20. Региональные компьютерные сети
Региональные сети (WAN — Wide Area Network) с точки зрения архитектуры и протоколов практически не отличаются от глобальных. В региональных сетях обычно не используются трансокеанские кабели, но это отличие не может рассматриваться как принципиальное. Региональные сети решают проблему формирования из LAN (локальных сетей) сетей регионов и целых стран и даже наднациональных сетей (например, E-BONE для Европы). Как правило, эти сети строятся с использованием протоколов SDH, ATM, ISDN, Frame Relay или X.25. Архитектурно такие сети формируются из каналов со схемой точка-точка и мощных коммутаторов-мультиплексоров. Из таких фрагментов формируются и опорные сети (BackBone), которые позволяют сократить число шагов от узла к узлу. В этих сетях в основном используются оптоволоконные транспортные системы, а там где это нерентабельно, спутниковые или радиорелейные каналы.
С появлением корпоративных сетей типа Интранет понятия локальной и региональной сетей стало частично перекрываться. Для пользователя Интранет все узлы такой сети являются локальными, хотя и могут отстоять на сотни или даже тысячи километров друг от друга. По существу сети Интранет являются наложенными сетями по отношению к региональным сетям (WAN). Интернет также следует отнести к числу наложенных сетей по отношению к WAN.
21. Глобальные компьютерные сети
Глобальная компьютерная сеть, ГКС (англ. Wide Area Network, WAN) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.
ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.
Некоторые ГКС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.
Совмещают компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.
Отличие глобальной сети от локальной
Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом, у них в принципе не может быть гарантировано скорым.
В глобальных сетях намного более важно не качество связи, а сам факт ее существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной сети.
Вопрос 124. Структура региональных сетей эвм.
Примером региональной сети может служить сеть, объединяющая локальные сети подразделений некоторого предприятия в рамках ведомственной сети всего предприятия.
Протяженность от 5 до 100 км.
Главная проблема созд. региональной сети – выбор технических и программных средств, позволяющих проводить объединение ЛС.
Структура региональной сети:
Региональные сети на базе телефонных каналов связи
В качестве каналов связи используются выделенные или коммутируемые каналы связи. Выделенные каналы обеспечивают большую пропускную способность, но стоят дороже. Для соединения ЛС по телефонным каналам, в сети выделяется дополнительный сервер асинхронной связи. Данный сервер обеспечивает подключение к сети некоторого множества модемов. Модемы подключаются непосредственно к телефонной линии. В качестве программных средств используются соответствующие коммуникационные программы, обеспечивающие взаимодействие между удаленными абонентами ЛС по удаленным каналам связи.
Помимо серверов асинхронной связи для построения РС на базе телефонных каналов связи используются специализированные концентраторы и коммутаторы. Данные устройства, помимо цифровых каналов, содержат несколько модемных каналов связи. При передаче цифровой-модемный канал и обратно, происходит буферирование информации.
Достоинство – дешевизна (так как используется уже готовая коммуникационная сеть).
Недостаток – низкое быстродействие (до 64 Кб/с).
Региональные сети на базе оптических каналов связи
Современное коммуникационное оборудование, использующее оптические каналы, обеспечивает дальность передачи от 2 до 50 км, что позволяет строить РС, с радиусом 100км и выше
Практически все производители сетевого оборудования выпускают от простейших оптических репитеров до оптических модульных маршрутизаторов. Огромный стоимостной диапазон подразумевает особую тщательность в выборе оборудования. Критериями выбора могут служить скорость передачи между ЛС, удаленность ЛС друг от друга, требования надежности, а также расширяемость и управляемость проектируемой сети. Не менее важной проблемой является выбор оптимальной топологии коммуникационной сети, что связано с тем, что при абсолютном уменьшении стоимости оптоволокна, его стоимость по отношению к витой паре остается весьма высокой (1 к 10).
Таким образом оптимизация длины межсоединений между ЛС в рамках РС позволяет существенно уменьшить затраты на ее создание. Еще одной проблемой, связанной с исп-нием оптических каналов, является решение вопроса о возможности интегрального исполнения оптического канала. Потенциально высокая пропускная способность оптики позволяет передавать по ней совместно сетевые пакеты, телефонную и видеоинформацию. Это обеспечивается использованием соответствующего оборудования – оптических мультиплексоров. Решение об интегральном исполнении оптического канала должно основываться на пропускной способности, загрузке, создаваемой каждым из потоков, и задержке, определяемой каждым из потоков.
В качестве оптических каналов, как правило, используют каналы, построенные по технологии Ethernet, FDDI, ATM.
РС, использующие радиочастотные каналы связи
Спутниковые каналы связи используются крайне редко в силу их высокой стоимости. Чаще используются радиочастотные каналы в полосе УКВ. Наиболее известной аппаратурой для объединения ЛС по радиоканалам является радиорелейная станция «Контур — NET». Позволяющая объединять ЛС Ethernet 10Base2 со скоростью передачи 10 Мбит/С, на расстоянии 20 км. Ограничением является то, что объединяемые ЛС должны находится в пределах прямой видимости. Станция обеспечивает дуплексное соединение в режиме «точка-точка». Исползование нескольких станций позволяет позволяет строить РС со структурой типа «звезда» или «кольцо». Станция не содержит средств фильтрации информации. Целесообразным является совместное использование со станцией мостов или маршрутизаторов. Фирма DEC выпускает комплект оборудования для создания беспроводных сетей со связью по радиочастотному каналу (915 Мгц). Это радиоадаптер для рабочей станции (Roam About PC Card), который состоит из сетевой карты и радиоприемника/передатчика. И радиомост (Roam About Access Point), который выпускается в законченном конструктиве и содержит вход для подключения витой пары и радиоприемник/передатчик. Они обеспечивают связь точка-точка и позволяют подключать как удаленные рабочие станции, так и удаленные ЛС. Максимальная дальность до 1 км, скорость передачи 2 Мбита/С.
Глава 3. Региональные компьютерные сети
3.1. Общие принципы построения региональных компьютерных сетей
Региональные компьютерные сети (WAN) представляют собой LAN отдельных предприятий и организаций (или мощные компьютеры), расположенные в пределах города или региона и связанные между собой высокоскоростными магистральными каналами связи. К числу недостатков рассмотренных ранее LAN можно отнести их малую протяженность (для LAN Ethernet она составляет не более 2.5 км, для Fast Ethernеt и Gigabit Ethernet не более 250 метров), а также недостаточную скорость передачи данных (скорость передачи данных в LAN Token Ring равна 4/16 Мбит/с) и низкую надежность. В соответствии с этим, для построения WAN необходимо было разработать новые спецификации и стандарты, позволяющие избежать перечисленных недостатков LAN.
К числу основных требований, которым должны соответствовать создаваемые WAN, следует отнести:
- высокую пропускную способность каналов связи и высокую производительность коммуникационного оборудования, обеспечивающих скорость передачи данных от 100 Мбит/с до 1000 Мбит/с;
- возможность одновременной передачи голоса, видео и данных по одному каналу связи;
- экономичность и доступность по цене, сопоставимой с ценами оборудования Fast Ethernet и Gigabit Ethernet;
- хорошая совместимость канального и коммуникационного оборудования различных производителей;
- поддержка инфраструктуры существующих LAN предприятий;
- масштабируемость и возможность создания виртуальных сетей.
3.2. Региональная компьютерная сеть fddi
Технология FDDI использует два типа передающей среды (оптическое волокно и витую пару) и позволяет строить сети со скоростью передачи данных 100 Мбит/с. Стандарт FDDI, разработанный комитетом Х3Т9.5 ANSI, позволил обеспечить совместимость устройств разных производителей. Пример применения технологии FDDI для построения WAN приведен на рис. 37. Отказоустойчивость сети FDDI обеспечивается применением двух колец передачи данных. В нормальном состоянии данные передаются только по основному кольцу. При одиночном физическом разрыве основного кольца (обрыв кабеля, выход из строя рабочей станции) станции по обе стороны места разрыва обнаруживают неисправность и автоматически переключают поток данных на резервное кольцо в направлении, противоположном направлению передачи по основному кольцу. Тем самым сохраняется непрерывность логического кольца передачи данных. В стандарте FDDI определены также методы восстановления после серьезного нарушения целостности кольца (две станции с одним адресом и др.), требующего вмешательства администратора сети. Станция, обнаружившая нарушение, начинает передавать специальные сигнальные кадры (Beacon) до тех пор, пока не получит кадр того же типа от предыдущей станции. В итоге только одна станция остается в состоянии посылки сигнальных кадров. Это означает, что нарушение целостности кольца произошло непосредственно перед данной станцией. Знание места аварии позволяет администратору сети предпринять действия по восстановлению кольца.