Главные тенденции развития глобальных сетей

3

ПЛАН

Введение………………………………………………………………………..….2

1. Главные тенденции развития глобальных сетей…………………………..3

2. Технологии глобальных сетей и сервисов…………………………………6

3. Гарантированная пропускная способность в сетях framerelay……............9

Заключение…………………………………………………………………….…11

Список литературы……………………………………………………………....12

Глобальные сети (global network) или WAN (Wide Area Network) предназначены для максимально широкого обмена и распространения информации, так как они связывают абонентов в пределах целой страны (национальная сеть), континента или всего земного шара. Фактически, глобальная сеть - это множество компьютеров, обменивающихся между собой информацией преимущественно посредством телефонных линий или спутников связи. Однако именно проводные линии сдерживают развитие глобальных сетей. Их никогда не бывает достаточно, а во многих местах вообще нет. Прокладка же новых дело дорогое и сложное. Поэтому, проводная связь не очень подходит абонентам, часто меняющим свое местоположение и все больше для связи в глобальных сетях используют радиоканалы. Они гораздо дешевле проводных и могут обслуживать большое число абонентов.

Чаще всего, глобальные сети состоят из локальных сетей, связанных между собой при помощи межсетевых объединений. В локальной сети должен быть выделен компьютер, поддерживающий эту связь (host), а все другие компьютеры «выходят» или подсоединяются к глобальной сети через него. Этот компьютер, обеспечивающий связь к локальной сети с внешним миром называют сервером удаленного доступа. Специальной системой - брандмауэр (firewall) можно ограничить «вход» в локальную сеть извне и заблокировать внутренним пользователям «выход» в другие сети.

Информация в глобальной сети передается от узла к узлу через ближайший свободный в нужном направлении, причем отдельные узлы могут не иметь между собой связи. Если какой-то узел не работает, то информация посылается в обход него, поэтому, доставка информации потребителю всегда занимает некоторое время. Примером глобальной сети может служить система продажи железнодорожных или авиабилетов.

Цель реферата - раскрыть суть работы глобальных сетей.

1. Главные тенденции развития глобальных сетей

Глобальные сети, которые также называют территориальными, 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 колоссальных 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.

Глобальные сети обычно создаются крупными телекоммуникационными компаниями для оказания платных услуг абонентам. Такие сети называются публичными или общественными сетями. 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. Наиболее типичным примером здесь является аренда каналов связи, на основе которых создаются собственные территориальные сети.

Высокая стоимость территориальных сетей приводит еще и к тому, что для оправдания затрат предприятие стремится в рамках одной сети совместить многообразные сервисы: передачу пакетов локальных сетей, передачу пакетов миникомпьютеров и мейнфреймов, передачу трафика офисных АТС и выход в городские, междугородние и международные телефонные сети, обмен видеоизображениями для организации видеоконференций и т.п.

Набор сервисов глобальной сети, который может потребоваться предприятию для связи двух своих отделений (рис. 1).

Рис. 1. Сервисы глобальной сети

Большинство территориальных сетей в настоящее время предоставляет только часть этих сервисов. Реже всего встречается совмещение услуг по качественной передаче компьютерного трафика и речи, хотя в таких сетях как ISDN или ATM ставится эта задача. С этим обстоятельством связано деление территориальных сетей на два класса - сети передачи данных (имеются в виду компьютерные данные) и телефонные сети. И, хотя сети каждого класса иногда и оказывают услуги по передаче несвойственного им трафика, эти услуги являются, как правило, факультативными и выполняются с невысоким качеством. Пример - передача телефонного трафика по сети Internet.

На рисунке 2 приведен типичный пример внутренней структуры глобальной сети передачи данных, то есть компьютерной сети. Самая главная ее особенность состоит в том, что это сеть с коммутацией пакетов. Типичная телефонная сеть будет иметь такую же структуру, но это будет сеть с коммутацией каналов. И это правильно. Опыт и многочисленные исследования показали, что для пульсирующего компьютерного трафика метод коммутации пакетов дает наилучшие результаты по показателю наибольшей общей производительности сети при удовлетворительном качестве. В то же время для постоянного трафика, который образуется при передаче голоса или изображения, способ коммутации каналов приводит к наилучшим результатам по производительности при удовлетворительном качестве.

