Глобальные компьютерные сети

Множество современных сетей  не были бы так полезны, если бы не их связь с другими сетями. Объединение  разнообразных сетей приводит к  организации больших или глобальных сетей.

 Глобальные вычислительные  сети, ГВС (Wide Area Networks, WAN) служат для того чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству абонентов, разбросанных по большой территории – в пределах региона, страны, континента или всего земного шара.

Типичными абонентами глобальной компьютерной сети являются локальные  сети, расположенные на разных территориях, которым нужно обмениваться данными  между собой. Услугами глобальных сетей  пользуются также и отдельные  компьютеры, особенно класса мэйнфреймов.

Глобальные сети обычно создаются  крупными телекоммуникационными компаниями для общего пользования. Гораздо  реже глобальные сети полностью создаются  крупными фирмами, корпорациями для  своих внутренних нужд. В первом случае сети называются общественными, а во втором частными. Часто встречается  и промежуточный вариант: частная  – корпоративная сеть пользуется услугами или оборудованием общественной глобальной сети, добавляя ее собственными услугами и оборудованием. Наиболее типичным является аренда каналов связи, на основе которых создаются собственные  сети.

В настоящее время существует тенденция создания единой глобальной сети для передачи информации любого типа: компьютерные данные, телефонные разговоры, факсы, телеграммы, телевизионные  изображения и т.д. Они называются интегральными цифровыми сетями (Integrated Services Digital Network, ISDN).Такие сети способствуют повышению эффективности использования сетевых ресурсов в обеспечении доступа пользователей широкому набору услуг в рамках одной сети.

Пример типичной структуры  глобальной сети показан на рис. 5.1.

На этом рисунке:

С(Computer) - компьютеры;

S(switch) - коммутаторы, тоже самое что ЦКП – центры

 коммутации пакетов; 

R(router) - маршрутизаторы;

MUX (Multiplexor) - мультиплексоры;  62

PBX (Private Branch Exchange) - учережденческая (офисная) АТС

 

Глобальная сеть строится на основе некоммутируемых (выделенных) каналов связи, которые соединяют  коммутаторы между собой. Узлы, указанные  на рисунке как коммутаторы (S), являются центрами коммутации пакетов (ЦКП). Они  располагаются в тех географических пунктах, в которых требуется  ответвление или слияние потоков  данных от различных источников.

В состав глобальной сети входят мультиплексоры (MUX), а точнее мультиплексоры и демультиплексоры, устройства, которые позволяют соединить или разделить различные каналы связи.

Аппаратура передачи данных (АПД-DСЕ) связывает компьютеры или локальные сети (LAN) пользователя с линией связи глобальной сети и таким образом, является пограничным оборудованием. Типовые устройства АПД это - модемы и сетевые адаптеры.

Важнейшей задачей сети является выбор путей, по которым передаются данные от компьютера к компьютеру. Этой задачей занимается маршрутизатор (R). В сложных составных сетях, какими и представляются глобальные сети, всегда существуют несколько альтернативных маршрутов для передачи пакетов между двумя конечными пунктами.

 

Рис. 5.1. Пример структуры  глобальной сети

DCE (Data Circuit terminating Equipment) - аппаратура передачи данных – АПД;

DTE (Data Terminal Equipment) - оконечное оборудование данных – ООД;

LAN (Lokal Area Network) - локальная вычислительная сеть – ЛВС;

UNI (User-Network Interface) - интерфейс «пользователь-сеть».

NNI (Network- Network Interface) - интерфейс «сеть-сеть».

 

LAN

R

R

LAN LAN

R

PBX

PBX

MUX

DTE

DTE

DCE

DTE

C

C

C  63

Маршрут – это определенная последовательность маршрутизаторов, через которыепроходит пакет от отправителя до получателя.

Доступ к сети может  быть осуществлен через учрежденческий офисный АТС (PBX) c помощью модема.

Взаимодействие пользователя с глобальной сетью, которое будет  осуществляться через индивидуальный компьютер, или локальную сеть пользователя, должно быть строго описано и стандартизировано. Этому служит интерфейс "пользователь – сеть" (UNI).

Так же строго должны быть регламентированы, т.е. должны существовать протоколы  взаимодействия коммутаторов внутри глобальной сети. Эта задача возложена на интерфейс  «сеть-сеть» (NNI).

