг с другом r локальных сетей выделенными линиями, потребуется r (л - 1)/2, возможно, длинных (а, следовательно, дорогих) линий, тогда как служба SMDS потребует только аренды п коротких линий к ближайшему маршрутизатору SMDS.

Поскольку служба SMDS предназначена для соединения локальных сетей, она должна быть достаточно быстрой, чтобы справляться с работой. Стандартной скоростью считается 45 Мбит/с, хотя иногда бывают доступны более низкие скорости. Региональные сети также работают на скорости 45 Мбит/с, однако они не являются коммутируемыми, то есть чтобы соединить четыре локальных сети при помощи региональной сети, телефонная компания должна протянуть один провод через все четыре локальных сети, что возможно только в случае, если все четыре локальные сети находятся в одном городе. В случае SMDS каждая локальная сеть соединяется с коммутатором телефонной компании, который направляет пакеты по сети SMDS по требуемым адресам, возможно, через несколько других коммутаторов.

Основной службой SMDS является простая служба доставки пакетов без установления соединения. Формат пакета показан па рис. 1.26. Пакет состоит из трех полей: адрес назначения, адрес источника и поле данных пользователя, размером до 9188 байт. Машина на передающей локальной сети, соединенная с линией доступа, выкладывает пакет на линию, и SMDS пытается доставить его по правильному адресу. Какие-либо гарантии не предоставляются.

Байт 8 8 <=9188

Адрес получателя

Адрес отправителя

Данные пользователя

Рис. 1.26. Формат пакета SMDS

Адреса отправителя и получателя состоят из 4-битового кода, за которым следует телефонный номер, содержащий до 15 десятичных цифр. Каждая цифра кодируется в отдельном 4-разрядном поле. Телефонные номера содержат код страны, код региона и номер абонента, таким образом, данная служба может предоставляться в международных масштабах. Предполагалось, что использование десятично-кодированных телефонных номеров в качестве сетевых адресов сделает новую службу понятнее для раздражительных пользователей.

Когда пакет прибывает в сеть SMDS, первый маршрутизатор проверяет соответствие адреса источника номеру входной линии для предотвращения мошенничества. Если адрес неверен, то пакет просто игнорируется. В противном случае пакет пересылается по назначению.

Полезной возможностью SMDS является широковещание. Пользователь может указать список телефонных номеров SMDS, которому будет назначен специальный номер. Любой пакет, посланный по этому номеру, будет разослан по всем номерам этого списка. Общегосударственная ассоциация биржевых агентов (National Association of Securities Dealers) использует эту способность службы SMDS компании MCI для рассылки новых биржевых сводок всем своим 5000 членам.

Дополнительной услугой, предоставляемой пользователям, является адресное фильтрование, как для входящих, так и для выходящих пакетов. При выходном фильтровании пользователь может указать список телефонных номеров и отметить, что пакеты не могут отсылаться по другим адресам. При входном отсеве принимаются только пакеты, посланные с указанных в списке телефонных номеров. Используя обе услуги, пользователь может построить частную сеть, не имеющую SMDS-связей с внешним миром. Такая возможность чрезвычайно ценна для компаний, работающих с конфиденциальной информацией.

Поле данных пользователя может содержать любую последовательность данных длиной до 9188 байт. Служба SMDS не читает эти данные. Они могут содержать пакет Ethernet, пакет IBM token ring, IP-пакет или что-нибудь другое. В любом случае это поле безо всяких изменений передается из одной локальной сети в другую.

Служба SMDS поддерживает пульсирующий трафик. Маршрутизатор, соединенный с каждой линией доступа, содержит счетчик, увеличивающийся на единицу с некой постоянной частотой, например каждые 10 мкс. Когда пакет прибывает на маршрутизатор, значение счетчика сравнивается с длиной пакета в байтах. Если значение счетчика оказывается больше, то пакет без задержек пересылается дальше, а из значения счетчика вычитается длина пакета. Если длина пакета превосходит содержимое счетчика, пакет игнорируется.

В результате при увеличении счетчика на единицу каждые 10 мкс пользователь может посылать данные со средней скоростью в 100 000 байт/с, однако скорость работы самой линии может быть намного выше. Так, например, если линия была свободна в течение 10 мс, значение счетчика будет равно 1000 и пользователю будет позволено переслать 1-килобайтный пакет на скорости 45 Мбит/с, таким образом, пакет будет передан за 180 мкс. При выделенной линии со скоростью в 100 000 байт/с передача того же килобайта заняла бы 10 мс. Таким образом, SMDS предоставляет быструю передачу пакетов, но с определенными временными задержками, так что средняя скорость остается ниже оговоренного значения. Такой механизм при необходимости обеспечивает быстрый ответ, но не позволяет пользователям использовать более широкую полосу пропускания, чем та, за которую они согласились платить.