Глобальные сети

Глобальная сеть - это не просто большая локальная сеть. Это набор отдельных локальных сетей, соединенных каналами связи, совершенно отличными от каналов локальных сетей. Конструирование глобальной сети - комплексная задача. При выборе оптимальных технологий нужно учитывать назначение сети, количество пользователей, требования к пропускной способности и другие факторы. При создании глобальных сетей необходимо рассмотреть оборудование глобальной сети, топологии сети, типы сетевых концентраторов, новые технологии глобальных сетей, соединение локальных сетей с глобальной.

В целом в основе локальных и глобальных вычислительных сетей лежит один и тот же метод - метод коммутации пакетов, однако, глобальные сети имеют достаточно много отличий от локальных вычислительных сетей (ЛВС). Так, глобальные вычислительные сети (ГВС) предоставляют в основном транспортные услуги, транзитом перенося данные между локальными сетями и компьютерами. В настоящее время намечена тенденция по поддержке служб прикладного уровня, т.е. распространение аудио-, видео- и текстовой информации, а также организация интерактивного (диалогового) взаимодействия абонентов сети в реальном масштабе времени. Эти службы появились в глобальной сети Интернет и успешно переносятся в корпоративные сети, что называется технологией intranet (чат, почта и т.д.). Глобальные сети делятся на магистральные сети и сети доступа.

Магистральные территориальные сети используются для образования одноранговых связей между крупными локальными сетями, принадлежащими большим подразделениям предприятия. Магистральные сети должны обеспечить высокую пропускную способность. Они должны быть доступными, могут иметь высокую стоимость. Обычно в качестве магистральных сетей используются цифровые выделенные каналы со скоростью от 2 до 622 Мбит/с.

Сеть доступа - это сети для связи небольших локальных сетей и отдельных удалённых компьютеров с центральной локальной сетью предприятия.

В качестве отдельных удалённых узлов могут выступать банкоматы или кассовые аппараты, требующие доступа к центральной базе данных для получения информации о локальных клиентах банка. Банкоматы или кассовые аппараты обычно рассчитаны на взаимодействие с центральным компьютером по сети X.25, которая разрабатывалась как сеть удалённого доступа неинтеллектуального терминального оборудования к центральному компьютеру. Так как точек удалённого доступа у предприятия может быть много, то одним из требований является наличие разветвлённой инфраструктуры доступа, которая может быть использована сотрудниками предприятия как при работе дома, так и в командировках. В качестве сетей доступа обычно применяются телефонные аналоговые сети, сети ISDN и реже Frame Relay.

Технология ISDN (Integrated Services Digital Network) - цифровая связь с комплексными услугами (передача голоса и данных). Основным режимом коммутации является режим коммутации каналов.

Примером глобальных сетей с коммутацией пакетов являются сети X.25, Frame Relay, АТM (см. схему 10). В сетях данного типа пакеты данных могут проходить разными путями от передающего компьютера к принимающему, где пакеты собираются в правильной последовательности.

Сети Х.25 - один из первых типов сетей с коммутацией пакетов. Они были разработаны для связи с мэйнфреймами, такими как IBM 360. В сетях данного типа используется аналоговая передача данных. Сети Х.25 хорошо работают на ненадежных линиях благодаря протоколам с установлением соединений и коррекцией ошибок на двух уровнях - канальном и сетевом. Сеть Х.25 состоит из коммутаторов (Switches), расположенных в различных географических точках и соединенных высокоскоростными выделенными каналами, которые могут быть как цифровыми, так и аналоговыми. Компьютеры и локальные сети обычно подключаются к сети Х.25 посредством адаптера Х.25 или маршрутизатора, поддерживающего протокол Х.25. Данный тип сетей позволяет в режиме реального времени разделять один и тот же физический канал между несколькими абонентами, что экономически выгодно (используются телефонные линии, производится оплата за байт переданной информации, а не оплата времени).

Обычно пропускная способность сети составляет 64 Кбит/с. Имеется механизм альтернативной маршрутизации, что увеличивает надёжность работы сети. Недостатки: невозможно передать голос и видеоинформацию, ограничение скорости передачи (не более 128Кбит/c) из-за развитых механизмов коррекции ошибок.

Сети Frame Relay сравнительно новые сети, разработаны на основе технологии Х.25 для использования с цифровыми линиями. В этих сетях применяются только два первых уровня OSI, а не три, как в Х.25. Пропускная способность находится в пределах от 1,5 до 45 Мбит/с. Работают в дейтаграммном режиме (нет предварительного соединения), что обеспечивает высокую пропускную способность. Глобальные соединения Frame Relay становятся все более популярными вследствие более высокой производительности и меньшей стоимости по сравнению с Х.25. Высокая производительность Frame Relay в значительной мере обусловлена и тем, что в ней не выполняются дополнительные процедуры обнаружения и коррекции ошибок, как в Х.25. кадры с ошибками попросту отбрасываются, программы приложений сами должны обнаруживать пропущенные пакеты и посылать запросы на их повторную передачу. Поскольку передаются цифровые сигналы, количество ошибок невелико.

