AD+82

1

3

1. Обобщенная структура территориально распределенной корпоративной сети.

Корпоративная сеть представляет собой объединение территориально удаленных ЛВС на базе использования магистральных каналов связи глобальных (WAN) и региональных (MAN) сетей с целью обеспечения обмена данными между различными приложениями организации (объединения, корпорации), в качестве которых выступают информационные ресурсы, программное обеспечение, технические устройства обработки данных и обеспечения коммуникаций.

Распределенная сеть состоит из следующих блоков:

1.Локальные вычислительные сети отдельных офисов.

2.Ресурсы, собранные в центрах обработки данных.

3.Глобальная или муниципальная вычислительная сеть, соединяющая ЛВС отдельных офисов и ЦОДы.

4.Подсистемы выхода в Интернет.

5.Мобильные пользователи.

4

2. Типовые методы объединения отдельных сетей офисов в единую КСПД

• WAN – провайдеры (каналы),

WANсети рассматриваются как множество каналов передачи данных, соединяющих маршрутизаторы локальных сетей LAN. Конечные станции пользователей и серверы LANсетей осуществляют обмен данными. Маршрутизаторы, при необходимости, передают данные между сетями LAN по каналам связи. Связь по каналам WANсетей осуществляется между географически удаленными друг от друга областями. При необходимости осуществить связь локальной станции с удаленной станцией (т.е. с конечной станцией, расположенной в удаленном месте) информация пересылается по одному или более каналам WANсетей.

Традиционные WANсети часто состояли из каналов передачи данных, соединяющих географически разделенные компьютерымейнфреймы; в современных сетях эти каналы соединяют между собой географически разделенные сети LAN. Рабочие станции конечных пользователей, серверы и маршрутизаторы находятся в этих LANсетях, а каналы WANсетей заканчиваются на маршрутизаторах. При обмене информацией между соединенными друг с другом LANсетями маршрутизаторы определяют оптимальный маршрут по сети для конкретных потоков данных. Маршрутизаторы могут также обеспечивать качество обслуживания (Quality Of Service QoS) и управлять им, задавая различные приоритеты разным типам данных.

Традиционно WANкоммуникации характеризовалась как имеющие низкую пропускную способность, большую задержку и высокий уровень ошибок. Одной из их характеристик была также стоимость аренды у провайдера службы передающей среды ( т.е. кабеля) для соединения между собой двух кампусов. Поскольку инфраструктура WAN часто арендуется у провайдера службы, при проектировании WAN сети необходимо добиться оптимального сочетания стоимости полосы пропускания и ее эффективности. Например, все технологии и функции, используемые в WAN сетях, должны удовлетворять следующим требованиям:

оптимальная полоса пропускания; минимальная стоимость;

максимальная эффективность службы для конечного пользователя.

Как правило, финансовые и юридические вопросы, связанные с обслуживанием каналов, образующих сеть WAN, решаются провайдером службы или оператором

связи, а требуемые пользователю службы предоставляются предприятию с соответствующей оплатой. Двумя основными технологиями служб WANсетей являются коммутация каналов и коммутация пакетов. Каждая из этих технологий имеет свои достоинства и недостатки. Например, сети с коммутацией каналов предоставляют пользователю вы деленную только ему полосу пропускания, которая не может использоваться другими пользователями.

5

Наоборот, коммутация пакетов является методом, при использовании которого сетевые устройства совместно используют канал типа ‗‗точкаточка‘‘ для передачи пакетов от источника к получателю по сети оператора связи. Сети с коммутацией пакетов традиционно

обладают большей гибкостью и используют полосу пропускания более эффективно, чем сети с коммутацией каналов. Эти каналы, соединяющие между собой локальные сети LAN или подсоединяющие их к другим сетям, обычно имеют значительно меньшую скорость передачи данных (полосу пропускания), чем 100 Мбит/с – значение, типичное для сетей LAN. Оплата канала является основной составляющей стоимости WAN; в процессе проектирования необходимо обеспечить

удовлетворительную ширину полосы пропускания с приемлемой стоимостью. В условиях, когда пользователи хотели бы получать доступ к службам с высокими скоростями, а руководство компаний хотело бы удержать затраты в разумных пределах, определение оптимальной конфигурации WANсети является для проектировщика непростой задачей. По сетям WAN могут передаваться различные типы данных, такие как голосовые данные, обычные цифровые и видео, поэтому выбранный проект должен обеспечивать достаточную пропускную способность и приемлемое транзитное время, которые будут удовлетворять потребности предприятия. Это будет включать в себя, кроме всего прочего, выбор соответствующей топологии соединений различных узлов между собой и приемлемой пропускной способности.

