Выделенные каналы

Выделенные (или арендуемые - leased) каналы можно получить у телекоммуникационных компаний, которые владеют каналами дальней связи (таких, например, как «РОСТЕЛЕКОМ»), или от телефонных компаний, которые обычно сдают в аренду каналы в пределах города или региона.

Использовать выделенные линии можно двумя способами. Первый состоит в построении с их помощью территориальной сети определенной технологии, например frame relay, в которой арендуемые выделенные линии служат для соединения промежуточных, территориально распределенных коммутаторов пакетов, как в случае, приведенном на рис. 5.2.

Второй вариант - соединение выделенными линиями только объединяемых локальных сетей или конечных абонентов другого типа, например мэйнфреймов, без установки транзитных коммутаторов пакетов, работающих по технологии глобальной сети (рис. 5.4). Второй вариант является наиболее простым с технической точки зрения, так как основан на использовании маршрутизаторов или удаленных мостов в объединяемых локальных сетях и отсутствии протоколов глобальных технологий, таких как Х.25 или frame relay. По глобальным каналам передаются те же пакеты сетевого или канального уровня, что и в локальных сетях.

Рис.5.4. Использование выделенных каналов

Именно второй способ использования глобальных каналов получил специальное название «услуги выделенных каналов», так как в нем действительно больше ничего из технологий собственно глобальных сетей с коммутацией пакетов не используется.

Выделенные каналы очень активно применялись совсем в недалеком прошлом и применяются сегодня, особенно при построении ответственных магистральных связей между крупными локальными сетями, так как эта услуга гарантирует пропускную способность арендуемого канала. Однако при большом количестве географически удаленных точек и интенсивном смешанном трафике между ними использование этой службы приводит к высоким затратам за счет большого количества арендуемых каналов.

Сегодня существует большой выбор выделенных каналов - от аналоговых каналов тональной частоты с полосой пропускания 3,1 кГц до цифровых каналов технологии SDH с пропускной способностью 155 и 622 Мбит/с.

43Сети Frame Relay.

Frame Relay был первоначально задуман как протокол для использования в сетях ISDN. Наибольший скачок в развитии frame relay был в 1990 году, когда компании Cisco Systems, StrataCom, Northern Telecom и Digital Equipment Corporation основали консорциум, чтобы сконцентрировать усилия на развитии технологии frame relay. Консорциум разработал спецификацию, которая соответствовала основам протокола frame relay, но расширяла ее дополнительными возможностями для работы глобальных сетей.

Протокол frame relay опирается на концепцию пакетной коммутации, и, как следствие, он больше подходит для передачи клиент-серверного трафика по глобальной сети. С помощью этой технологии несколько абонентов могут совместно использовать одну и ту же магистраль таким образом, что каждый из них получает необходимую ему пропускную способность в нужный для себя момент. Одно из основных преимуществ  frame relay состоит в том, что он обслуживает пакетные посылки данных таким образом, что абонентские сети могут отправлять столько данных по сети frame relay, сколько им необходимо в тот или иной момент времени. Frame Relay действует быстрее и работает с меньшими задержками, чем классический протокол коммутации пакетов X.25. Как высокоскоростная технология, frame relay несомненно более жизнеспособен с финансовой точки зрения, чем ATM, реализация которого чересчур дорога для многих компаний. С повышением верхнего предела скорости от Т-1 (1,544 Мбит/с) до DS-3 (44,736 Мбит/с) frame relay обеспечивает сравнимые с ATM скорости при меньших тарифах на услуги.

Технология frame relay в основном используется при решении таких прикладных задач, как осуществление соединений между локальными сетями, когда локальные сети, работающие в среде Ethernet, Token Ring или других, взаимодействуют между собой посредством глобальной сети (WAN). 

Протокол frame relay ориентирован на установление соединения. Виртуальное соединение - постоянное или коммутируемое (PVC или SVC) - необходимо установить прежде, чем два узла смогут обмениваться друг с другом информацией. PVC (Permanent Virtual Circuit - постоянный виртуальный канал) - это постоянное соединение между двумя узлами, и оно не может быть произвольным образом разорвано. Напротив, SVC (Switched Virtual Channel - коммутируемый виртуальный канал) обеспечивает по требованию коммутируемый сервис frame relay между двумя узлами. Предназначение этих соединений состоит в расширении области применения frame relay на другие типы приложений, такие как голос, видео и защищенные приложения Internet, помимо прочих. Однако в настоящее время SVC не получили широкого распространения, поскольку реализовать их сложнее, чем PVC. Как следствие, PVC является наиболее распространенным режимом связи в сети frame relay.

