- •Оглавление
- •От авторов
- •1. Основы сетей передачи данных
- •1. Эволюция компьютерных сетей
- •Два корня компьютерных сетей
- •Первые компьютерные сети
- •Конвергенция сетей
- •2. Общие принципы построения сетей
- •Простейшая сеть из двух компьютеров
- •Сетевое программное обеспечение
- •Физическая передача данных по линиям связи
- •Проблемы связи нескольких компьютеров
- •Обобщенная задача коммутации
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •3. Коммутация каналов и пакетов
- •Коммутация каналов
- •Коммутация пакетов
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •4. Архитектура и стандартизация сетей
- •Декомпозиция задачи сетевого взаимодействия
- •Модель OSI
- •Стандартизация сетей
- •Информационные и транспортные услуги
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •5. Примеры сетей
- •Обобщенная структура телекоммуникационной сети
- •Корпоративные сети
- •Интернет
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •6. Сетевые характеристики
- •Типы характеристик
- •Производительность
- •Надежность
- •Характеристики сети поставщика услуг
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •7. Методы обеспечения качества обслуживания
- •Обзор методов обеспечения качества обслуживания
- •Анализ очередей
- •Техника управления очередями
- •Механизмы кондиционирования трафика
- •Обратная связь
- •Резервирование ресурсов
- •Инжиниринг трафика
- •Работа в недогруженном режиме
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •2. Технологии физического уровня
- •8. Линии связи
- •Классификация линий связи
- •Типы кабелей
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •9. Кодирование и мультиплексирование данных
- •Модуляция
- •Дискретизация аналоговых сигналов
- •Методы кодирования
- •Мультиплексирование и коммутация
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •10. Беспроводная передача данных
- •Беспроводная среда передачи
- •Беспроводные системы
- •Технология широкополосного сигнала
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •11. Первичные сети
- •Сети PDH
- •Сети SONET/SDH
- •Сети DWDM
- •Сети OTN
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •3. Локальные вычислительные сети
- •Общая характеристика протоколов локальных сетей на разделяемой среде
- •Ethernet со скоростью 10 Мбит/с на разделяемой среде
- •Технологии Token Ring и FDDI
- •Беспроводные локальные сети IEEE 802.11
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •13. Коммутируемые сети Ethernet
- •Мост как предшественник и функциональный аналог коммутатора
- •Коммутаторы
- •Скоростные версии Ethernet
- •Архитектура коммутаторов
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •14. Интеллектуальные функции коммутаторов
- •Алгоритм покрывающего дерева
- •Агрегирование линий связи в локальных сетях
- •Фильтрация трафика
- •Виртуальные локальные сети
- •Ограничения коммутаторов
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •4. Сети TCP/IP
- •15. Адресация в стеке протоколов TCP/IP
- •Стек протоколов TCP/IP
- •Формат IP-адреса
- •Система DNS
- •Протокол DHCP
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •16. Протокол межсетевого взаимодействия
- •Схема IP-маршрутизации
- •Маршрутизация с использованием масок
- •Фрагментация IP-пакетов
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •17. Базовые протоколы TCP/IP
- •Протоколы транспортного уровня TCP и UDP
- •Общие свойства и классификация протоколов маршрутизации
- •Протокол RIP
- •Протокол OSPF
- •Маршрутизация в неоднородных сетях
- •Протокол BGP
- •Протокол ICMP
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •Фильтрация
- •Стандарты QoS в IP-сетях
- •Трансляция сетевых адресов
- •Групповое вещание
- •IPv6 как развитие стека TCP/IP
- •Маршрутизаторы
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •5. Технологии глобальных сетей
- •19. Транспортные услуги и технологии глобальных сетей
- •Базовые понятия
- •Технология Frame Relay
- •Технология ATM
- •Виртуальные частные сети
- •IP в глобальных сетях
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •20. Технология MPLS
- •Базовые принципы и механизмы MPLS
- •Протокол LDP
- •Мониторинг состояния путей LSP
- •Инжиниринг трафика в MPLS
- •Отказоустойчивость путей MPLS
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •21. Ethernet операторского класса
- •Обзор версий Ethernet операторского класса
- •Технология EoMPLS
- •Ethernet поверх Ethernet
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •22. Удаленный доступ
- •Схемы удаленного доступа
- •Коммутируемый аналоговый доступ
- •Коммутируемый доступ через сеть ISDN
- •Технология ADSL
- •Беспроводной доступ
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •23. Сетевые службы
- •Электронная почта
- •Веб-служба
- •IP-телефония
- •Протокол передачи файлов
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •24. Сетевая безопасность
- •Типы и примеры атак
- •Шифрование
- •Антивирусная защита
- •Сетевые экраны
- •Прокси-серверы
- •Протоколы защищенного канала. IPsec
- •Сети VPN на основе шифрования
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •Ответы на вопросы
- •Алфавитный указатель
Выводы |
347 |
ются блоками по 255 байт, из которых 239 байт являются пользовательскими, а 16 байт представляют собой корректирующий код. Коды Рида—Соломона позволяют исправлять до 8 ошибочных байт в блоке из 255 байт, что является очень хорошей характеристикой для самокорректирующего кода.