Типы соединений WAN.

Выделенная линия (Leased line). Выделенная линия, известная также как «соединение точкаточка», предоставляет одно предустановленное WAN соединение от клиента через сервис провайдера к удаленной сети. Сервис провайдер резервирует это соединение для частого использования этим клиентом. Выделенные линии исключают проблемы, возникающие в случае совместного использования канала, но они дорого стоят. Выделенные линии обычно реализуются с помощью синхронных последовательных каналов со скоростями до ТЗ, т.е. работают с 45 Мбит/с

Коммутация каналов (Circuit-switched). Это система коммутации, в которой выделенное соединение между отправителем и получателем должно существовать на протяжении «звонка». Сети сервис провайдера используют коммутацию каналов для обеспечения базовых телефонных или ISDN услуг. Соединения с коммутацией каналов обычно используются в случаях, когда требуются не постоянные соединения с WAN. Коммутация каналов обычно реализуется с помощью асинхронных последовательных соединений.

Пакетная коммутация (Packet-switched). Это метод WAN коммутации, при котором сетевые устройства совместно используют общую магистральную сеть (backbone) для передачи пакетов от источника к назначению через сеть провайдера. Сети с пакетной коммутацией используют виртуальные каналы (virtual circuits, VС), которые обеспечивают сквозное соединение (end-to-end). Программируемые устройства коммутации обеспечивают физические соединения. Место назначения указывается в заголовках пакетов. Коммутация пакетов предлагает услуги, похожие на услуги выделенных линий, однако из-за того, что ресурсы канала делятся несколькими клиентами, стоимость этих услуг ниже. Сети с коммутацией пакетов часто реализуются с помощью последовательных соединений со скоростями от 56 Кбит/с до ТЗ (45 Мбит/с).

• MAN – провайдеры (каналы),

Городские сети, как правило, используют цифровые магистральные линий связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и последующего соединения локальных сетей с глобальными.

Первоначально сети мегаполисов были разработаны только для передачи данных, но сейчас они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и интегральную передачу голоса и текста. Сети мегаполисов являются общественными сетями, и поэтому их услуги обходятся дешевле, чем построение собственной (частной) сети в пределах города.

Большинство современных сетей MAN являются Сетями синхронной оптической связи (SONET – Synchronous Optical Network) или кольцами FDDI, представленными провайдерами телекоммуникационных услуг. Эти кольца охватывают большие площади, компании могут подключаться к кольцам через каналы T1

6

или T3. На Рисунке 5-42 показаны две компании, сединенные с помощью кольца SONET, а также устройства, которые обычно необходимы для организации такого вида коммуникаций. Это упрощенный пример MAN. В реальности множество компаний подключены к одному

кольцу.

Фактически SONET является стандартом для телекоммуникаций посредством волоконно-оптических кабелей.

SONET является самовосстанавливающейся системой (self-healing), т.е. в случае разрыва канала передачи, он может задействовать дополнительное резервное кольцо для обеспечения непрерывности работы. Все каналы и кольца SONET обладают избыточностью. Избыточные каналы используются в случае, если что-то случается с основным кольцом.

Сети SONET могут передавать голос, видео и данные по оптическим сетям.

• MPLS – провайдеры (сети),

MPLS (англ. multiprotocol label switching — многопротокольная коммутация по меткам) — механизм в высокопроизводительной телекоммуникационной сети, осуществляющий передачу данных от одного узла сети к другому с помощью меток.

MPLS является масштабируемым и независимым от каких-либо протоколов механизмом передачи данных. В сети, основанной на MPLS, пакетам данных присваиваются метки. Решение о дальнейшей передаче пакета данных другому узлу сети осуществляется только на основании значения присвоенной метки без необходимости изучения самого пакета данных. За счет этого возможно создание сквозного виртуального канала, независимого от среды передачи и использующего любой протокол передачи данных.

MPLS позволяет достаточно легко создавать виртуальные каналы между узлами сети.

Технология позволяет инкапсулировать различные протоколы передачи данных.

Основным преимуществом MPLS является независимость от особенностей технологий канального уровня, таких как ATM, Frame Relay, SONET/SDH или Ethernet, и отсутствия необходимости поддержания нескольких сетей второго уровня, необходимых для передачи различного рода трафика. По виду коммутации MPLS относится к сетям с коммутацией пакетов.

