Галкин В.А., Григорьев Ю.А. Телекоммуникации и сети

Подождите немного. Документ загружается.

10. Выбор

архитектуры вычислительной сети

МИ

символами (для синхронизации с медленными терминалами), а также пара-

метр,

определяющий

условие,

при вьшолнении которого формирование пакета

заканчивается.

Параметры, описьгоающие канал Х.25, являются немаловажными и для уз-

ловых элементов собственно сети Х.25, называемыми центрами коммутации

пакетов (ЦКП). Однако ими список параметров ЦКП не исчерпывается. В

процессе конфигурации ЦКП необходимо заполнить таблицу маршрутизации

(routing

table),

позволяющую определить, на какой

из

портов ЦКП направляют-

ся поступившие в них пакеты в зависимости от адресов, содержащихся в этих

пакетах. В таблице задаются как основные, так и альтернативные марпфуты.

Разные образцы оборудования ЦКП отличаются алгоритмами перехода к аль-

тернативному маршруту, а также допустимым количеством таких маршрутов.

В некоторых типах оборудования переход к альтернативному маршруту проис-

ходит только в случае отказа одного из звеньев основного маршрута, т. е. при

надежной работе сети маршрут (виртуальный канал) передачи данных между

двумя оконечными узлами не изменяется. На рис. 10.10 маршрут

1-2-3-4

является примером виртуального канала между маршрутизаторами 7 и ^. Для

другого оборудования переход от одного маршрута к другому происходит ди-

намически в зависимости от загруженности марыфутов. При этом решение

принимается на основании многопараметрической формулы (оборудование фир-

мы Motorola ISG).

Важной функцией некоторых ЦКП является функция стьпсовки сетей (шлю-

за между сетями). Действительно, в мире существует множество сетей Х.25

общего пользования, частных, ведомственных. Естественно, в различных се-

тях могут бьггь установлены разные значения параметров передачи по кана-

лам Х.25 (длина кадра и пакета, система адресования и др.). Для того, чтобы

все эти сети могли стьпсоваться друг с другом, бьша разработана рекоменда-

ция

Х.75,

определяющая правила согласования параметров при переходе из сети

в сеть. Сопряжение соседних сетей рекомендуется производить через ЦКП, в

котором с достаточной полнотой реализована поддержка шлюзовых функций.

Такой ЦКП должен, например, транслировать адреса при переходе пакета из

одной сети

другую. Эта функция обьгано реализуется с помощью конфигура-

ции специальной таблицы трансляции адресов в шлюзовом ЦКП. Для ЦКП, не

сопрягающихся с узлами другой сети, наличие ышюзовых функций не является

обязательным.

Обычно коммерческие сети создаются по следующей схеме:

• закупка ЦКП,

• аренда помещения в местных АТС, где устанавливаются ЦКП,

• аренда телефонньпс каналов связи (аналоговые или цифровые) у государ-

ственных или других коммерческих компаний,

• настройка оборудования.

590

10.4. Выбор магистрали

WAN для объединения

сетей в разных городах

Рис.

10.11.

Совместное использование канала связи

Отметим некоторые важные достоинства сетей Х.25.

Сети Х.25 обеспечивают раздельное использование дорогих цифровых

каналов связи (рис. 10.11). Здесь виртуальные каналы 7-7,2-2, 3-3 совместно

используют (разделяют) цифровой канал связи.

В качестве каналов связи, соединяющих соседние ЦКП (на рис. 10.10 в

качестве примера такой канал обозначен буквой «к»), могут выступать выде-

ленные (аналоговые или цифровые) и коммутируемые телефонные линии связи.

Наличие альтернативных маршрутов обеспечивает высокую надежность

передачи данных.

Но при всех достоинствах сетевой технологии, базирующейся на протоколе

Х.25,

у нее есть и свои ограничения.

Автономные мосты/маршрутизаторы, сетевые карты, ПАДы оконечных

устройств могут передавать данные со скоростью до 64 кбит/с.