Сети ATM (Asynchronous Transfer Mode) - были разработаны для поддержки приложений, требующих высокой пропускной способности, таких как аудио- и видеоданные в реальном времени. Для них характерна высокая скорость передачи данных от 155 Мбит/с до 2,2 Гбит/с. (в перспективе до 10Гбит/с). В глобальных сетях применяется там, где сеть Frame Relay не справляется с большими объёмами трафика и там, где необходимо обеспечить низкий уровень задержек, необходимый для передачи информации реального времени. Считается, что эта технология будет одной из лучших технологий, как в локальных, так и в глобальных сетях.

Примером глобальных сетей с коммутацией каналов являются сети PSTN, ISDN, DSL.

Сеть PSTN (Public Switched Telephone Network) − коммутируемая телефонная сеть общего пользования является аналоговой сетью. Используется довольно часто для установки связей в глобальных сетях вследствие следующих преимуществ: линии PSTN имеются практически повсеместно; связь недорогая; коммутируемое соединение по обычной телефонной линии несложно установить; кроме модема не требуется никакого дополнительного оборудования. аналоговые модемы недорогие, их легко конфигурировать. Изначально телефонная система создавалась для передачи голоса. Так как высокая скорость передачи не требовалась, то телефонным линиям присуще ограничение по пропускной способности (56Кбит/с).

Технология ISDN (Integrated Services Digital Network − цифровая сеть связи с комплексными услугами) разработана для постепенной замены PSTN. Она обеспечивает более надежное цифровое соединение, предназначенное как для голоса, так и для данных. Следует отметить, что замена PSTN не состоялась, так как появились более быстродействующие технологии по более низкой цене. Характерные особенности сетей ISDN: производительность и надежность повышаются за счет того, что будучи цифровой связью, ISDN не требует при передаче данных преобразования их в аналоговый, а затем в цифровой сигнал; линии ISDN более распространены, чем их новый конкурент DSL; хотя это коммутируемая технология, но линии ISDN могут быть и выделенными; услуги ISDN дороже услуг PSTN (для ISDN требуется специальное оборудование − цифровые коммутаторы на телефонной станции и терминальные адаптеры у пользователя). Большинство телефонных компаний предлагает услуги ISDN с интерфейсами: 64Кбит/c и 128Кбит/c или 64 Кбит/c и 1,472 Мбит/с.

Технология DSL (Digital Subscriber Line − цифровая абонентская линия). Это высокоскоростная служба передачи данных по медным телефонным линиям связи. Услуги DSL предлагаются телефонными станциями дополнительно к обычной телефонной связи, при этом используются уже существующие телефонные кабели. Основные характеристики: система DSL (если она установлена) подключена всегда − не нужно набирать телефонный номер провайдера; по одной линии одновременно могут передаваться как данные, так и голос; на телефонной станции должно быть установлено оборудование DSL, клиент должен находиться на небольшом расстоянии от этой станции. Существует несколько разновидностей DSL:

− ADSL (Asymmetric DSL − асимметричная DSL) наиболее распространенная реализация. Ее пропускная способность может находиться в пределах от 384 Кбит/c до 6Мбит/с или больше в направлении от телефонной станции к пользователю. В обратном направлении пропускная способность ниже.

− SDSL (Symmetric DSL − симметричная DSL). Поддерживает одинаковую пропускную способность в обоих направлениях.

− HDSL (High Data Rate DSL −с высокой пропускной способностью). Поддерживает пропускную способность 768 Кбит/с в обоих направлениях.

− VDSL (Very Data Rate DSL − с очень высокой пропускной способностью). Пропускная способность этой реализации находится в пределах от 13 до 53 Мбит/с.

− IDSL. Предоставление услуг DSL по линиям ISDN. Максимальная пропускная способность этой реализации может достигать 144 Кбит.c, однако она доступна в регионах, в которых другие реализации DSL не работают.

Наибольшее распространение сегодня получила реализация ADSL, которая обеспечивает высокую пропускную способность в направлении от телефонной станции к пользователю (чаще всего это 1,5 Мбит/с) и более низкую пропускную способность в обратном направлении. Такое соотношение оправдано, т.к. большинство пользователей Internet передает на Web-узлы короткие запросы и принимает от них длинные ответы. Однако, если пользователь решит установить у себя Web или FTP-сервер, то низкая пропускная способность не позволит выполнить эту операцию.