Глобальные сети: Технологии и протоколы

| Категория реферата: Рефераты по информатике, программированию
| Теги реферата: курсовая работа по менеджменту, оформление реферата
| Добавил(а) на сайт: Феофан.

Сервис коммутации ячеек Switched Multimegabit Data Service (SMDS) используется в настоящее время только для передачи данных. В отличие от frame relay сервис SMDS позволяет осуществлять коммутируемый вызов. За дополнительную плату заказчик может создать закрытую группу пользователей, так что члены группы смогут производить и принимать вызовы только от других членов группы. Ввиду отсутствия платы за использование SMDS может оказаться при значительном трафике дешевле ISDN. Диапазон скоростей передачи - от 56
Кбит/с до 34 Мбит/с. Высокоскоростная линия SMDS дешевле, в расчете на переданный мегабайт, чем frame relay.
Например, выгоднее купить одну линию SMDS на 34 Мбит/с, нежели эквивалентные ей в совокупности 23 линии frame relay на 1,5 Мбит/с. Однако
SMDS может оказаться в два раза дороже, чем frame relay, в тех ситуациях, когда последний сервис имеет каналы с аналогичной пропускной способностью.

АСИНХРОННЫЙ РЕЖИМ ПЕРЕДАЧИ

ATM - это высокоскоростной сервис с коммутацией ячеек. Ожидается, что он заменит frame relay. В отличие от frame relay ATM предназначен для использования как в локальных, так и в глобальных сетях. ATM уже широко используется телефонными компаниями на внутренних коммуникациях, но для конечных пользователей это пока еще технология будущего. По мере снижения цен, роста требований к пропускной способности и "созревания" стандарта ATM будет становиться все более популярным. В настоящее время ATM предоставляется конечным пользователям только в виде постоянных виртуальных соединений.
Однопротокольная среда ATM и в локальных, и в глобальных сетях упрощает управление. Благодаря тому, что межсетевым устройствам не нужно переводить один протокол в другой, задержка невелика и предсказуема. Если сравнивать frame relay и ATM, то последняя, как технология передачи ячеек, лучше подходит для передачи видео и голоса. Пропускная способность составляет 45
Мбит/с и 155 Мбит/с. При большом объеме трафика пользователи будут платить меньше за переданный мегабайт, чем в случае frame relay и SMDS.
Пропускная способность менее 45 Мбит/с и более 155 Мбит/с не предлагается, и несмотря на быстрое падение цен, стоимость оборудования ATM по-прежнему остается высокой. Например, маршрутизатор для ATM стоит дороже эквивалентного маршрутизатора для frame relay, и плата
ATM для микрокомпьютера стоит больше, чем плата Fast Ethernet.

СИНХРОННАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СЕТЬ

SONET - это высокоскоростной отказоустойчивый сервис для волоконно- оптического кабеля, причем используется он исключительно во внутренних сетях операторов связи для передачи трафика frame relay, ATM, SMDS, ISDN и
Switched 56.
Только небольшое число крупных заказчиков арендуют средства SONET напрямую.
SONET реализуется обычно при помощи мультиплексора с несколькими портами
ATM со стороны абонента и одним портом SONET со стороны общедоступной сети.
SONET обеспечивает скорость передачи данных в 51,84 Мбит/с (ОС-1), 155
Мбит/с (ОС-3), 622 Мбит/с (ОС-12), 2,488 Гбит/с (ОС-48) и в некоторых случаях даже 4,96 Гбит/с (ОС-96).
Объединение нескольких потоков ATM в один канал чревато в случае сбоя катастрофическими последствиями. Сети SONET реализуются обычно как отказоустойчивые кольца, поэтому опасность потери трафика минимальна, когда он достиг центрального офиса оператора связи. Если абонентский шлейф представляет собой линейный канал SONET, а не кольцо, то физически избыточный маршрут от помещений заказчика до центрального офиса предусмотреть, вероятно, стоит.
SONET гарантирует высокую доступность сети при конфигурации в виде отказоустойчивого кольца, поскольку SONET обеспечивает самовосстановление в течение 50 миллисекунд - т.е. так быстро, что высокоростной трафик даже не ощутит этого. Кроме того, SONET упрощает подключение к общедоступной сети - один интерфейс вместо нескольких.
Отрицательные стороны SONET - высокая стоимость установки и оборудования, а также чужеродность технологии для администраторов сетей.

ЧТОБЫ СЕРВИС ОТВЕЧАЛ ПОТРЕБНОСТЯМ СЕТИ...