Для обеспечения высокой скорости передачи требуется выделенная ли-

ния от конечного пользователя до ближайшей АТС, где установлено оборудо-

вание сети Х.25.

По сетям Х.25 нельзя передавать такие виды информации, как голос и

видео (это ограничение преодолевается в технологии, базирующейся на прото-

коле Frame relay).

Накоплен большой опыт использования сетей

Х.25.

Известно, что примене-

ние сетей Х.25 эффективно для широкого спектра задач передачи данных. Сре-

ди них и обмен сообщениями между пользователями, и обращение большого

числа пользователей к удаленной базе данных, а также к удаленному хосту

электронной почты, связь локальных сетей, объединение удаленных кассовых

автоматов и банкоматов. Иными словами, все приложения, в которых трафик

сети не является равномерным по времени.

591

10. Выбор архитектуры вычислительной сети

Сети Frame relay

Технология Frame relay (FR) изложена в §

4.3.

Сети Frame relay (ретрансля-

ция кадров) также являются сетями пакетной коммутации, но отличаются от

сетей Х.25:

на канальном уровне не выполняется контроль ошибок. Контроль за пра-

вильностью передачи данных от отправителя должен осуществляться на бо-

лее высоком уровне иерархии протоколов;

мультиплексирование (маршрутизация) осуществляется на канальном (ап-

паратном) уровне. Управление потоком отсутствует. В основном применяются

постоянные виртуальные каналы.

На рис. 10.12 представлена структура сети Frame relay.

Так как в FR применены виртуальные каналы (статическое мультиплекси-

рование), то абонент (маршрутизатор) имеет возможность в течение некото-

рого времерш передавать данные со скоростью выше той, которая ему гаран-

тируется. В связи с этим главной причиной потери передаваемых данных в

WS WS

Маршрутизатор

(router)

Выделенная'

линия

на 64 кбит/с

Маршрутизатор

(router)

- Линия Т1

(1.544 Мбит/с)

Межсетевой

интерфейс

(NNI)

Выделенная

линия

на 64 кбит/с

Маршрутизатор

(router)

Рис. 10.12. Структура сети Frame relay:

символами

О'И^^СИ

обозначены коммутаторы и маршрутизаторы, которые образу-

ют соответствующие постоянные виртуальные каналы

592

10.4. Выбор магистрали

WAN для объединения

сетей в разных городах

сетях ретрансляции кадров является перегрузка (congestion) узлов коммута-

ции. Управление трафиком организовано так, что абонент по своему выбору

ведет передачу либо в гарантированном режиме, либо с превьппением заранее

согласованной скорости, что, естественно, сопряжено с риском потери инфор-

мации и с повтором передачи искаженных кадров.

Пропускная способность сети FR, вьщеляемая виртуальному каналу, харак-

теризуется следующими параметрами.

• гарантированная скорость передачи данных, т. е. обеспечиваемая абонен-

ту постоянно (committed information

rate,

CIR);

• учетный период - промежуток времени (секунды), для которого опреде-

лен максимальный объем данных (биты), передаваемых сетью с удовлетвори-

тельной вероятностью (committed rate measurement interval. Тс).

• гарантированный объем передачи - максимальный объем данных (биты),

транспортировка которых в течение учетного периода

Тс

обеспечена с высокой

вероятностью (committed burst size, Be).

• дополнительный объем передачи - максимальный объем данных (биты),

доставка которых в течение учетного периода

Тс

(в дополнение к объему Вс)

возможна, но с меньшей вероятностью (excess burst size. Be).

• максимальная скорость передачи данных (excess information rate, EIR),

которая определяется как EIR =

{Be

Be)ITc.

Другое название этого параметра

- пропускная способность порта (port speed).

Из приведенных определений понятно, что CIR,

Вс

Тс

должны удовлетво-

рять следующему отношению: CIR = Bel

Тс.