Технология MPLS используется для построения IP-сетей.

На практике MPLS используется для передачи IP- и Ethernet-трафика. Основными областями применения MPLS являются оптимизация и управление трафиком (англ. traffic engineering) и организация виртуальных частных сетей (VPN).

Основные преимущества технологии IP/MPLS:

-пакетов по сети за счет сокращения времени обработки

маршрутной информации;

7

информационному потоку (например, несущему телефонный трафик) может назначаться требуемый класс обслуживания (CoS). Потоки с более высоким CoS получают приоритет перед всеми другими потоками. Таким образом, с помощью MPLS обеспечивается качество обслуживания (QoS), присущее сетям SDH и

ATM;

своеобразных туннелей;

позволяет подключать пользователей, использующих все эти разнообразные протоколы.

Сеть, построенная по технологии MPLS (например, сеть, представленная на рис. 1), является иерархической и представляет собой двухуровневую архитектуру. Иерархия состоит из первого уровня - опорной сети (ядра сети) с коммутирующими по меткам маршрутизаторами LSR (P) и второго уровня - периферийной или пограничной части сети провайдера с PE-маршрутизаторами, к которым подключаются сети заказчиков (пользователей) транспортных услуг.

Подключение к сети MPLS для клиента выглядит как подключение к обычной IP-сети. При этом провайдер может обеспечивать клиенту ряд возможностей, которые, будучи собраны вместе, делают сети MPLS более привлекательными, чем подключение через Frame Relay и ATM сети, это в первую очередь:

сквозная поддержка внутри операторской сети нескольких классов обслуживания;

возможность сохранения собственного плана IP-адресации;

возможность маршрутизации IP-трафика между офисами Заказчика в сети оператора;

организация доступа в Интернет.

Организация доступа в Интернет также может служить дополнительным стимулом для подключения к MPLS-сети одного оператора, поскольку позволяет получить все необходимые услуги из одних рук.

• ISP – интернет провайдеры,

нтернет-провайдер (иногда просто провайдер; от англ. internet service provider, сокр. ISP — поставщик интернет-услуги) — организация, предоставляющая услуги доступа к сети Интернет и иные связанные с Интернетом услуги.

Косновным услугам интернет-провайдеров относят:

широкополосный доступ в Интернет,

коммутируемый доступ в Интернет,

беспроводной доступ в Интернет,

Среди провайдеров доступа можно выделить первичных (магистральных), имеющих магистральные каналы связи в собственности, и вторичных (городских, домовых), арендующих каналы связи у первичных. Первичные провайдеры обычно продают трафик только в больших объѐмах и оказывают услуги другим провайдерам, а не индивидуальным пользователям, хотя есть и исключения.

Организация связи ЛВС через Интернет получает все большее распространение вместе с доступностью самой сети.

Каждый офис компании в настоящее время имеет (или может легко получить) собственное подключение к Интернету по выделенному каналу. После этого между ЛВС офисов организуется зашифрованный канал VPN, по которому передаются данные (Рис. 5).

Сейчас качество предоставления доступа в Интернет в крупных городах достаточно высоко для передачи между офисами компании данных, не чувствительных к задержкам.

8

Рис. 5. Организация КСПД через VPN'каналы в нтернет

Основным минусом подключения через Интернет, с корпоративной точки зрения, является отсутствие каких либо гарантий относительно полосы пропускания, задержек и потерь пакетов.

Плюсы данного подключения следующие:

высокая доступность услуги подключения к Интернету и, как следствие, быстрое время развертывания канала;

низкая стоимость подключения;

низкая стоимость владения такими каналами (центральный офис в любом случае имеет доступ в Интернет, остается подключиться только отдельным офисам).

•PSTN – провайдеры,

Телефонная сеть общего пользования, ТСОП, ТфОП (англ. PSTN, Public Switched Telephone Network) —

это сеть, для доступа к которой используются обычные проводные телефонные аппараты, мини-АТС и оборудование передачи данных.

В PSTN передача сигналов (в том числе и настройка соединения) и сам разговор осуществляется через одну и ту же универсальную линию связи (магистраль) от системы коммутации (СК) источника к СК адресата. Этот процесс занимает каналы связи всех задействованных при соединении СК. То есть, если вызываемый адресат занят, все эти соединения окажутся напрасными.

Обычно PSTN используют звездообразную топологию (главный элемент соединѐн с множеством второстепенных).

Коммутируемые сети телефонной связи общего пользования представляют собой обычные аналоговые телефонные сети связи и допускают наравне с телефонной связью передачу данных со скоростью до 33.6 Кб/сек.

