Типы глобальных сетей
При создании глобальной сети, соединяющей сети компании, в первую очередь необходимо определиться, какой вариант будет более оптимальным – построение собственной сети, или аренда каналов связи у провайдеров. Как мы уже говорили – первый вариант является более дорогим, но при этом компания не зависит от поставщика услуг. Второй вариант – гораздо дешевле, и поэтому является более доступным. Рассмотрим именно его.
В зависимости от типа компонент, которые будут арендоваться, различаются сети, построенные с использованием:
Выделенные каналы
Такие каналы также называют арендованными – leased. Как правило, их арендуют у компаний, владеющих инфраструктурой связи, например телефонной (например УкрТелеком). Различаются аналоговые и цифровые выделенные каналы. Выбор таких каналов очень широкий – от аналоговых каналов тональной частоты с полосой пропускания 3,1 кГц до цифровых каналов технологии SDH с пропускной способностью 155 и 622 Мбит/с.
Глобальные сети с коммутацией каналов
В сетях с коммутацией каналов, между абонентами коммутируется временный канал связи, через который они могут осуществлять обмен данными.
В таких сетях между абонентами нет постоянного канала связи, и он коммутируется только при необходимости. Пример такой сети – аналоговая или цифровая телефонная сеть.
Глобальные сети с коммутацией пакетов
В таких сетях, данные абонентов посылаются разбитыми на небольшие порции, пакеты, и передаются через сеть совместно с данными других абонентов. При этом каждая такая порция данных снабжается заголовком, содержащим адресную информацию. Первой подобной сетью была X.25, созданная в 80-х годах прошлого столетия. В настоящее время доступны более совершенные технологии такого типа сетей, это Frame Relay и ATM. Принципы построения и функционирования таких сетей будут рассмотрены в других курсах.
Методы коммутации в глобальных сетях.
КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ»
Давайте рассмотрим, каким образом работают сети на основе коммутируемых каналов.
Как говорилось выше, выделенные каналы бывают аналоговыми и цифровыми. Начнём с аналоговых. Наиболее популярными коммутируемыми каналами являются каналы, создаваемые обычными аналоговыми телефонными сетями. В англоязычной литературе их иногда называют POTS (Plain Old Telephone Service), — что-то вроде «старая добрая телефонная служба», хотя,
конечно, название PSTN (Public Switched Telephone Network) — «публичная коммутируемая телефонная сеть» является более официальным. К сожалению, эти сети малопригодны для построения магистралей корпоративных сетей. Чаще всего такие линии используются для индивидуального удаленного доступа к сети или же как резервные линии связи небольших офисов с центральным отделением предприятия. Доступ по телефонной сети имеет англоязычное название «dial-up access». Тем не менее, при недостатке средств коммутируемые аналоговые линии обеспечивают связь локальных сетей между собой. Это выгодный режим соединения, если количество передаваемых данных невелико и данные не требуют частого обновления. В этом случае две сети могут соединяться по аналоговой телефонной сети, например, раз в сутки, передавать в течение нескольких минут данные, а затем разрывать соединение.
В телефонных коммутаторах аналоговых телефонных сетей могут использоваться два принципа коммутации — аналоговый, основанный на мультиплексировании с разделением по частоте (Frequency Division Multiplexing, FDM), и цифровой, основанный на мультиплексирование с разделением по времени (Time Division Multiplexing, TDM). Рассмотрим эти технологии подробнее.
Технология FDM
Технология FDM была разработана для применения в аналоговых телефонных сетях, но также применяется и в сетях аналогового кабельного телевидения. Рассмотрим основные принципы её работы. Как известно, основные гармоники человеческой речи находятся в диапазоне 300…3400 Гц, т.е. для её передачи вполне достаточно полосы частот 3100 Гц. Техника частотного мультиплексирования выделяет каждому абоненту полосу частот 4000 Гц, оставляя тем самым запас 900 Гц, что бы каналы не перекрывались. На вход FDM коммутатора поступает несколько каналов от абонентов, и частота каждого канала увеличивается на величину, кратную 4000 Гц, таким образом, все абонентские каналы разносятся по всей полосе пропускания линии связи.
КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ»
В сетях, построенных на базе технологии FDM существует несколько уровней иерархии уплотнения, их параметры приведены в таблице 1.
38.Классификация глобальных сетей
Глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории — в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара. Ввиду большой протяженности каналов связи построение глобальной сети требует очень больших затрат, в которые входит стоимость кабелей и работ по их прокладке, затраты на коммутационное оборудование и промежуточную усилительную аппаратуру, обеспечивающую необходимую полосу пропускания канала, а также эксплуатационные затраты на постоянное поддержание в работоспособном состоянии разбросанной по большой территории аппаратуры сети.
Типичными абонентами глобальной компьютерной сети являются локальные сети предприятий, расположенные в разных городах и странах, которым нужно обмениваться данными между собой. Услугами глобальных сетей пользуются также и отдельные компьютеры.
Глобальные сети обычно создаются крупными телекоммуникационными компаниями для оказания платных услуг абонентам. Такие сети называют публичными или общественными. Существуют также такие понятия, как оператор сети и поставщик услуг сети. Оператор сети (network operator) — это та компания, которая поддерживает нормальную работу сети. Поставщик услуг, часто называемый также провайдером (service provider), — та компания, которая оказывает платные услуги абонентам сети. Владелец, оператор и поставщик услуг могут объединяться в одну компанию, а могут представлять и разные компании.
Гораздо реже глобальная сеть полностью создается какой-нибудь крупной корпорацией для своих внутренних нужд. В этом случае сеть называется частной. Очень часто встречается и промежуточный вариант — корпоративная сеть пользуется услугами или оборудованием общественной глобальной сети, но дополняет эти услуги или оборудование своими собственными.
В зависимости от того, какие компоненты приходится брать в аренду, принято различать сети, построенные с использованием:
Последний случай соответствует наиболее благоприятному случаю, когда сеть с коммутацией пакетов доступна во всех географических точках, которые нужно объединить в общую корпоративную сеть. Первые два случая требуют проведения дополнительных работ, чтобы на основании взятых в аренду средств построить сеть с коммутацией пакетов.
Выделенные (или арендуемые — leased) каналы можно получить у телекоммуникационных компаний, которые владеют каналами дальней связи, или от телефонных компаний, которые обычно сдают в аренду каналы в пределах города или региона.
Использовать выделенные линии можно двумя способами. Первый состоит в построении с их помощью территориальной сети определенной технологии, например Frame Relay, в которой арендуемые выделенные линии служат для соединения промежуточных, территориально распределенных коммутаторов пакетов.
Второй вариант — соединение выделенными линиями только объединяемых локальных сетей, без установки транзитных коммутаторов пакетов, работающих по технологии глобальной сети. Второй вариант является наиболее простым с технической точки зрения, так как основан на использовании маршрутизаторов или удаленных мостов в объединяемых локальных сетях и отсутствии протоколов глобальных технологий, таких как Х.25 или Frame Relay. По глобальным каналам передаются те же пакеты сетевого или канального уровня, что и в локальных сетях.
Именно второй способ использования глобальных каналов получил специальное название «услуги выделенных каналов», так как в нем действительно больше нечего из технологий собственно глобальных сетей с коммутацией пакетов не используется.
Выделенные каналы очень активно применялись совсем в недалеком прошлом и применяются сегодня, особенно при построении ответственных магистральных связей между крупными локальными сетями, так как эта услуга гарантирует пропускную способность арендуемого канала. Однако при большом количестве географически удаленных точек и интенсивном смешанном графике между ними пользование этой службы приводит к высоким затратам за счет большого количества арендуемых каналов.
Сегодня существует большой выбор выделенных каналов — от аналоговых каналов тональной частоты с полосой пропускания 3,1 кГц до цифровых каналов технологии SDN с пропускной способностью 155 и 622 Мбит/с.
Глобальные сети с коммутацией каналов
Сегодня для построения глобальных связей в корпоративной сети доступны сети с коммутацией каналов двух типов — традиционные аналоговые телефонные сети и цифровые сети с интеграцией услуг ISDN. Достоинством сетей с коммутацией каналов является их распространенность, что характерно особенно для аналоговых телефонных сетей.
Однако даже при качественных каналах связи, которые могут обеспечить сети с коммутацией каналов, для построения глобальных связей эти сети в настоящее время оказались экономически неэффективными.
Глобальные сети с коммутацией пакетов
В 80-е годы для надежного объединения локальных сетей и крупных компьютеров в корпоративную сеть использовалась практически одна технология глобальных сетей с коммутацией пакетов — Х.25. Сегодня выбор стал гораздо шире, помимо сетей Х.25 он включает такие технологии, как Frame Relay и АТМ. Кроме этих технологий, разработанных специально для глобальных компьютерных сетей, можно воспользоваться услугами территориальных сетей TCP/IP, которые доступны сегодня как в виде недорогой и очень распространенной сети Internet, качество транспортных услуг которой пока практически не регламентируется и оставляет желать лучшего, так и в виде коммерческих глобальных сетей TCP/IP, изолированных от Internet и предоставляемых в аренду телекоммуникационными компаниями.
В таблице приводятся характеристики этих сетей, причем в графе «Трафик» указывается тип трафика, который наиболее подходит для данного типа сетей, а в графе «Типичная скорость доступа» — наиболее типичный диапазон скоростей, предоставляемых поставщиками услуг этих сетей.
Типичная скорость доступа