Пользователь выбирает (и оплачи-

вает) пропускную способность порта (EIR) и гарантированную скорость пере-

дачи данных (CIR) для каждого виртуального канала, проходящего через порт.

Скорость передачи данных вьгаисляется узлом доступа к сети FR путем

измерения объема, переданного за время

Тс.

При этом выполняются следую-

щие действия:

Если полученное значение скорости не превосходит CIR, кадры переда-

ются без изменения.

Если скорость больше CIR, но меньше EIR, то в кадрах устанавливается

бит DE (Discard

Eligibility),

разрешающий их удаление (при возникновении пере-

грузки сети такие кадры отбрасываются в первую очередь). Бит DE может

устанавливаться и оборудованием пользователя, которое, таким образом, вы-

бирает, какими кадрами пожертвовать прежде всего.

В случае, когда скорость превосходит EIR, поступающие кадры удаляют-

ся независимо от каких-либо условий.

Некоторые поставщики услуг предлагают значительные скидки за переда-

чу кадров с битом DE. При наличии в сети достаточного запаса пропускной

способности абонент может снизить свои финансовые затраты (иногда больше

%),

положив CIR =

(в этом случае DE =

во всех передаваемых кадрах).

Таким образом, в сетях FR допускается передача данных со скоростью выше

гарантированной вплоть до пропускной способности порта, но при этом некото-

рые кадры могут бьггь потеряны и для их восстановления требуется повторная

передача.

593

10. Выбор

архитектуры вычислительной сети

Российские абоненты могут воспользоваться некоторыми международны-

ми

службами:

• Global Managed Data Service (английская компания Cable&Wireless PLC),

• SITA (английская компания SITA Group),

• Datanet (финская компания Telecom Finland).

Есть и отечественные сети, предоставляющие услуги Frame relay: Маком-

нет, Метроком, Роском, СОВАМ-телепорт, Спринт и др.

Диапазон параметра пропускной способности порта EIR составляет от 56 -

64 кбит/с до 1,544 Мбит/с с шагом 64 кбит/с, а CIR - 4, 8, 16, 32, 56, 64 кбит/с

и далее до 1,544 Мбит/с с шагом 64 кбит/с.

Основными преимуществами сетей Frame relay являются:

• высокая скорость передачи. В настоящее время сети Frame relay обеспе-

чивают скорость передачи 56 кбит/с и 1,544 Мбит/с;

• малая сетевая задержка при активизащш виртуального канала;

• хорошая связность для звездной и ячеистой топологии;

• эффективное использование полосы пропускания.

В то же время можно отметить следующие недостатки Frame relay:

• для подключения к сети Frame relay пользователю необходимо арендо-

вать или иметь собственную вьщеленную линию;

•

для

эффективной

работы

сети требуется высокая надежность каналов свя-

зи.

Поэтому для построения сетей Frame relay используются дорогие спутни-

ковые, оптоволоконные, щ1фровые каналы связи;

• сети Frame relay не рассчитаны на передачу больших файлов данных (по-

рядка 100 Мбайт), данных мультимедиа и на обслуживание ровного трафика

(например, при коллективной разработке ПО).

Сети Frame relay предназначены, прежде всего, для приложений со случай-

ными сильными всплесками трафика, которые, например, имеют место

сетях

электронной

почты,

автоматизированного проектирования,

а также в

системах

клиент/сервер.

594

список ЛИТЕРАТУРЫ

Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. М.: Мир, 1990.

Олифер ВТ., Олифер НА. Компьютерные сети. Принципы, технологии,

протоколы. СПб.: «Питер», 2000.

Новиков Ю.В., Кондратенко СВ. Локальные сети: архитектура,

алгоритмы, проектирование. М.: Эном, 2000.

Мартин Дэю., Чапмен К.К., Либен Д. Архитектура и реализация ATM.

М.:Лорн,2000.

Голъдштейн B.C. Протоколы сети доступа. Т. 2. М.: Радио и связь, 1999.

6. Норенков И.П., Трудоношин В

А.

Телекоммуникационные технологии и

сети. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000.

Халсалл Ф. Передача данных, сети компьютеров и взаимосвязь открыгых

систем. М.: Радио и связь, 1995.

8. Справочник. Протоколы информационно-вычислительных

сетей.

М.:

Радио

и связь, 1990.

Э.Дэюордейн

Р.

Справочник программиста персональных компьютеров типа

ЮМ PC XT/AT. М.: Финансы и статистика, 1991.

10.

Фролов А.В., Фролов Г.В. Программирование модемов. М. «ДИАЛОГ-

МИФИ», 1993.(Б-ка системного программиста. Т. 4).

11.

Хаммел Р. Последовательная передача данных. Руководство для прог-

раммиста. М.: Мир, СК ПРЕСС 1996.

12.

Элизабет Кларк. Стандарты и протоколы Интернета //LAN/Журнал

сетевых решений. М., 1999. Т. 5. № 2.

13.

Microsoft TCP/IP. Изд. «Русская редакция», 1999.

14.

Девис Р. Руководство по программированию в NetWare/386. М: Изд-во

АО«ИСМ», 1994.

15.

Дэй М, Кунц М, Маршалл Д. Программирование NLM в NetWare 4.0.

М: Изд-во «ЛОРИ», 1994.

16.

Наис Б. Программирование в локальных сетях. Пермь: Изд-во Перм.

ун-та, 1992.

17.

Шабалин А.Р. Интерфейс пользователя с системой //Технологии элект-

ронных коммуникаций. М., 1992.

Т.

24.

18.

Казаков СИ. Основы сетевых технологий. М.: Микроинформ, 1995.

595

Список литературы

19.

Бычков И,В,, Григорьев Ю,А., Левей И.Э, Операционная система

NetWare 4.x. М: Изд-во «МГТУ-ИНТЕРПРОКОМ», 1995.

20.

Пьянзии

К, IntranetWare - Novell держит удар Microsoft// LAN/Журнал

сетевых решений. М., 1997. Т. 3. № 1.С. 72 -11,

21.

Штайнке С. Построение сетей с серверами NetWare и NT// LAN/Жур-

нал сетевых решений. М., 1998. Т. 4. № 9. С. 99 - 103.

22.

Пьянзии К. Службы каталогов Novell и Microsoft// LAN/Журнал сете-

вых решений. М., 1999. Т. 5. № 3. С. 81 - 90.

23.

Пьянзии К, NetWare 5 - новая ставка Novell// LAN/Журнал сетевых

решений. М., 1998. Т 4. № 12. С. 71 - 79.

24.

ЦенкА. Novell NetWare 4.x. К.: Торгово-издательское бюро BHV, 1996.

25.

Лоренс Б. Novell NetWare 4.1 в подлиннике. СПб: BHV - Санкт-Петер-

бург, 1996.

26.

Григорьев Ю. А,,

Фраермаи

В,

В, NetWare 5. Настольная книга админис-

тратора. М.: ДМК, 2000.

27.

Цуканов ЮЛ, Англо-русский словарь аббревиатур в области информа-

ционных технологий /Под ред. П.С.Иванова. М.: Изд-во «ИнфоАрт», 1995.

28.

ITU-T Recommendation

Q.920

(1.440), ISDN User - Network Interface -

Data Link Layer - General Aspects. Geneva, 1993.

29.

ITU-T Recommendation Q.921 (1.441), ISDN User - Network Interface -

Data Link Layer Specification. Geneva, 1993.

30.

ITU-T Recommendation X.25, Data Networks and Open System

Communication - Public Data Networks - Interfaces. Geneva, 1989.