Найди то, не знаю что
При столь различных характеристиках различных сервисов глобальной сети, как определить, какое приложение подходит для какого сервиса? Наилучшие приложения для обычной телефонной связи - это те, где объем передаваемых данных ограничен и данные передаются только от случая к случаю. Примером такого приложения может служить электронная почта. Однако если время междугородней связи довольно продолжительно (скажем, больше часа или двух в месяц), то стоит рассмотреть другие варианты. Internet в этом случае может оказаться дешевле.
Если доступ в Internet вам нужен в любом случае, то Internet дешевле POTS, особенно когда речь идет о междугородних и международных соединениях.
Недостаток Internet в качестве глобальной сети в том, что доступность
Internet менее предсказуема и вторична по отношению к POTS. Кроме того, и производительность Internet непредсказуема. Высокоскоростной доступ к
Internet позволяет повысить производительность, но он обойдется дороже.
Арендуемые линии, Switched 56 или ISDN, оправданы в случае чувствительного к задержке мультимедийного трафика. Если трафик заполняет канал большую часть суток, то наиболее подходящим решением будет выделенная линия. Когда данные необходимо передавать нерегулярно, и при этом они загружают канал практически полностью во время передачи, то коммутируемые соединения
Switched 56 или ISDN лучше. Switched 56 или ISDN широко применяются в качестве временной замены для выделенных линий на случай чрезвычайных обстоятельств. Выделенные линии, Switched 56 или ISDN, для пакетных приложений типа организации моста между локальными сетями далеко не идеальны с экономической точки зрения, потому что они не предлагают пропускную способность по требованию. Однако, если передачи нечастые и краткие, то преимущества в цене могут сделать ISDN и Switched 56 предпочтительным вариантом. Для умеренно загруженных сетей frame relay гарантирует наименьшие затраты для таких приложений, как организация моста между локальными сетями.
Непредсказуемая задержка и статистический подход к предоставлению пропускной способности никак не сказывается на подобных приложениях. Некоторые поставщики сетевого оборудования покупают frame relay для чувствительных к задержкам приложений типа голоса и SNA. Frame relay не предназначался для таких приложений, но благодаря значительной экономии в цене и удобству использования он заслуживает, по крайней мере, тестирования. Например, передача голоса по frame relay оправдана для тех офисов, в которых голосовые линии дороги, низкого качества или требуют значительного времени для установки. Однако если эти приложения работают хорошо сегодня, то гарантий того, что они будут работать так же хорошо и завтра, когда сети frame relay станут значительно загруженней, нет. SMDS предназначен для тех же приложений, что и frame relay. SMDS отличается от frame relay только оптимизацией трафика и затратами вследствие опоры на коммутацию каналов и фиксированной ежемесячной платы. SMDS лучше всего подходит для сетей с большим числом узлов, между которыми должна быть установлена связь.
С тактической точки зрения, ATM подходит для чувствительных к задержкам приложений наилучшим образом, особенно для мультимедиа-приложений.
Применение ATM может быть также оправдано необходимостью передачи больших объемов критически важных данных, например в медицине. Со стратегической точки зрения, ATM пригоден для любых крупных, загруженных, высококритичных сетей.
SONET не рассчитан для какого-либо конкретного приложения, но его использование может быть вызвано потребностью в передаче огромных объемов данных и в простоте интерфейса с оператором связи.

Архитектура ISDN

ISDN стала первым шагом на пути создания единой инфраструктуры для передачи голоса, данных и других типов информации. Акроним ISDN расшифровывается как цифровая сеть с интеграцией услуг (Integrated Services Digital Network).
Концепция ISDN была разработана в 70-х годах Bellcore, а сама технология стандартизована CCITT в 1984 году. Рекомендации описывают стандартный набор интерфейсов и сигнальных протоколов для передачи голоса и данных по обычным телефонным линиям. Благодаря ISDN различные устройства типа телефонов, компьютеров, факс-аппаратов могут одновременно передавать и принимать цифровые сигналы после установления коммутируемого соединения с абонентом на противоположном конце. Таким образом,
ISDN позволяет сделать все соединение между конечными узлами (а не только между АТС) цифровым.