Допускают наравне с телефонной связью передачу данных, а также в ограниченных пределах видеоконференцсвязь.

Преимущества PSTN:

9

Простота: Кроме модема, нет никакого дополнительного оборудования не требуется. Аналоговые модемы просто конфигурировать.

Доступность: поскольку общественная телефонная сеть доступна фактически всюду.

Стоимость: стоимость подключения к глобальной сети с использованием PSTN относительно низка, состоит прежде всего из стоимости линии и модемов.

Недостатки использования PSTN:

Низкая скорость передачи данных: поскольку телефонная система была проектирована, чтобы передавать голос, скорость передачи данных заметно ниже.

Относительно долгое время установки подключения: поскольку подключение к PSTN требует установки модемной связи, время, необходимое для соединения с глобальной сетью через PSTN очень большое по сравнению с другими типами подключения.

•ВОЛС (radio?) – организация собственной корпоративной сети связи.

Существенным ограничением для организации таких линий связи служат два фактора – длина линии связи (обусловлена максимальным допустимым сопротивлением линии) и наличие свободных пар в здании. Физические характеристики могут отличаться у двух медных пар, идущих в одном кабеле, а они существенно влияют на скорость связи и количество ошибок, возникающих при передаче данных.

В настоящее время для организации связи по выделенной линии все чаще используются волоконнооптические линии.

При всех преимуществах использования волоконно-оптических линий связи основными его недостатками являются те же, что и для медных пар – это в первую очередь необходимость прокладки или аренды кабеля, а также длительная процедура восстановления работы канала при авариях.

К плюсам этих решений также относится и то, что ВОЛС может быть использована для таких протоколов, как Fibre Channel. При недостатке физических волоконно-оптических пар между двумя объектами есть возможность применить такие технологии уплотнения, как CWDM или DWDM. В этом случае компания получит от 8 до 64 независимых каналов передачи данных в одной оптоволоконной паре.

По ВОЛС можно передавать данные любых протоколов на скоростях, равных или превосходящих скорости в ЛВС, построенной в пределах одного здания. При этом канал связи перестает быть узким местом корпоративной сети передачи данных.

10

3. Первичные WAN-сети, краткая характеристика

1 вариант:

Первичные, или опорные, сети предназначены для создания коммутируемой инфраструктуры, с помощью которой можно достаточно быстро и гибко организовать постоянный канал с топологией "точка-точка" между двумя пользовательскими устройствами, подключенными к такой сети.

Первичной сетью называется совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов системы электросвязи, образованная на базе сетевых узлов, сетевых станций, оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи системы электросвязи. В основе современной системы электросвязи лежит использование цифровой первичной сети, основанной на использовании цифровых систем передачи. Как следует из определения, в состав первичной сети входит среда передачи сигналов и аппаратура систем передачи. Современная первичная сеть строится на основе технологии цифровой передачи и использует в качестве сред передачи электрический и оптический кабели и радиоэфир.

Рассмотрим ту часть первичной, которая связана с передачей информации в цифровом виде. Современная цифровая первичная сеть может строиться на основе трех технологий: PDH, SDH и ATM.

Первичная цифровая сеть на основе PDH/SDH состоит из узлов мультиплексирования (мультиплексоров), выполняющих роль преобразователей между каналами различных уровней иерархии стандартной пропускной способности (ниже), регенераторов, восстанавливающих цифровой поток на протяженных трактах, и цифровых кроссов, которые осуществляют коммутацию на уровне каналов и трактов первичной сети. Схематично структура первичной сети представлена на рис. 1.2. Как видно из рисунка, первичная сеть строится на основе типовых каналов, образованных системами передачи. Современные системы передачи используют в качестве среды передачи сигналов электрический и оптический кабель, а также радиочастотные средства (радиорелейные и спутниковые системы передачи).

Cовременная цифровая первичная сеть строится на основе трех основных технологий: плезиохронной иерархии (PDH), синхронной иерархии (SDH) и асинхронного режима переноса (передачи) (ATM). Из перечисленных технологий только первые две в настоящее время могут рассматриваться как основа построения цифровой первичной сети.

Рис. 1.2. Структура первичной сети.

Первичные сети основаны на технике коммутации каналов. Для создания первичного канала коммутаторы первичных сетей должны поддерживать какую-либо технику мультиплексирования и коммутации.

Внастоящее время для мультиплексирования абонентских каналов используются:

техника частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM);