Типы ГКС и их особенности

Наиболее подходящим режимом работы глобальной сети, является режим коммутации пакетов. Его предпочтительность для связи локальных сетей подтверждается не только производительностью сети, оцениваемой суммарным трафиком, передаваемым в единицу времени, но и стоимостью предоставляемых услуг: при равенстве скорости доступа в сеть ГКС с коммутацией пакетов в 2 - 3 раза дешевле сети с коммутацией каналов (т.е. публичной телефонной сети). Поэтому при создании корпоративной сети (организации, предприятия) с рассредоточенными элементами, необходимо стремиться к построению или использованию имеющейся ТСС с территориально распределенными коммутаторами пакетов.

В зависимости от того, какие компоненты используются для построения глобальных связей, различают следующие типы сетей:

- глобальные сети с выделенными каналами связи;

- глобальные сети с коммутацией каналов;

- глобальные сети с коммутацией пакетов.

В глобальных сетях с выделенными каналами выделенные (арендуемые) каналы предоставляются телекоммуникационными компаниями, владеющими каналами дальней связи, или телефонными компаниями, которые сдают в аренду каналы обычно в пределах города или района. Выделенные каналы применяются при построении магистральных связей между крупными ЛКС. Однако при большом количестве объединяемых удаленных ЛКС и интенсивном смешанном трафике между ними их применение приводит к большим затратам.

Используется ряд типов выделенных каналов - от аналоговых каналов тональной частоты с полосой пропускания 3,1 кГц до цифровых каналов технологии SDH с пропускной способностью 155 и 622 Мбит/с.

При передаче данных по выделенным аналоговым каналам используются модемы, работающие на основе методов аналоговой модуляции - амплитудной, частотной, фазовой (см. гл. 9). Модемы стандартизированы по скорости передачи данных и методу модуляции, по способам исправления ошибок, по способам сжатия данных. Модемы различаются по реализуемым режимам работы: модемы, работающие только в асинхронном режиме; модемы, работающие только в синхронном режиме; асинхронно-синхронные модемы, являющиеся наиболее универсальными устройствами.

Цифровые выделенные линии образуются путем постоянной коммутации в первичных сетях, построенных на базе аппаратуры, которая реализует принцип разделения канала во времени (TDM). Существуют две технологии передачи данных по таким линиям - североамериканская и европейская, ставшая международной.

В американском стандарте используются цифровые каналы типа Т1, Т2 и Т3 и реализуется идея образования каналов с иерархией скоростей. Аппаратура Т1 позволяет в цифровом виде мультиплексировать, передавать и коммутировать данные по 24 каналам. Каждый канал образует цифровой поток данных 64 кбит/с. Мультиплексоры Т1 сами осуществляют оцифровывание голоса с частотой 8 кГц и кодирование голоса с помощью импульсно-кодовой модуляции. Канал Т2 образуется путем объединения четырех каналов Т1, он обеспечивает передачу данных со скоростью 6,312 Мбит/с. Объединение семи каналов Т2 образует канал Т3, передающий данные со скоростью 44,736 Мбит/с. Взаимодействие аппаратуры Т1, Т2 и Т3 позволяет образовать иерархическую сеть с магистральными и периферийными каналами трех уровней скоростей. При этом передается не только голос, но и любые данные в цифровой форме - компьютерные данные, телевизионное изображение, факсы и т.п.

В международном стандарте аналогом каналов Т являются каналы типа Е1, Е2 и Е3 со скоростями соответственно 2,048 Мбит/с, 8,488 Мбит/с и 34,368 Мбит/с. На практике используются в основном каналы Т1, Е1, Т3 и Е3.

Для передачи компьютерных данных по выделенным аналоговым или цифровым каналам применяются протоколы канального уровня РРР, SLIP, HDLC.