ВСЕ ПОЗНАЕТСЯ В СРАВНЕНИИ

Чтобы лучше понять ISDN, данную технологию полезно сравнить с обычной телефонной системой. Во-первых, ISDN - это цифровая, а не аналоговая сеть, т. е. напряжение имеет несколько дискретных уровней, а не является прямым аналогом колебаний акустического давления.
Во-вторых, как следует из названия, она обеспечивает интегрированное обслуживание, иначе говоря, позволяет передавать голос, данные и даже видео по одной сети. Иными словами, вместо трех различных систем – телефонной сети, выделенных линий для передачи данных и кабельного телевидения - достаточно одной! Обычная телефонная линия представляет собой одну неэкранированную пару медных проводов от настенной розетки до центральной
АТС. Обычно эта линия называется абонентским шлейфом. АТС - это точки, куда сходятся все абонентские линии. Находящийся там телефонный коммутатор позволяет связаться с вызываемым абонентом.
В принципе ту же самую абонентскую линию при определенных условиях можно использовать и для ISDN.
Вообще-то, абонентские линии имеют недостаточную ширину полосы, так как они предназначаются для передачи аналоговых сигналов в полосе 3,1 кГц (от 300 до 3400 Гц). Кроме того, характеристики нагружающей индукционной катушки таковы, что потери в указанном диапазоне минимальны, но резко возрастают при частоте свыше 3400 Гц. Это сеет настоящий хаос в фазовых и амплитудных характеристиках сигнала ISDN, поэтому получение ISDN на дому возможно при следующих условиях:
- изъятии нагружающих индукционных катушек (как правило, они применяются на линиях протяженностью порядка 4-5 км и более);
- установке цифровых эхоподавителей на обоих концах линии;
- прокладке высококачественного телефонного кабеля;
- применении усилителей ISDN-сигнала.
В результате абонентская линия сможет передавать, например, два телефонных разговора вместо одного.

КАНАЛЫ ISDN

Базовый интерфейс обмена (Basic Rate Interface, BRI) состоит из трех отдельных каналов - двух опорных каналов (bearer channel, или B-channel) и одного канала данных. Каждый канал B имеет скорость 64 кбит/с, а канал D -
16 кбит/с. Канал D используется для сигнализации, например передачи вызова и разрыва связи. Каналы B предназначаются для передачи данных, таких как оцифрованный голос или двоичные данные. Именно BRI имелся в виду, когда мы говорили о возможности использования обычной абонентской телефонной линии для ISDN.
Первичный интерфейс обмена (Primary Rate Interface, PRI) состоит из 30 каналов B на 64 кбит/с и одного канала D, также на 64 кбит/с. Как и в предыдущем случае, каналы B предназначены для передачи данных, а канал D - для служебной информации. Для PRI вы должны арендовать линию E-1 в 2,048 Мбит/с от вашего офиса до центральной АТС. В США PRI образуют 23 канала B и один канал D.
Время установления связи составляет всего от 1 до 3 секунд, благодаря тому что цифровая сигнализация по каналу D исключает медленный процесс генерации и декодирования тональных сигналов, а также необходимость согласования параметров связи модемами (сравните это с минутным ожиданием установления связи между модемами). Кроме того, канал D может использоваться не только для передачи сигнальной информации, но и для передачи данных телеметрии, электронной почты и т. п.
Многоскоростной ISDN предполагает возможность объединения нескольких каналов B, причем эти каналы коммутируются как один (см. таблицу ).

ОБОРУДОВАНИЕ ISDN В ПОМЕЩЕНИИ ЗАКАЗЧИКА

Сегмент ISDN в помещении заказчика описывается в соответствии с рекомендациями CCITT в терминах функциональных групп устройств (functional groping) и стандартных опорных точек (reference point) (см. Рисунок 1).
Основными видами устройств в помещении заказчика являются оконечное оборудование сети 1 и 2 (Network Termination 1 и 2, NT1 и NT2), терминальный адаптер
(Terminal Adapter, TA) и терминальное оборудование типа 1 и 2 (Terminal
Equipment Type 1 и 2, TE1 и ТЕ2).
Оконечное оборудование сети типа 1 (NT-1) располагается между сетью оператора связи и терминальным оборудованием (в левой части рисунка). TE-1
- это ISDN-совместимое, а ТЕ-2 - это любое другое терминальное обрудование.
Некоторые офисы могут иметь также УАТС или NT-2.
Терминалы ISDN делятся на две основные категории: специализированные терминалы ISDN (TE1) и все остальные терминалы (TE2). TE1 подключаются по четырехпроводному цифровому каналу на основе витой пары, а TE2 - с помощью терминального адаптера. Примерами TE2 могут служить обычные аналоговые телефоны, ASCII-терминалы и компьютеры с последовательным портом RS-232.
Терминальный адаптер представляет собой автономное устройство или съемную плату внутри TE2.