Рис. 2. Пример структуры глобальной сети

Если суммировать мнения, высказываемые различными специалистами, то приходится сделать не очень утешительный вывод - общая тенденция к сближению телефонных и компьютерных сетей наблюдается, но перелома в ситуации пока нет, и большинство территориальных сетей переносит подавляющую долю либо первого, либо второго типа трафика. Сети X.25 переносят почти исключительно компьютерные данные, сети framerelay и ATM переносят больше голосового трафика, чем Х.25, так как обладают гораздо более высокими скоростями и вносят меньшие задержки, но все равно доля голосового трафика в них очень мала.

В телефонных же сетях - как аналоговых, так и ISDN, в последнее время доля компьютерного трафика растет, но это низкоскоростной трафик удаленных пользователей, которым не остается пока ничего иного, как пользоваться всепроникающими услугами телефонии. Магистральный трафик компьютерных сетей телефонными сетями почти не переносится, а проходит в основном через компьютерные сети.

2. Технологии глобальных сетей и сервисов

Выделенные каналы "точка - точка" - это строительный каркас любой сети, как с коммутацией пакетов, так и с коммутацией каналов. Независимо от типа сети коммуникационное оборудование нужно связать каналом, передающим поток бит с требуемой скоростью. Однако прокладывать кабель, который жестко, физически соединяет все возможные точки коммутации, невыгодно. Сегодня нужно соединить одну аппаратуру, завтра другую, а послезавтра третью. Прокладка кабеля - дорогое удовольствие, поэтому уже достаточно давно найдено решение, которое упрощает задачу создания первичной структуры каналов связи, с помощью которой оператор сети (а не абонент, как в сетях с коммутацией каналов) может гибко менять конфигурацию соединений между абонентами сети. Таким решением являются первичные сети коммутаторов цифровых каналов T1/E1 и T3/E3. Эти сети могут создать долговременное соединение между любыми двумя абонентами, подключенными к мультиплексорам сети. Для этого оператор сети должен с помощью соответствующей системы управления запрограммировать коммутаторы сети, которые могут направлять элементарные цифровые потоки данных, имеющие скорость 64 Кб/c, на другие коммутаторы или в канал подключения конечного абонента (рис. 3).

Рис. 3. Первичная сеть для образования цифровых выделенных каналов

На базе сетей плезиохронной иерархии можно строить сети более высокого уровня, например, сети с коммутацией пакетов. Так, долгое время магистраль Internet в Америке работала на основе каналов T3 со скоростью 45 Мб/с. Эти же каналы можно использовать для построения цифровой телефонной сети.

Иерархия скоростей - очень удобная вещь, так как позволяет выбирать скорость канала, близкую к требуемой. Для доступа мелких абонентов можно использовать каналы 64 Кб/c, доступ более крупных абонентов организовать по каналам E1, а магистраль сети строить на каналах E3.

Однако технология плезиохронной иерархии обладает рядом ограничений и недостатков. Поэтому сегодня наиболее перспективной для построения первичной сети является технология синхронной цифровой иерархии, стандартизованная ANSI под названием SONET (SynchronousOpticalNETwork). Очень близкий к SONET стандарт ITU-T имеет название SDH (SynchronousDigitalHierarchy, SDH). Далее, для простоты, будет упоминаться только технология SDH, но все это в равной степени относится и к технологии SONET.

Кадр данных SDH несет значительную долю служебной информации - на каждые 270 байтов пользовательских данных приходится 9 байтов служебной информации. При обрыве двойного кольца за счет циркуляции служебной информации коммутаторы и мультиплексоры SDH очень быстро обнаруживают этот факт и "сворачивают" оставшиеся части колец в одинарное кольцо. Похожий способ применяется в сетях FDDI.

Централизованное управление коммутацией и мультиплексированием. Служебная информация протокола позволяет централизовано и дистанционно прокладывать каналы в сети SDH, а также собирать подробную статистику о работе сети. Существуют мощные системы управления сетями SDH, позволяющие прокладывать новые каналы простым перемещением мыши по графической схеме сети.

Сети SDH и сети плезиохронной цифровой иерархии очень широко используются для построения, как публичных сетей, так и корпоративных сетей. Особенно популярен этот вид сервиса в США, где большинство крупных корпоративных сетей построено на базе выделенных цифровых каналов. Эти каналы непосредственно соединяют маршрутизаторы, размещаемые на границе локальных сетей отделений корпорации.

Примером российских сетей SDH могут служить сети "Макомнет", "Метроком" и "Раском" совместных предприятий с американской компании AndrewCorporation.