596

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В предлагаемом учебном пособии авторы попытались раскрыть супщость

основ телекоммуникаций и сетевых технологий информатизации человеческой

деятельности на современном этапе. Несмотря на то что значительный объем

знаний в этой динамической области техники быстро устаревает, остается еще

целый пласт базовых знаний, который составляет фундамент образования

любого специалиста в области автоматизированных систем обработки

информации и управления.

Независимо от того, какие технологии будут применяться в локальных и

глобальных сетях через

лет, данные будут передаваться на основе метода

коммутации пакетов, которые могут называться и иначе - кадрами, ячейками

или как-нибудь еще, но суть метода от этого не изменится. Коммуникационные

протоколы будут образовывать иерархический стек, а надежность передачи

данных обеспечивается за счет повторной передачи кадров, ошибки в которых

будут обнаруживаться на основе методов физического и логического

кодирования.

К сожалению, ограничевиый объем книги не позволил включить в нее

разделы учебного лабораторного практикума. По этой же причине не вошли

материалы по беспроводным сетям, основанным на методе кодового разделения

каналов CDMA и другим перспективным, по оценкам специалистов,

технологиям, например, недавно появившаяся технология пакетной передачи

да1шых (GPRS) в сетях GSM -

это

цифровая передача голоса и заполнение пауз

в промежутках между разговорами абонентов передачей пакетов данных.

Однако для понимания новых технологий достаточно увидеть в них комбинацию

базовых идей.

Известно, что знание основополагающих концепций позволяет легко разби-

раться в новых, пусть даже, на первый взгляд, и очень сложных технических

решениях и тех1ЮЛ0гиях. Авторы надеются, что учебное пособие, которое вы

прочитали, обогатило запас ваших базовых знаний. Пусть эти знания станут

тем ршструментом, с помощью которого вы сможете обновлять знания о по-

стоянно изменяющемся мире телекоммунюсаций и компьютерных сетей.

597

список основных АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

AAL - ATM Adaptations Level - уровень адаптации ATM

ABM - Asynchronous Balanse Mode - Асинхронный сбалансированный режим

ACK - ACKnowledgments - подтверждение приема

ADC - Advanced Digital Communication - усовершенствованная цифровая система мобиль-

ной радиотелефонной связи (стандарт сотовой связи в США) -

D-AMPS

или Analog-to-Digital

Converter - аналого-цифровой преобразователь

ADM - Asynchronous Disconnection Mode - асинхронный режим разъединения

ADP - Answerer Detection Pattern - «шаблон обнаружения отвечающего» в протоколе LAPM

ADPCM - Adaptive Dififerential Pulse Code Modulation - стандарт МККТТ кодирования голоса

ADPCM - Adaptive Differencial PCM - адаптивная ДИКМ, оцифровывается не сам сигнал, а

его отклонение от предсказанного значения

AM - Amplitude Modulation - амплрпуцная модуляция

AMI - Bipolar Alternate Mark Inversion - метод биполярного кодирования с альтернативной

инверсией

AMPS - Advanced Mobile Phone System - усовершенствованная система мобильной радиоте-

лефонной связи (стандарт сотовой связи в США)

ANSI - American National Standards Institute - Американский национальный ршститут стандартов

API - Application Programs Interface - интерфейс прикладного программирования, набор

функций, доступных прикладным программам и обеспечивающих построение пользовательско-

го интерфейса, обмен информацией, внутрисистемный сервис и

т.

д.

АРРС - Advanced Program-to-Program Communication - одноранговый SNA-протокол фирмы

IBM

ARM - Asynchronous Response Mode - режим асинхронного ответа

ARP - Address Resolution Protocol - протокол разрешения адресов

ARQ - Automatic Repeat reQuest - метод автоматического повтора запроса

ASMP - ASymmetric Multiprocessing - ассиметричная многопроцессорная обработка

ATM - Asynchronous Transfer Mode - режим асинхронной пересьшки (передачи)

