Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей
Аннотация: Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей. Определяются понятия сети доступа и магистрали. Обсуждаются особенности сетей операторов и корпоративных сетей. Рассматривается классификация сетей операторов по территориальной протяженности, набору услуг, клиентской базе.
Ярко выраженная в последнее время тенденция сближения различных типов сетей характерна не только для локальных и глобальных компьютерных сетей , но и для телекоммуникационных сетей других типов.
К телекоммуникационным сетям в настоящее время можно отнести:
Во всех этих сетях предоставляемым клиентам ресурсом является информация .
| Вид телекоммуникационной сети | Вид услуг | Вид представления информации |
|---|---|---|
| телефонные сети | интерактивные услуги | только голосовая информация |
| радиосети | широковещательные услуги | только голосовая информация |
| телевизионные сети | широковещательные услуги | голос и изображение |
| компьютерные сети | алфавитно-цифровое |
Таблица характеризует изначальное распределение вида услуг и формы представления информации в сетях разного типа.
Телефонные сети оказывают интерактивные услуги (interactive services) , так как два абонента , участвующие в разговоре (или несколько абонентов , если это конференция), попеременно проявляют активность .
Радиосети и телевизионные сети оказывают широковещательные услуги (broadcast services) , при этом информация распространяется только в одну сторону — из сети к абонентам, по схеме «один ко многим» ( point-to-multipoint ).
Сегодня по многим направлениям идет конвергенция разных видов телекоммуникационных сетей .
Общая структура телекоммуникационной сети
Несмотря на то, что различия между компьютерными , телефонными , телевизионными и первичными сетями , безусловно, существенны, все эти сети на достаточно высоком уровне абстракции имеют сходные структуры.
Телекоммуникационная сеть (pис. 10.1) в общем случае включает следующие компоненты:
- сеть доступа (access network) — предназначена для концентрации информационных потоков , поступающих по многочисленным каналам связи от оборудования пользователей, в сравнительно небольшом количестве узлов магистральной сети ;
- магистраль (backbone или core network) — объединяет отдельные сети доступа , обеспечивая транзит трафика между ними по высокоскоростным каналам ;
- информационные центры или центры управления сервисами (data centers или services control point) — это собственные информационные ресурсы сети, на основе которых осуществляется обслуживание пользователей.
И сеть доступа , и магистральная сеть строятся на базе коммутаторов . Каждый коммутатор оснащен некоторым количеством портов, которые соединяются с портами других коммутаторов каналами связи .
Сеть доступа
Сеть доступа представляет собой нижний уровень иерархии телекоммуникационной сети .
К этой сети подключаются конечные (терминальные) узлы — оборудование, установленное у пользователей ( абонентов , клиентов) сети. В случае компьютерной сети конечными узлами являются компьютеры, телефонной — телефонные аппараты, а телевизионной или радиосети — соответствующие теле- и радиоприемники.
Основное назначение сети доступа — концентрация информационных потоков , поступающих по многочисленным каналам связи от оборудования пользователей, в сравнительно небольшом количестве узлов магистральной сети .
Сеть доступа , как и телекоммуникационная сеть в целом, может состоять из нескольких уровней (на рисунке показано два). Коммутаторы , установленные в узлах нижнего уровня, мультиплексируют информацию, поступающую по многочисленным абонентским каналам (называемым часто абонентскими окончаниями, local loop ) и передают ее коммутаторам верхнего уровня, чтобы те в свою очередь передали ее коммутаторам магистрали. Количество уровней сети доступа зависит от ее размера; небольшая сеть доступа может состоять из одного уровня, а крупная — из двух-трех. Следующие уровни осуществляют дальнейшую концентрацию трафика, собирая его и мультиплексируя в более скоростные каналы .
Магистральная сеть
Магистральная сеть объединяет отдельные сети доступа , выполняя функции транзита трафика между ними по высокоскоростным каналам . Коммутаторы магистрали могут оперировать не только информационными соединениями между отдельными пользователями, но и агрегированными информационными потоками , переносящими данные большого количества пользовательских соединений. В результате информация с помощью магистрали попадает в сеть доступа получателей, демультиплексируется там и коммутируется таким образом, что на входной порт оборудования пользователя поступает только та информация, которая ему адресована.
В том случае, когда абонент -получатель подключен к тому же коммутатору доступа, что и абонент -отправитель (непосредственно или через подчиненные по иерархии связей коммутаторы ), последний выполняет необходимую операцию коммутации самостоятельно.
Информационные центры
Информационные центры /центры управления сервисами — это собственные информационные ресурсы сети, на основе которых осуществляется обслуживание пользователей. В таких центрах может храниться информация двух типов:
- пользовательская информация, то есть те данные, которые непосредственно интересуют пользователей сети;
- вспомогательная служебная информация, позволяющая предоставлять пользователям некоторые услуги.
