Основные технологии глобальных сетей

Глобальная сеть (Wide-Area Network, WAN) — это сеть для передачи данных, которая охватывает относительно большую географическую область и где часто используются носители, предоставляемые общедоступными службами, например, телефонными компаниями. Обычно WAN-технологии функционируют на трех нижних уровнях модели OSI: физическом, канальном и сетевом.

Соединение "точка-точка" обеспечивает отдельный, предопределенный маршрут передачи данных по глобальной сети от пользователя через несущую сеть, например телефонную, в удаленную сеть. Линии связи "точка-точка" обычно арендуют у ком­паний, предоставляющих коммуникационные услуги, и поэтому их часто называют арендованными линиями. Для линий "точка-точка" поставщик услуг связи выделяет кабельные пары и оборудование только для данной линии. Как правило, плата, взи­маемая за эти цепи, зависит от полосы пропускания и расстояния между двумя со­единенными точками. Обычно соединения "точка-точка" обходятся дороже, чем об­щедоступные службы, такие как Frame Relay. Типичное соединение "точка-точка" по глобальной сети показано на рис. 1

Рисунок 1 – Типичное соединение «точка-точка» передает данные через WAN в удаленную сеть

Коммутация каналов

Коммутируемые каналы позволяют устанавливать соединения для передачи данных по мере необходимости и разрывать их по окончании взаимодействия. Они работают так же, как обычные телефонные линии. Хорошим примером коммутации каналов яв­ляется цифровая сеть с интеграцией служб (Integrated Services Digital Network, ISDN). Когда маршрутизатор получает данные для удаленного узла, устанавливается коммути­руемое соединение с удаленной сетью, соответствующей указанному номеру канала. В сети ISDN устройство использует для вызова удаленной ISDN-сети телефонный номер. После соединения сетей и аутентификации начинается передача данных, по окончании которой связь можно прервать. Пример линии связи этого типа показан на рис. 2.

Рисунок 2 – В глобальной сети с коммутацией каналов происходят те же процессы, что и при телефонном звонке

Коммутация пакетов

Коммутация пакетов — это WAN-технология совместного использования общих ресурсов несущей сети. Она позволяет поставщику услуг связи более эффективно ис­пользовать свою инфраструктуру, а пользователь платит намного меньше, чем за ли­нию связи "точка-точка". При коммутации пакетов сети подключены к совместно ис­пользуемой несущей сети. Поставщик услуг связи может создавать между узлами пользователей виртуальные каналы, по которым пакеты данных доставляются через сеть от одного узла к другому. Часть несущей сети, предназначенную для общего ис­пользования, часто называют "облаком" (cloud).

К сетям с коммутацией пакетов относятся Asynchronous Transfer Mode (ATM), Frame Relay, Switched Multimegabit Data Services (SMDS) и Х.25. Пример сети с ком­мутацией пакетов показан на рис. 3

Рисунок 3 – Пакеты передаются через несущую сеть посредством коммутации

Виртуальные каналы

Виртуальные соединения между пользовательскими узлами часто называются виртуальными каналами.

Виртуальный канал — это логическая цепь, созданная в общедоступной сети между двумя сетевыми устройствами. Существует два вида виртуальных каналов: коммути­руемые и постоянные.

Коммутируемые виртуальные каналы (Switched Virtual Circuit, SVC) создаются ди­намически, по мере необходимости, и разрываются после завершения передачи дан­ных. Обмен данными через SVC происходит в три этапа: создание канала, передача данных и разрыв связи. Вначале создается виртуальный канал между устройством-источником и устройством-приемником. Затем по этому виртуальному каналу пере­даются данные между устройствами, а потом виртуальный канал между устройством-источником и устройством-приемником разрывается. Каналы SVC используются в случаях, когда передача данных между устройствами имеет единичный характер, глав­ным образом потому, что каналы SVC интенсивнее используют полосу пропускания за счет создания и разрыва канала, но они снижают затраты, связанные с постоянным поддержанием доступности виртуального канала.

Постоянные виртуальные каналы (Permanent Virtual Circuit, PVC) существуют по­стоянно и работают только в одном режиме — режиме передачи данных. Каналы PVC применяются в случаях, когда передача данных между устройствами происхо­дит постоянно. Каналы PVC используют полосу пропускания не так интенсивно, как SVC, так как не требуют создания и разрыва виртуального канала, но увеличи­вают затраты на постоянное поддержание доступности виртуального канала. Каналы PVC, как правило, конфигурируются поставщиком услуг, когда поступает заказ на обслуживание.