1.4. Загальні засади побудови глобальних мереж

Основне призначення WAN – це надання засобів комунікацій великому числу різноманітних користувачів, тобто виконання транспортних функцій при передаванні мережевого трафіку.

Сучасні глобальні мережі передавання даних надають користувачам такі види послуг:

1. Передавання даних між локальними мережами та окремими комп’ютерами;

2. Передавання мультимедійного трафіку, в т.ч. широкомовних аудіозапису та телевізійних зображень;

3. Передавання гіпертекстової інформації;

4. Передавання телефонного трафіку, телеграфних та факсимільних повідомлень;

5. Забезпечення зв’язку центрального комп’ютера з неінтелектуальними терміналами, в т.ч. касовими апаратами та банкоматами;

6. Замовлення та придбання квитків на засоби пасажирського транспорту (залізниця, авіаційні перевезення, морський транспорт і т.п.);

7. Організація та проведення відеоконференцій;

8. Організація інтерактивних розмов (в т.ч. ІР-телефонія)

9. Пошук та надання інформації за індивідуальними замовленнями і т.п.

Глобальна мережа являє собою транспортний засіб для передавання даних між абонентами. WAN будуються за певними мережевими технологіми - набором стандартних протоколів (правил) і використовують програмні і апаратні засоби, які реалізіють ці протоколи. Важливим показником мережі є її топологія - конфігурація зв’язків між абонентами і комутаційними вузлами мережі.

Типова структура глобальної мережі приведена на рис. 1.8. До складу власне глобальної мережі входять:

- КВ - комутаційні вузли;

- АПД (DCE) - апаратура передавання даних;

- МК - магістральні канали;

- АК - абонентські канали;

Кінцеве обладнання даних КОД (DTE) WAN, структура якої наведена на рис. 1.8, містить

MF – мейнфрейм (потужний комп’ютер);

M (R) - маршрутизатор;

МХ - мультиплексор;

АТС - автоматична телефонна станція;

Т - термінальне обладнання (касові апарати, банкомати і т.п.).

Комутаційні вузли забезпечують створення маршрутів для обміну інформацією між абонентами мережі. КВ являють собою комплекс взаємопов’язаних технічних засобів, які здійснюють приймання електричних сигналів із вхідних каналів, обробку отриманих повідомлень, розподілення та подальше передавання повідомлень у потрібний канал зв’язку. Крім основної функції (комутації абонентів) КВ виконують ряд інших функцій: контроль за проходженням повідомлення по мережі, забезпечення пріоритетності передачі, підвищення надійності та достовірності передавання даних тощо.

В глобальних мережах КВ можуть використовувати три способи комутації абонентів:

1. комутацію каналів;

2. комутацію пакетів;

3. комутацію повідомлень.

При одній і тій же структурі мережі різні способи комутації забезпечують для абонентів і мережі в цілому різні можливості та характеристики.

Комутація каналів забезпечує створення неперервного фізичного каналу між абонентами шляхом з’єднання між собою окремих як абонентських, так і магістральних каналів. Розрізняють динамічну і постійну комутацію каналів.

При динамічній комутації в мережу передається спеціальний службовий кадр інформації з адресою абонента, який викликається. Цей кадр послідовно проходить через комутаційні вузли і налаштовує їх на відповідну комутацію. Після закінчення сеансу зв’язку комутація каналів ліквідовується. При постійній комутації канали виділяються користувачам на довгий термін. Режим постійної комутації називають сервісом виділених або орендованих каналів.

При комутації пакетів повідомлення розбивається на невеликі частини, які називаються пакетами. Кожний пакет містить службову інформацію та поле даних обмеженої довжини (наприклад, від 46 до 1500 байт). Комутатори приймають пакети від кінцевих вузлів і на основі аналізу адресної інформації передають їх один одному аж до вузла призначення.

Комутатори пакетів на відміну від комутаторів каналів мають буферну пам’ять для тимчасового зберігання пакетів. Якщо вихідний порт комутатора зайнятий, то пакети, які поступають на інші його порти записуються в буферну пам’ять і ставляться в чергу на подальшу передачу при звільнені вихідного порта. Така схема передавання даних дозволяє згладжувати пульсацію трафіка на магістральних каналах і збільшити пропускну здатність мережі.

При комутації повідомлень повідомлення не розбивається на окремі частини, а посилається в мережу суцільним блоком довільної довжини. Цей спосіб комутації перевантажує мережу і зменшує її пропускну здатність.

Магістральні канали (МК) з’єднують між собою комутаційні вузли і переносять дані від багатьох абонентів. Вони є важливою складовою мережі, від якої в значній мірі залежить швидкість і надійність передавання даних. В сучасних мережах МК будують, як правило, на основі цифрових каналів зв’язку, або використовують виділені канали.

Для під’єднання до комутаційних вузлів абонентського обладнання в глобальних мережах в переважній більшості також використовують виділені канали, але з меншою пропускною здатністю. Використовують також комутовані канали , в т.ч. телефонні лінії зв’язку, але якість транспортних послуг у цьому випадку зменшується.

Глобальна мережа може містити різноманітне обладнання даних (DTE): комп’ютери, локальні мережі, маршрутизатори, мультиплексори і т.п. Для одночасного передавання комп’ютерного і голосового трафіку від АТС використовують мультиплексор МХ "голос-дані". МХ упаковує голосову інформацію у кадри або пакети і передає їх у мережу. При цьому голосовий трафік має вищий приорітет, ніж комп’ютерні дані. Адресат також повинен мати МХ, який розділяє голосовий і комп’ютерний трафіки та направляє голосову інформацію в АТС, а комп’ютерні дані – в локальну мережу. Кінцеве DTE під’єднується до мережі з допомогою АПД (DCE).

Глобальна мережа характеризується інтерфейсом "користувач-мережа" UNI. Цей інтерфейс є стандартизований і забезпечує під’єднання користувачів до мережі з допомогою комунікаційного обладнання будь-якого виробника. Інтерфейс "мережа-мережа" NNI для під’єднання комутаційних вузлів може бути не стандартизованим і дозволяє власнику мережі свободу дій.

Великі відстані і ненадійні лінії зв’язку (ЛЗ) обумовили необхідність побудови глобальних мереж передачі даних (ГМПД) згідно мережевих технологій, які вимагають використання спеціальної АПД та складних методів передачі даних, різноманітних методів модуляції електричних сигналів, їх синхронізації та багатократного відновлення якості. Методи передавання даних, які застосовують в ГМПД, передбачають складний багатократний контроль достовірності передачі кадрів і повторну передачу спотворенних кадрів.