Протокол PPP (Point-to-Point Protocol, протокол "точка-точка") как часть стека TCP/IP применяется для передачи кадров по последовательным каналам связи. Он в наибольшей степени подходит для современных выделенных каналов и стал фактическим стандартом при соединении удаленных пользователей с серверами и для образования соединений между маршрутизаторами в корпоративной сети. Это наиболее распространенный протокол из трех отмеченных протоколов.

Протокол SLIP (Serial Line IP) выполняет единственную функцию: из последовательности передаваемых по последовательному каналу бит выделяет границы IP-пакета. Следовательно, для установления связи по этому протоколу компьютеры должны иметь информацию об IP-адресах друг друга. Протокол не имеет механизмов передачи адресной информации, идентификации, определения и коррекции ошибок.

Протокол HDLC (Highlevel Data Link Control), имеющий статус стандарта, реализует ряд функций: режим логического соединения, контроль искаженных и потерянных кадров и их восстановление, управление потоком кадров. Однако с использованием цифровых каналов и современных модемов протокол HGLC потерял свое значение, и в настоящее время на выделенных каналах вытеснен протокол РРР.

Объединение локальных сетей с помощью выделенных каналов осуществляется маршрутизаторами и удаленными мостами.

Глобальные сети с коммутацией каналов строятся на базе традиционных аналоговых телефонных сетей и цифровых сетей с интеграцией услуг ISDN.

Сети ISDN и телефонные сети, построенные на цифровых коммутаторах, во многом свободны от недостатков традиционных аналоговых телефонных сетей (низкое качество составного канала, большое время установления соединения). Однако по - прежнему оплата за использование сети идет не за объем переданного трафика, а за время соединения. Тем не менее сети с коммутацией каналов остаются широко распространенными. Для массовых абонентов, работающих дома, телефонная связь оказывается единственным подходящим видом глобальной службы связи из соображений доступности и стоимости.

Передача данных по аналоговым коммутируемым телефонным каналам осуществляется с использованием модемов, которые поддерживают процедуру автовызова абонента и работают по 2-проводному окончанию. Используются те же модели модемов, что и для выделенных каналов.

Для сетей ISDN основным режимом коммутации является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме. Абонентами этих сетей обычно являются компьютеры или локальные сети, подключаемые к сети с помощью маршрутизаторов или удаленных мостов. В архитектуре сети ISDN предусмотрен ряд видов служб: передача по выделенным цифровым каналам, передача голоса по коммутируемым каналам, передача данных по коммутируемым каналам, передача данных с коммутацией пакетов, передача данных с трансляцией кадров (Frame Relay), контроль и управление сетью. Стандарты ISDN описывают также ряд услуг прикладного уровня: факсимильная связь, телексная связь, видеотекс и др. Несмотря на такое разнообразие услуг сети ISDN в настоящее время используются в основном как скоростные и надежные сети с коммутацией каналов.

Компьютерные глобальные сети с коммутацией пакетов (X.25, Frame Relay, ATM, TCP/IP) являются основным средством для передачи любой информации - компьютерных данных, акустических сигналов, телевизионных видеоданных, факсимильных данных (это утверждение справедливо не для всех типов сетей с коммутацией пакетов).

В глобальных сетях с коммутацией пакетов, кроме TCP/IP, используется оригинальная техника маршрутизации пакетов, основанная на создании виртуальных каналов двух типов, - коммутируемых виртуальных каналов (SVC) и постоянных виртуальных каналов (PVC). Эта техника позволяет реализовать два режима продвижения пакетов - стандартный режим маршрутизации пакета на основании адреса назначения (этот режим используется для маршрутизации только одного, -первого пакета из числа передаваемых, он необходим для установления соединения) и режим коммутации пакетов на основании номера виртуального канала. Таким образом, операции маршрутизации и коммутации пакетов разделяются: первый пакет прокладывает виртуальный канал, настраивая промежуточные коммутаторы, а остальные пакеты проходят по виртуальному каналу в режиме коммутации.