Структура глобальных сетей

Как уже отмечалось в первой главе, глобальные сети (WAN, Wide Area Networks) позволяют организовать взаимодействие между компьютерами на больших расстояниях. В идеале глобальная компьютерная сеть должна передавать данные абонентов любых типов, которые есть на предприятии и нуждаются в удаленном обмене информацией. Для этого глобальная сеть должна предоставлять целый комплекс услуг: передачу пакетов локальных сетей, обмен факсами, передачу телефонных разговоров, обмен видеоизображениями и т.д.

Из приведенного выше перечня услуг глобальных сетей видно, что они используются в основном как транзитный транспортный механизм, предоставляющий только услуги трех нижних уровней модели OSI. В последнее время, однако, в связи с развитием сети Internet, где представлен самый широкий спектр услуг протоколов верхнего уровня (WWW, News и д.р.), к сетевым ресурсам глобальных сетей предъявляет новые требования. В Наблюдается сближения технологий глобальных и локальных сетей на разных уровнях модели OSI - от транспортных до прикладных.

В общем случае глобальная сеть строится с помощью каналов связи, которые соединяются коммутаторами глобальной сети. Такие коммутаторы называются также центрами коммутации пакетов (ЦАП). Отметим, что в зависимости от технологий передачи данных в глобальных сетях пакеты могут называться кадры, ячейки. Коммутаторы устанавливаются в тех географических пунктах, в которых требуется ответвление или слияние потоков данных конечных абонентов или магистральных каналов, переносящих данные многих абонентов. Выбор места установки коммутаторов определяется многими факторами: наличием квалифицированного персонала по обслуживанию в данной местности, надежностью местной сети, наличием необходимых линий абонентов, стоимостью и т.д. Абоненты сети подключаются к коммутаторам также по выделенным каналам связи, которые имееют более низкую пропускную способность, чем магистральные каналы. Для подключения конечных пользователей допускается использование коммутируемых (не выделенных) каналов, т.е. каналов телефонных сетей. Такие каналы имеют значительно низшее качество связи из- высокого уровня шумов. Конечные узлы глобальной сети более разнообразны, чем конечные узлы локальной сети. На рис 1. показан пример построения глобальной сети. Как видно из рисукна к глобальной сети могут подключаться как отдельные домашние компьютеры, так и целые локальные сети, телефонные станции, а также друигие устройства, требующие каналов связи. При этом для совмещения передачи компьютерных и голосовых данных используются специальные устройсва, называемые мультиплесорами. Обычно предача голоса имеет более высокий приоритет.

При передаче данных через глобальную сеть маршрутизаторы и коммутаторы работают с той же логикой, что и в локальных сетях. В этом случае последние называются удаленными коммутаторами. Маршрутизаторы принимают решение о пересылке пакетов на основании номера сети какого либо протокола сетевого уровня (например IP). Следует при использовании предприятием глобальной сети четко выяснить перечень предоставляемых глобальной сетью услуг, а также определить интерфейс взаимодействия сети предприятия с глобальной сетью, чтобы его оборудование и программное обеспечение корректно сопрягалось с соответствующим оборудованием и программным обеспечением глобальной сети. Протоколы взаимодействия глобальной сети с абонентами называются интерфейсы пользователь- сеть (User-to-Network Interface, UNI), а протоколы взаимодействия коммутаторов внутри глобальной сети называются интерфейсами сеть – сеть (Network- to Network Interface, NNI). Аппаратура (устройства), вырабатывающие данные для передачи в глобальную сеть называются устройствами DTE (Data Terminal Equipment) - порт маршрутизатора, модем домашнего пользователя и т.д. Так как с этих устройств данные передаются в глобальную сеть по каналу связи, имеющему определенный стандарт, то устройства DTE оснащаются устройствами, называемыми DCE (Data Circuit terminating Equipment). Между этими устройствами существует свой интерфейс (стандарт), наиболее популярный из известных – RS-232 C/ V245. Он представляет собой 25 контактный разъем, где на каждый контакт должен поступать в соответствии со стандартом определенный сигнал (питание, земля, передающий сигнал, принимаемый сигнал, сигнал синхронизации и т.д.). Скорость передачи данных до 115 200 бит/ с. Указанный интерфейс, например, реализован во всех компьютерах в виде СОМ – порта. Кроме этого существуют другие интерфейсы – RS 449, V35, Х 21, HSSI (High – Speed Serial Interface) Некоторые из них могут поддерживать скорость до 10 Мбит на расстоянии до 10 метров.

Типы глобальных сетей

При построения глобальной сети необходимо учитывать множество различных факторов, но главными из них является выбор типа глобальной сети, или, другими словами выбор метода организации каналов передачи информации. В общем случае выделяют три типа глобальных сетей. Это сети с использованием:

выделенных каналов

коммутации каналов

коммутации пакетов

Отметим особенности каждого из типов глобальных сетей.

Выделенные каналы можно получить у телекоммуникационных компаний (в Республике Беларусь, например, у Белтелеком), которые владеют каналами дальней связи и сдают их в аренду.

Использовать выделенные линии можно двумя способами:

территориальная сеть строится с их помощью для соединения между собой коммутаторов (как на рис 1).

Соединение между собой только объединяемых локальных сетей или конечных абонентов другого типа

Второй случай является более простым и предпочтительным, т.к. так как отсутствуют протоколы глобальных сетей. Иногда второй способ называется «услуги выделенных каналов», так как в нем действительно больше ничего не используется из технологий собственно глобальных сетей. Выделенные каналы активно применяются сегодня для связи между крупными локальными сетями, так эта услуга гарантирует пропускную способность арендуемого канала. При большом, однако, количестве географически удаленных точек и интенсивном трафике использование выделенных каналов приводит к высоким затратам за счет большого числа арендуемых каналов.

Глобальные сети с коммутацией каналов

Сети с коммутацией каналов в настоящее время используют каналы двух типов: традиционные аналоговые телефонные каналы и цифровые каналы с интеграцией услуг ISDN (будет рассмотрена в следующей лекции). Преимуществом сетей с коммутацией каналов является их широчайшая распространенность – обычные телефонные сети. Последнее время сети ISDN также стали использоваться в нашей республике.

Основным недостатком аналоговых телефонных сетей является низкое качество составного канала из-за перекрестных частотных помех Цифровые каналы связи лишены указанных недостатков, так как по каналу передается сигналы в специальном цифровом кодировании. Сети с коммутацией каналов имеют тот недостаток, что пользователь платит не за объем переданной или полученной информации, а за время подключения. Одна для работы дома телефонные каналы связи являются единственной возможностью выхода в глобальную компьютерную сеть.

Глобальные сети с коммутацией пакетов.

Принцип коммутации пакетов был рассмотрен в предыдущих лекциях. К таким сетям относятся в настоящее время такие технологии как Х25, frame relay, SDMS и АТМ, которые будут подробнее рассмотрены ниже.