Каждое соединение PVC, как и SVC, идентифицируется уникальным образом посредством идентификатора канала передачи данных (Data-Link Control Identifier, DLCI). DLCI схож с телефонным номером, за тем исключением, что сфера его действия ограничивается только локальным участком сети. Благодаря этому разные маршрутизаторы в сети могут повторно использовать тот же самый DLCI, что позволяет сети поддерживать большее число виртуальных каналов.

Соединения frame relay функционируют на канальном уровне (второй уровень модели Взаимодействия Открытых Систем [OSI]). В сети frame relay данные делятся на кадры (frames) переменной длины (аналогично пакетам в локальной сети), содержащие адресную информацию. Кадр является единицей передачи информации (Protocol Data Unit). Он состоит из нескольких полей. Стандарт frame relay не ограничивает размер кадров, однако сеть  frame relay поддерживает чаще всего минимальный размер кадров в 262 байта, а наиболее распространенные реализации употребляют кадры от 1600 до 4096 байтов. Рис. 2

По сравнению со своим предшественником, X.25, frame relay имеет значительные преимущества в производительности. Соединения X.25 в глобальных сетях создавались по большей части на основе менее надежной аналоговой технологии. Поэтому, чтобы пакеты прибывали к получателю без ошибок и по порядку, X.25 требует от каждого промежуточного узла между отправителем и получателем исправления любой обнаруженной ошибки. С появлением высоконадежных цифровых каналов такая проверка стала излишней. Поэтому frame relay не занимается поиском и коррекцией ошибок. Если случается какая-либо ошибка, коммутаторы frame relay отбраковывают кадры, а не пытаются их восстановить. Восстановление осуществляется оборудованием конечного пользователя. Когда промежуточное оборудование избавлено от необходимости обнаружения и исправления ошибок, происходит уменьшение задержки доставки кадра, что, в свою очередь, повышает пропускную способность.

44 Сети X.25

Сети Х.25 являются на сегодняшний день "старейшиной" применяемых пакетных сетей, хотя популярность их быстро падает. Стандарт Х.25 был разработан комитетом CCITT в 1974 году. Стандарт наилучшим образом подходит для передачи трафика низкой интенсивности, характерного для терминалов, и в меньшей степени соответствует более высоким требованиям трафика локальных сетей.

Технология сетей Х.25 имеет несколько существенных признаков, отличающих ее от других технологий.

• Наличие в структуре сети специального устройства - PAD (Packet Assembler Disassembler), предназначенного для сборки нескольких низкоскоростных старт-стопных потоков байтов от алфавитно-цифровых терминалов в пакеты, передаваемые по сети и направляемые компьютерам для обработки.

• Наличие трехуровневого стека протоколов с использованием на канальном и сетевом уровнях протоколов с установленным соединением, управляющих потоками данных и исправляющих ошибки.

• Ориентация на однородные стеки транспортных протоколов во всех узлах сети - сетевой уровень рассчитан на работу только с одним протоколом канального уровня и не может подобно протоколу IP объединять разнородные сети.

Сеть Х.25 состоит из коммутаторов (Switches, S), расположенных в различных географических точках и соединенных высокоскоростными выделенными каналами.

Структура сети X.25

Асинхронные старт-стоп терминалы подключаются к сети через устройства PAD. PAD подключаются к телефонной сети с помощью нескольких модемов с асинхронным интерфейсом. Одно устройство PAD обычно обеспечивает доступ для 8, 16 или 24 асинхронных терминалов.

Стек протоколов сети X.25

Стандарты сетей Х.25 описывают три уровня протоколов.

• На физическом уровне определены синхронные интерфейсы Х.21 и Х.21 bis к оборудованию передачи данных - либо DSU/CSU, если выделенный канал является цифровым, либо к синхронному модему, если канал аналоговый.

• На канальном уровне используется подмножество протокола HDLC, обеспечивающих возможность автоматической передачи в случае возникновения ошибок в линии.

• На сетевом уровне определен протокол Х.25/3 обмен пакетами между оконечным оборудованием и сетью передачи данных.

45 Основные характеристики технологии ATM