Конечными пунктами глобальной сети могут быть отдельные компьютеры (С), локальные сети (LAN), маршрутизаторы (R), мультиплексоры (MUX). Все эти устройства вырабатывают данные для передачи в глобальные сети, или получают данные от сети. Они носят общее название - оконечное оборудование данных (ООД). Таким образом, в сети АПД связывается с ООД (DСЕ-DТЕ).

Существуют несколько  стандартных интерфейсов для  организации связи между аппаратурой  передачи данных (АПД) и оконечным  оборудованием данных (ООД). Для примера  скажем, что через них может  осуществиться непосредственная физическая связь между модемом и компьютером. Наиболее распространенным среди них  является интерфейс RS-232 C/V.24.

Интерфейс RS-232C/V.24 использует 25 контактный разъем и позволяет  подключить к компьютеру как коммуникационное устройство (такое как модем), так и перифирийные устройства (такие как мышь, принтер, графопостроитель и т.д.).

 

Рис 5.2. Сигналы интерфейса RS-232 C/V.24  64

Пример организации корпоративной  сети на базе рассмотренных компонентовпоказан на рис. 5.3.

 Рис. 5. 3. Пример корпоративной  сети 

Современная корпорация это  объединение большого числа разнообразных  предприятий, работающих под центральным  управлением и решающих общие  задачи. Эти предприятия, их отделы, офисы бывают разбросаны на огромной территории.

Сеть, которая охватывает такую корпорацию, по сути, является глобальной сетью с тысячами пользовательских компьютеров, сотнями серверов. По сети циркулирует большой объем информации. Для организации такой сети используются все современные телекоммуникационные средства связи, такие как телефонные каналы, радиорелейные линии и спутниковые системы

 

 

 

 

Глобальные сети удобно грубо  классифицировать по используемым в  них методам коммутации. По этому  признаку глобальные сети передачи данных делятся на сети с некоммутируемыми каналами, сети с коммутацией каналов  и сети с коммутацией пакетов.

Выделенные каналы представляют собой постоянные частные каналы связи, которые арендуются у телекоммуникационной фирмы. У вас должны быть высокие  требования к пропускной способности  глобальных связей для обоснования  необходимости аренды выделенных линий, хотя потребность в комбинированной  передаче речи, факсов и цифровых данных часто являются достаточным основанием для использования частных сетей  и аренды линий. Примерами выделенных линий являются цифровые каналы 56/64 Кб/с. Т1/Е1 и каналы технологий SONET/SDH.

Рисунок 17.1. Способы коммутации в сетях 

а) выделенные каналы, 6) сети с коммутацией каналов, в) сети с  коммутацией пакетов

В сетях с коммутацией  каналов между двумя конечными  пользователями устанавливается временный  выделенный канал, который существует в течение всего периода передачи данных. Канал образуется с помощью  мультиплексирования с разделением  времени или путем выделения  каждому каналу определенной части  имеющейся пропускной способности. Пользователи обладают этим каналом  монопольно - то есть не разделяют его  ни с кем другим, пока не разорвут соединение. По сетям с коммутацией  каналов могут пересылаться речь, данные и изображения, хотя чувствительные ко времени сигналы в наибольшей степени соответствуют этому  типу сетей. Примером коммерчески доступных  сетей с коммутацией каналов  являются сети ISDN (рисунок 17.16).

В сетях с коммутацией  пакетов данные разделяются на пакеты и пересылаются по каналам, разделяемым  множеством пользователей. Каждый пакет  снабжается адресами источника и  приемника, а также другой служебной  информацией. По мере того, как пакет  перемещается по сети, коммутирующее  устройство читает эти адреса и перемещает пакет по нужному маршруту к адресу назначения. Эти сети часто называют сетями с виртуальными каналами. Сети с коммутацией пакетов наилучшим  образом соответствуют трафику  локальных сетей, который является асинхронным и неравномерным во времени. Примерами таких сетей являются сети frame relay и X.25 (рисунок 17.1в).

Пропускная способность  по требованию - это новая концепция, в соответствии с которой пользователю предоставляется возможность затребовать  такую пропускную способность канала, какая требуется его приложению. Такие услуги также позволяют  платить только за ту пропускную способность, которая была использована, вместо того, чтобы оплачивать канал независимо от того, используется он полностью  или нет. Сервисы "пропускная способность  по требованию" появились в 90-е  годы и могут поддерживаться различными сетями, такими как frame relay, ISDN, switched 56 и другими.