Лекция 5.

Общие принципы построения сетей.

Построение транспортных сегментов

Модели логической структуры

Логическая структура сети описывается следующими моделями:

• функциональная модель;

• протокольная модель;

• модель сетевого программного обеспечения.

Функциональная модель представляет собой абстрактное описание сети, не зависящее от принципов ее физической реализации. Она отображает взаимосвязь функций, выполняемых в сети, которые в данном случае рассматриваются в качестве элементов модели.

Функция представляет собой некоторый логический элемент, выполняющий определенную задачу в сети. Реализация функций допускает различные варианты:

• в виде аппаратных средств;

• в виде программного продукта.

Понятие «функция», используемое в телекоммуникациях, традиционно нацелено предполагало реализацию в аппаратном обеспечении связи. Однако, благодаря мощному развитию индустрии программного обеспечения, появилась возможность реализации функций программным способом. Функции, реализуемые в виде программных продуктов, принято называть объектами. Хотя, строго говоря, оба понятия являются синонимами, мы в дальнейшем все же будем придерживаться этого условного разграничения, подчеркивая таким способом, что в сети реализовано программно, а что аппаратно.

Различают следующие основные типы функций, выполняемых в информационной сети:

• прикладные функции – объекты приложений пользователей;

• функции обработки и хранения данных – объекты, обеспечивающие вызов объектов приложений, их взаимодействие, а также извлечение запрашиваемых данных либо помещение их в базу данных;

• функции управления услугами – объекты, позволяющие формировать услуги, запрашиваемые пользователями, управлять ресурсами сети, связанными с их предоставлением, и взаимодействием пользователей с этими услугами;

• коммуникационные функции – транспортные функции, функции управления передачей потоков данных, функции управления телекоммуникационными услугами;

• функции административного управления сетью – объекты, осуществляющие управление работой сети в целом (мониторинг дееспособности элементов сети, сбор статистики о прохождении сигналов, разрешение аварийных и неординарных ситуаций и т.д.) и всеми перечисленными функциями.

Порядок и правила взаимодействия между функциями и объектами сети определяет связи между элементами в функциональной модели. Полная спецификация такого взаимодействия называется логическим интерфейсом.

Логический интерфейс является емким понятием, охватывающим как набор правил поведения взаимодействующих элементов, так и формат представления обмениваемой ими информации.

Логический интерфейс между объектами одного типа называется протоколом.

Логический интерфейс между коммуникационными функциями получил название эталонной точки телекоммуникационной сети.

Функциональные модули

При рассмотрении и реализации функций и объектов допускается их группирование в функциональные модули. Функциональные модули могут формироваться в виде функциональных подсистем и доменов.

В функциональные подсистемы обычно объединяются функции и объекты, для которых целесообразна совместная реализация. Примером образования функциональной подсистемы может служить совмещение транспортной функции и функции управления потоками при их программно-аппаратной реализации в сегментах телекоммуникационной сети (рис.1). В этом смысле телекоммуникационную сеть на уровне функциональной модели часто называют транспортной подсистемой.

Аналогично можно выделить подсистему административного управления сетью, подсистему услуг и приложений и менее масштабные подсистемы: подсистему передачи, подсистему распределения информации и т.п.

Рисунок 1.Пример образования транспортной подсистемы на уровне

функциональной модели. I – интерфейс (эталонная точка

телекоммуникационной сети); NTU – сетевое окончание.

Домен представляет собой функциональный модуль, сформированный по принципу принадлежности функций и объектов одной поименованной группе. При этом учитывать их совместное действие при реализации в аппаратных средствах или программных продуктах не требуется. Примерами могут служить домен пользователя (рис. 4.21) и домен сетевого оператора (рис 2).

Рисунок 2 Пример образования домена пользователя

Рисунок 3. Пример образования домена сетевого оператора

Конкретный состав объектов (функций) домена называется конфигурацией домена. Не трудно убедиться, например, что конфигурации доменов разных пользователей могут существенно отличаться. Конфигурации доменов сетевых операторов, также могут быть разными. Это зависит от многих факторов, основным из которых является возможности ресурсов сети по предоставлению тех или иных услуг и приложений. Если предоставление конкретной услуги или набора услуг требует участия нескольких операторов, их домены рассматриваются на функциональном уровне как объединенная платформа предоставления услуг. Взаимодействие и функциональных подсистем и доменов осуществляется посредством логических интерфейсов.

Кроме вышесказанного следует отметить, что исследование информационной сети на уровне функциональной модели имеет еще один очень важный аспект. В зависимости от способа формирования функциональных модулей и возможностей их реализации с учетом уровня научно-технического прогресса, может быть выстроена та или иная концепция построения сети. Проиллюстрируем это следующим образом. Так, например, концепция телефонной сети заключается в построении дорогостоящих АТС в единой структуре объединяющих функции коммутации, функции управления обслуживанием вызовов, объекты услуг и приложений, а также биллинга. Такая АТС в сети представляет собой монолитную, закрытую системную структуру, как правило, не допускающую расширения или модернизации с использованием оборудования других производителей.

Попытка отделить от АТС подсистему услуг и приложений породила концепцию интеллектуальной сети (Intelligent Network, IN). Это позволило организовать в телефонной сети дополнительные виды обслуживания (ДВО) (расширить конфигурацию домена) и предоставлять различные услуги по заявкам пользователей, формируя их из отдельных компонентов. Концепция IN предполагает наличие таких функциональных модулей (подсистем) как: модуль распознавания вызовов, требующих выполнения ДВО; модуль формирования требуемого сервиса из независимых функциональных компонентов; модуль управления сетевыми ресурсами и т.п. При этом функционирование подсистемы ДВО абсолютно независимо от типа сети связи. Технология IN может быть реализована на базе любой коммутируемой сети (аналоговой или цифровой), а также на сети передачи данных.

Появление Softswitch, хорошо масштабируемого современного программного коммутатора, в корне изменило традиционную закрытую систему коммутации. Развивая подход IN в Softswitch, используя открытые интерфейсы, удалось обеспечить быстрое создание и предоставление новых услуг как оператором связи самостоятельно, так и совместно с различными производителями и сторонними провайдерами услуг. Softswitch использует принципы компонентного построения сети и открытые стандартные интерфейсы между тремя основными функциями: коммутация, управление обслуживанием вызовов, управление услугами и приложениями. В такой открытой распределенной структуре могут свободно использоваться функциональные компоненты разных производителей.

Разделение функций транспортировки информации и функций управления ее переносом через сеть, а так же отделение функций услуг и приложений от собственно связных функций породило концепцию NGN (сетей следующего поколения). Такая многокомпонентная распределенная архитектура, в которой связь между компонентами осуществляется исключительно через открытые интерфейсы. С позиций традиционной телефонии она воспринимается как сеть пакетной коммутации под управлением Softswitch, поддерживающая широкополосный абонентский доступ и мульти-сервисное обслуживание трафика. Сетевые концепции подробно изучаются в третьем модуле.