Применение кода Рида—Соломона позволяет улучшить отношение мощности сигнала к мощности шума на 5 дБ при уровне битовых ошибок в 10~12. Этот эффект дает возмож ностьувеличить расстояние между регенераторами сети на 20 км или использовать менее мощные передатчики сигнала.
Выводы
Первичные сети предназначены для создания коммутируемой инфраструктуры,с помощью которой можодостаточно быстро создать постоянные каналы,организующие произвольную топологию.
Впервичных сетях используют технику коммутации каналов различного типа: с частотным (FDM), временном (TDM) и волновым (WDM/DWDM) мультиплексированием.
Всетях FDMкаждому абонентскому каналу выделяется полоса частот шириной 4 кГц. Существует иерархия каналов FDM,при этом 12 абонентских каналов образуют группу каналов первого уровня иерархии (базовую группу) с полосой48 кГц,5 каналов первогоуровня объединяются в канал второго уровня иерархии (супергруппу)с полосой 240 кГц,а 10 каналов второго уровня составляют канал третьего уровня иерархии (главную группу) с полосой в 2,4 МГц.
Цифровые первичные сети PDHпозволяют образовывать каналы с пропускной способностью от 64 Кбит/сдо 140 Мбит/с, предоставляя своим абонентам скорости четырех уровней иерархии.
Недостатком сетей PDHявляется невозможность непосредственного выделения данных низкоско ростного канала изданных высокоскоростного канала,если каналы работают на несмежныхуровнях иерархии скоростей.
Асинхронность ввода абонентских потоков в кадр SDHобеспечивается благодаря концепции вир туальных контейнеров и системы плавающих указателей, отмечающих начало пользовательских данных в виртуальном контейнере.
МультиплексорыSDHмогут работать в сетях с различной топологией (цепи, кольца,ячеистая топо логия).Различают несколько специальныхтипов мультиплексоров,которые занимаютособое место всети: терминальные мультиплексоры, мультиплексоры ввода-вывода,кросс-коннекторы.
Всетях SDHподдерживается большое количество механизмов отказоустойчивости, которые за щищают трафикданных на уровне отдельных блоков, портов или соединений: EPS,CP,MSP,SNC-P nMS-SPRing. Наиболее эффективная схема защиты выбирается в зависимости от логической то пологии соединений в сети.
Технология WDM/DWDMреализует принципы частотного мультиплексирования для сигналов иной физической природы и на новом уровне иерархии скоростей. Каждый каналWDM/DWDMпредстав ляетсобой определенный диапазон световых волн,позволяющих переноситьданные в аналоговой ицифровой форме, при этом полоса пропускания канала в 25-50-100 ГГц обеспечивает скорости внесколько гигабит в секунду (при передаче дискретныхданных).
Вранних системахWDMиспользовалось небольшое количество спектральных каналов, от 2 до 16. Всистемах DWDMзадействовано уже от 32 до 160 каналов на одном оптическом волокне,что обе спечиваетскорости передачи данныхдля одного волокнадо несколькихтерабит в секунду.
Современныеоптические усилители позволяютудлинитьоптический участоклинии связи (безпре образования сигнала в электрическую форму)до 700-1000 км.
Для выделения нескольких каналов из общего светового сигнала разработаны сравнительно не дорогие устройства, которые обычно объединяются с оптическими усилителями для организации мультиплексоров ввода-вывода в сетяхдальней связи.