Примером информационных ресурсов первого типа могут служить Web-порталы, на которых расположена разнообразная справочная информация и новости, информация электронных магазинов и т.п. В телефонных сетях роль таких центров играют службы экстренного вызова (например, милиции, скорой помощи) и справочные службы различных организаций и предприятий — вокзалов, аэропортов, магазинов и т.п. В телевизионных сетях такими центрами являются телестудии, поставляющие «живую» картинку или же воспроизводящие ранее записанные сюжеты или фильмы.
К ресурсам второго типа относятся, например, различные системы аутентификации и авторизации пользователей, с помощью которых организация, владеющая сетью, проверяет права пользователей на получение тех или иных услуг; системы биллинга, которые в коммерческих сетях подсчитывают плату за предоставленные услуги; базы данных учетной информации пользователей, хранящие имена и пароли, а также перечни услуг, на которые подписан каждый пользователь. В телефонных сетях существуют центры управления сервисами (Services Control Point, SCP ), где установлены компьютеры, на которых хранятся программы нестандартной обработки телефонных вызовов пользователей, например вызовов бесплатных справочных служб коммерческих предприятий (так называемые службы 800) или вызовов при проведении телеголосования. Еще одним из распространенных видов вспомогательного информационного центра является централизованная система управления сетью, которая представляет собой программное обеспечение, работающее на одном или нескольких компьютерах.
Естественно, у сетей каждого типа имеется много особенностей, тем не менее, их структура в целом соответствует описанной выше. В то же время, в зависимости от назначения и размера сети, некоторые составляющие обобщенной структуры могут в ней отсутствовать или же иметь несущественное значение. Например, в небольшой локальной компьютерной сети нет ярко выраженных сетей доступа и магистрали — они сливаются в общую достаточно простую структуру. В корпоративной сети, как правило, система биллинга отсутствует, так как услуги сотрудникам предприятия оказываются не на коммерческой основе. В некоторых телефонных сетях могут отсутствовать информационные центры , а в телевизионных — сеть доступа приобретает вид распределительной сети, так как информация в ней распространяется только в одном направлении — из сети к абонентам.
3. Типы телекоммуникационных сетей.
Существуют различные способы организации совместной работы активного и пассивного сетевого оборудования, и поэтому, есть множество способов классификации сетей. Сети можно классифицировать по конфигурации, или топологии (network topology). По своим географическим размерам сети подразделяются на глобальные и локальные. Глобальные сети, как правило, охватываю достаточно большие площади – от 1-2 до сотен тысяч километров. Локальные сети объединяют компьютерные ресурсы одного или нескольких зданий. В этой части вы познакомитесь с различными видами компьютерных сетей.
Локальная сеть, ЛС (иногда используется название локальная вычислительная сеть, ЛВС) – Local Area Network, LAN – охватывает небольшие пространства, обычно одно здание или несколько близко стоящих зданий. Большинство локальных сетей связывают компьютеры, находящиеся друг от друга на расстоянии не более 600 м. Локальные сети нуждаются в своих собственных телекоммуникационных каналах (чаще всего применяется витая пара или коаксиальный кабель). Локальные сети нашли широкое применение в бизнесе. Благодаря им организации могут применять приложения, способствующие значительному повышению производительности и эффективности управления. К таким приложениям относятся, прежде всего, все виды электронной почты (обычная, текстовая, голосовая и видеопочта), теле и видеоконференции, интернет-технологии. Сегодня трудно представить себе офис, не оснащенный локальной сетью. Локальные сети позволяют организациям совместно использовать программное обеспечение и дорогостоящее оборудование. Например, пользователи нескольких компьютеров, объединенных локальной сетью, могут совместно пользоваться одним лазерным или струйным принтером, подсоединенным к сети. Сети применяются для работы с приложениями коллективного планирования, а также для организации распределенных вычислений.
Без сетей было бы невозможным совместное использование в организациях доступа к Интернет. Обычно в организациях только один компьютер напрямую подключен к поставщику услуг Интернет (провайдеру). Чтобы пользователи остальных компьютеров могли работать с Всемирной сетью, на компьютер, выполняющий функцию шлюза, устанавливается специальное программное обеспечение, выполняющее от имени пользователей запросы к Интернет. Персонал отделения Michelin Corporation в Милане использует локальную сеть в основном для обмена электронной почтой, а также для совместной обработки текстовой и графической информации. Кабельная система, построенная на базе кабеля UTP5, связывает несколько концентраторов, с которыми соединены более 200 компьютеров. В сети используются серверы Compaq ProLiant с мощными процессорами и емкими жесткими дисками, а также рабочие станции и персональные компьютеры Olivetti. В каждом офисе установлен сетевой лазерный принтер. Ночью, когда в здании нет сотрудников, вся важнейшая информация копируется системой резервного копирования, которой оснащен один из серверов – это снижает риск потери жизненно важных данных. К Интернету все миланское отделение Michelin Corporation подключено через один из компьютеров, работающий как шлюз между локальной сетью компании и оптоволоконным каналом связи с Интернет-провайдером. Благодаря постоянной связи с Интернет, миланское отделение корпорации Michelin может в любой момент установить связь с мэйнфреймом, который находится в здании штаб-квартиры Michelin Corporation в Турине.