Рисунок 1.
Фактически терминальные адаптеры заменяют собой модем. Оконечное оборудование сети служит для подключения четырехпроводной проводки в помещении заказчика к обычной двухпроводной абонентской линии. NT1 устанавливается оператором связи в помещении заказчика (в отличие от США, в Европе NT1 является, как правило, собственностью оператора связи) и связывает его с коммутатором ISDN на центральной АТС по витой паре, по которой ранее подключался обычный телефон. NT1 имеет разъем для пассивной шины. К этой шине заказчик может подсоединить до

Рисунок 2. восьми ISDN-телефонов, терминалов и других устройств аналогично тому, как подобные устройства подключаются к локальной сети (см. Рисунок 2). С точки зрения пользователя, сеть ISDN начинается с NT1.
Вообще говоря, возможности подключения восьми устройств по шине может оказаться недостаточно, так как шина способна обслуживать только ограниченное число телефонных разговоров одновременно. В этом случае применение локального коммутатора NT2 - фактически УАТС - позволяет обеспечить реальный интерфейс для телефонов, терминалов и другого оборудования. Как правило, NT2 используется с PRI, а не с BRI.
NT2 выполняет функции протоколов второго и третьего уровня, а также функции концентрации. Однако NT2 может выполнять лишь часть или вообще не выполнять протокольные функции; в последнем случае он является "прозрачным".
Кроме того, комбинированное устройство NT1/2 осуществляет функции и NT1 и
NT2.

ОПОРНЫЕ ТОЧКИ ISDN

Опорные точки или точки доступа представляют собой интерфейсы между различными функциональными устройствами ISDN. Основными опорными точками являются R, S, T, U.
Опорная точка R обеспечивает интерфейс между терминалом и терминальным адаптером.
Стандарт на точку R отсутствует, и разрабатывать его не предполагается, так как в принципе терминальный адаптер должен быть частью терминала ISDN.
Опорная точка S реализует интерфейс между терминалом ISDN (или терминальным адаптером в случае не ISDN терминала) и оконечным оборудованием сети NT2.
Терминальное оборудование со встроенным NT2 может подключаться к прозрачному NT2 или напрямую к NT1.
Опорная точка T служит для интерфейса между оконечным оборудованием сети NT2 и NT1. Последнее реализует функции физического уровня.
Опорная точка U обеспечивает интерфейс между NT1 в помещении заказчика
(абонентском пункте) и NT1 на центральной АТС (узле коммутации) по абонентской линии. Стандарт на интерфейс U полностью не определен, общие рекомендации имеются только относительно скорости передачи.

ОКОНЕЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СЕТИ NT1

Как уже говорилось выше, оконечное оборудование сети NT1 обеспечивает интерфейс между двумя проводами витой пары со стороны телефонной компании и четырьмя проводами витой пары со стороны терминального оборудования конечного пользователя, т. е. он осуществляет подключение внутренней шины S к внешнему интерфейсу U. Внутренняя шина S представляет собой четырехпарный кабель (с 8-контактными модульными разъемами). Она используется для подключения, а также в некоторых ситуациях для электрического питания (у шины S нет ничего общего с Sbus).
NT1 получает питание от общей сети переменного тока, однако некоторые устройства имеют встроенные аккумуляторы, чтобы телефонная связь не прерывалась во время сбоев питания (в отличие от обычных телефонов, ISDN- телефоны имеют активные электронные устройства и нуждаются в электропитании). Из четырех пар кабеля шины S две предназначены для передачи данных, а еще две – для подачи питания на ISDN-телефоны и другие подключенные устройства.
Внешние источники питания могут быть двух видов - на 10-12 В и на 2 В.
Первые достаточны для питания NT1 и подключенного к нему терминального оборудования, вторые обеспечивают только питание самого NT1. В чрезвычайных обстоятельствах (emergency mode) NT1 может получать питание до 1,2 В от
АТС.
Физически NT1 представляет собой небольшое, крепящееся к стене устройство со световыми индикаторами. В случае использования нескольких BRI все NT1 можно установить в специальную стойку со встроенным источником питания.
Принципиальная схема NT1 изображена на Рисунке 3

Рисунок 3.

NT1 подключает внутреннюю шину S к внешнему интерфейсу U.

Иногда NT1 встраивается в терминальный адаптер. В этом случае комбинированный терминальный адаптер/NT1 - все, что нужно для подключения стандартного COM-порта EIA-232 к ISDN-интерфейсу U с базовой скоростью BRI.

ДОСТОИНСТВА ISDN