Для взаимодействия с традиционными оптическими сетями (SDH, GigabitEthernet, 10GEthernet) всетях DWDMприменяются транспондеры и трансляторы длин волн, которые преобразуют длину вол ывходного сигнала в длину одной из волн стандартного частотного плана DWDM.
348 |
Глава 11. Первичные сети |
В полностью оптических сетях все операции мультиплексирования и коммутации каналов выпол няются над световыми сигналами без их промежуточного преобразования в электрическую форму. Это упрощает и удешевляет сеть.
Технология OTN позволяетболее эффективно использоватьспектральные каналысетей DWDM, под держивая экономные схемы мультиплексирования данных на высоких скоростях.
Мощный механизм коррекции ошибок OTN FEC, использующий самокорректирующиеся коды Рида—Соломона, позволяет улучшить отношение сигнал/шум в спектральных каналах и увеличить расстояние между регенераторами сети.
Вопросы и задания
1.Какие недостатки первичных сетей FDM привели к созданию цифровых первичных сетей?
2.Название Т-1 обозначает:
а) аппаратуру мультиплексирования, разработанную компанией AT&T; б) уровень скорости 1,544 Мбит/с; в) международный стандарт линии связи;
г) способ мультиплексирования цифровых потоков 64 Кбит/с.
3.Какие функции выполняет младший бит каждого байта в канале Т-1 при передаче голоса?
4.Можно ли в сети PDH выделить канал DS-0 непосредственно из канала DS-3?
5.Какие механизмы в канале Е-1 заменяют «кражу бита» канала Т-1?
6.Почему первичные сети обеспечивают высокое качество обслуживания всех видов трафика?
7.Какое свойство технологии PDH отражает слово «плезиохронная»?
8.Каким образом компенсируется отсутствие синхронности трибутарных потоков в технологии SDH?
9.Какое максимальное количество каналов Е-1 может мультиплексировать кадр STM-1?
10.Сколько каналов Т-1 может мультиплексировать кадр STM-1, если в нем уже мульти плексировано 15 каналов Е-1?
11.По какой причине в кадре STM-1 используется три указателя?
12.С какой целью в технологиях PDH и SDH применяется чередование байтов?
13.В чем отличие схем защиты 1+1 и 1:1? Варианты ответов:
а) в схеме 1+1 два потока мультиплексируются в один, а в схеме 1:1 нет;
б) схема 1 +1 говорит о том, что резервный элемент выполняет те же функции, что и основной, а в схеме 1:1 резервный элемент простаивает до момента выхода из строя основного;
в) схема 1 +1 используется для защиты портов, а схема 1:1 —для защиты путей тра фика.
14. При каких условиях защита MS-SPRing более эффективна, чем SNC-P?
Вопросы и задания |
349 |
15.Для достижения каких целей разработан механизм виртуальной конкатенации? Ва рианты ответов:
а) для эффективной передачи трафика телефонных сетей; б) для эффективной передачи трафика Ethernet;
в) для повышения верхней границы скоростей технологии SDH.
16.Можно ли объединять контейнеры VC-З за счет смежной конкатенации?
17.Можно ли передавать составляющие контейнеры при виртуальной конкатенации по разным маршрутам?
18.Можно ли динамически изменить пропускную способность соединения SDH?
19.Почему протокол GFP в режиме GFP-F не использует пустые кадры для выравнивания скоростей?
20.Что общего между первичными сетями FDM и DWDM?
21.К какому типу сетей относятся сети DWDM, аналоговым или цифровым?
22.С какой целью в сетях DWDM используются регенераторы, преобразующие оптиче ский сигнал в электрический?
23.Назовите причины ухудшения качества оптического сигнала при передаче через боль шое количество пассивных участков DWDM?
24.С какой частотой будет выполняться операция отрицательного выравнивания указа теля контейнера VC-4 в кадре STM-1, если относительная разница между тактовыми частотами передающего и принимающего мультиплексоров SDH равна 10-5?
25.Какие недостатки технологии SDH послужили причиной создания новой технологии OTN? Варианты ответов:
а) недостаточная гибкость механизма указателей; б) слишком мелкие единицы коммутации;
в) низкая эффективность кодов FEC.
Посвящаем нашей дочери Анне