3. Гарантированная пропускная способность в сетях framerelay

Технология framerelay начинает занимать в территориальных сетях с коммутацией пакетов ту же нишу, которую заняла в локальных сетях технология Ethernet. Их роднит то, что они предоставляют только базовый транспортный сервис, доставляя кадры в узел назначения без гарантий, дейтаграммным способом или как принято говорить в англоязычной среде - методом besteffort, «с максимальным старанием». Однако, если кадры теряются, то сеть framerelay, как и сеть Ethernet, не предпринимает никаких усилий для их восстановления. Отсюда следует простой вывод - полезная пропускная способность сервисов верхнего уровня в сетях framerelay будет зависеть от качества каналов и методов восстановления пакетов на уровнях стека, расположенного над протоколом framerelay. Если каналы качественные, то кадры будут теряться и искажаться редко, так что скорость восстановления пакетов протоколом TCP или NCP будет вполне приемлема. Если же кадры искажаются и теряются часто, то полезная пропускная способность в сети framerelay может упасть в десятки раз, так, как это происходит в сетях Ethernet при плохом состоянии кабельной системы.

Поэтому сети framerelay неразрывно связаны с оптоволоконными кабелями, по крайней мере, на магистральных каналах «коммутатор - коммутатор». Каналы доступа могут быть и на витой паре, но используемая на них аппаратура передачи данных должна обеспечить приемлемый уровень искажения данных - не ниже 10-⁶.

Стек технологии framerelay поддерживает один основной протокол канального уровня, который работает подобно протоколам Х.25 и АТМ на основании технологии коммутации виртуальных каналов. Соединение устанавливается только между конечными абонентами сети, соседние коммутаторы между собой соединения не поддерживают. Простые процедуры обработки кадра в коммутаторе, а также достаточно высокие скорости каналов - до 2 Мб/с - обеспечивают низкий уровень задержек кадров и хорошую реактивность сети при передаче всплесков интенсивности трафика. Из-за этого сети framerelay пользуются популярностью при передаче трафика, чувствительного с задержкам - например, трафика протокола SDLC, имеющего очень небольшие величины тайм-аутов и поэтому плохо работающего на сетях в задержками, или голосового трафика.

Наиболее распространенный вид сервиса в сетях framerelay - сервис постоянных виртуальных каналов. При этом очень часто пользователи заказывают самый дешевый вид сервиса - канал с нулевой средней скоростью. При этом все кадры пользователя помечаются первым же коммутатором сети как «подлежащие удалению при переполнении», но если сеть провайдера недогружена, то все кадры благополучно доходят до точки назначения.

Заключение

В связи с все большим распространением глобальных сетей, таких как Internet, FIDOnet и других появилась заметная тенденция в использовании их как каналов человеческого общения. Изначально такие каналы использовались лишь в единичных случаях, но на сегодня данное явление приобрело массовый характер. С дальнейшем распространением и удешевлением технологии телекоммуникаций число участников такого общения будет все увеличиваться.

Сегодня услуги глобальных сетей можно получить и в США, и в Европе, и в России. Правда территориальный охват в перечисленной последовательности районов мира убывает по мере приближения к концу списка, а цены растут. Так, в США услуги сервисов АТМ предоставляют практически все крупные провайдеры: AT&T, Sprint, MCI, MFS, UUNET и ряд других.

Практически все национальные телеоператоры развитых европейских стран также предоставляют услуги публичных сервисов АТМ. В этот ряд входят British Telecom, Deutsche Telekom, Finnet Group, France Telecom, Swiss Telecom, Telecom Italia, Telefonica de Espana и другие. В основном предоставляется сервис CBR для телефонного трафика и VBR для всех остальных. Часто сервис АТМ оказывается дешевле сервиса framerelay, если посчитать стоимость одного Мб/с в месяц. Так, постоянный виртуальный канал АТМ в Финляндии стоит $300 за Мб/с в месяц, а постоянный виртуальный канал framerelay - $1000.

В России сети АТМ также появились, но пока не в общегосударственном масштабе. Имеются примеры построения всей корпоративной сети АТМ на сравнительно небольшой территории - например, сеть Меткомбанка в г. Череповце, сеть банка "Менатеп" в г. Москве. Такие сети только недавно вступили в строй и находятся на начальном этапе эксплуатации.

Список литературы

1. Платонов В. Глобальная информационная сеть. - М.: Проспект, 2000.

2. Репкин Д.Е. Глобальные сети как средство человеческого общения. - М.: АНО «ИТО», 1995.