AU - Access Unit - устройство доступа

AUI - Access Unit Interface - интерфейс с устройством доступа

ВА - Balanced Asynchronous - сбалансированная конфигурация

BER - Bit Error Rate - интенсивность битовых ошибок

BNC - British Naval Connector - соединитель для тонкого коаксиального кабеля

BRI - Basic Rate Interface - интерфейс базового уровня в сетях ISDN

BSC - Binary Synchronous Communications - двоичная синхронная передача данных или

Binary Synchronous Control - двоичное синхронное управление, протокол двоичной синхронной

передачи данных фирмы ШМ

BSS - Base Station System - оборудование базовой станции сотовой связи подвижной

598

Список основных англоязычных сокращений

ВТ - bit time - битовый интервал (в Fast Ethernet

ВТ

0,01 мкс)

BTS - Base Telecommmiication Station - базовая сташщя в сети сотовой подвижной связи

BUS - Broadcast and Unknown Server - сервер широковещательной рассылки и идентифика-

ции неопознанных ресурсов в LANE

CCITT - Consultative Committee on International Telephony & Telegraphy - международный

консультативный комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ)

CDPD - Cellular Digital Packet Data - пакеты щ1фровых данных сотовой сети - стацц^т на переда-

чу пакетов, использующий существующую инфраструктуру аналоговой сотовой телефонной связи

CD-ROM - Compact Disk Read Only Memory - ПЗУ на компакт-дисках

CIR - Committed Information Rate - согласованная информащюнная скорость, параметр пе-

редается в пакете запроса на установление соединения в сетях Frame relay

CLP - cell loss priority - приоритет потери ячейки, параметр ячейки в сетях ATM

CPN - Customer Premises Node - узел на территории потребителя в сетях ATM

CRC - Cyclic Redundancy Check - щпслический избыточный контроль

CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection - множественный доступ с

контролем носителя и обнаружением столкновений, МДКН/ОС или Communication(s) Servise

Unit - связное устройство

CSU - Channel Service Unit - устройство обслуживания канала или Communication(s) Servise

Unit - связное устройство

DA - Destination Address - адрес получателя

D-AMPS - Digital AMPS - цифровая усовершенствованная система мобильной радиотеле-

фонной связи (стандарт сотовой связи в США)

DCE - Data Circuit terminating Equipment - оконечное оборудование канала передачи данных

(аппаратура, обеспечивающая кодирование и преобразование сигналов между DTE и линией

связи, например, модем или Data Communications Equipment - аппаратура передачи данных,

АПД или Distributed Computing Environment - среда распределенных вычислений

DET - Directory Entry Table - таблица записей каталога

DID - Directory Information Base - информационная база объектов

DIT - Directory Information Tree - дерево информационного каталога

DL - Distribution Lists - списки рассылки

DLCI - Data Link Connection Identifier - номер в1ф'1уального соединения

технологии Frame relay

DLE - Data Link Escape - символ байтстаффинга в байт-ориентированных протоколах

DNIC - data network identification code - код вдентификации сети

DPCM - Differencial PCM - дифференциальная (разностная) ИКМ (ДИКМ), когда вместо

кодирования отсчетов кодируются разности между соседними отсчетами

DPP - Distributed Paralltl Processing - распоределенная параллельная обработка

DPSK - Differential Phase Shift Keying - фазоразностная модуляция

DSA - Directori System Agent - системный агент доступа к каталогу

DSAP - Destination Service Access Point - точка доступа к сервису получателя, определяет

тип протокола сетевого уровня станции-получателя в сетях Ethernet

DSB - double sideband - двухполосная система, т. е. система с AM, которая передает обе

боковых и несущую частоту

DSU - Data Service Unit - устройство обработки данных

DTE - Data Terminal Equipment - оконечное (терминальное) оборудование обработки данных

DTI - Digital Trunk Interface - интерфейс цифрового магистрального канала

DUA - Directory User Agent - пользовательский агент доступа к каталогу

EIA - Electrical Industry Association - Ассоциация электрической промышленности США

599