Geum.ru

Протоколы и оборудования гс и рс

Вид материалаДокументы

Содержание


Коммутаторы WAN
Сетевой шаблон городской сети
Сеть SONET/SDH.
Устройства доступа к сети MAN.
Шаблон городской сети с передачей ATM поверх SONET/SDH
Устройство доступа к сети MAN.
Шаблон городской сети, как расширенной локальной сети
Механизм прозрачной интеграции с локальными сетями.
Устройство доступа к сети MAN.
Сетевой шаблон центрального офиса
Коммутаторы Ethernet рабочих групп.
Каналы со скоростями 155 или 622 Мбит/ для связи с магистральными коммутаторами ATM.
Коммутаторы ATM локальной сети.
Коммутатор ATM для доступа к сети WAN.
Критерии выбора технологии
Популярность технологии в обозримом будущем.
Качество обслуживания (QoS).
Поддержка существующей кабельной системы.
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7

Маршрутизаторы WAN. Участки, которые используют Internet или Framе Relay, должны будут использовать для доступа маршрутизатор (или, возможно, устройство доступа Frame Relay- FRAD). Маршрутизатор будет изолировать трафик, циркулирующий внутри участка, таким образом снижая трафик WAN. Маршрутизатор должен поддерживать несколько подключений к WAN. Для участков, которые будут использовать Internet, маршрутизатор связывается с маршрутизатором провайдера Internet. В такой схеме маршрутизатор WAN может использоваться как фильтрующее сетевое устройство защиты, предотвращающее проникновение в сеть через Internet.
  • Коммутаторы WAN. Коммутаторы ATM доступа к WAN оптимизированы для управления шириной полосы пропускания с целью эффективного использования ограниченной и дорогой полосы пропускания в глобальной сети. Для крупных и средних отделений предприятия коммутатор WAN поддерживает, как правило, только один канал связи ATM (на скоростях T1/E1, T3/E3, или OC-3) с отдаленным отделением предприятия. Можно также обеспечить доступ по Frame Relay, но этого не рекомендуется делать для приложений, требующих гарантированного качества обслуживания. Совместное использование технологий Frame Relay/ATM необходимо для установления виртуального соединения, связывающего центральный офис с отделением, которое поддерживает только ATM-доступ к WAN.

    В случаях, когда приложения не требуют жестко заданного времени реакции, можно использовать для соединения участков предприятия сеть Internet. Internet также приходится применять, когда не доступны услуги Frame Relay или ATM.

    Сетевой шаблон городской сети

    Городские сети строятся на различной сетевой базе. Поэтому ниже мы выделяем три шаблона построения городских сетей.

    Шаблон городской сети с технологией SONET/SDH

    Описываемый ниже логический шаблон применяется для сети MAN со следующими характеристиками:
    • Требуется поддержка многих типов трафика (например, голос, видео, данные). При этом интеграция услуг не обязательна.
    • Между отдельными участками корпоративной сети может потребоваться вполне определенная полоса пропускания.
    • Приложения не конкурируют между собой за полосу пропускания.
    • Требуется высокая утилизация транспортного механизма. Участки корпоративной сети, связанные сетью MAN, постоянно связаны друг с другом, передавая большой объем трафика в течение рабочего дня.

    Шаблоны MAN не исключают друг друга. В одной сети может быть использовано несколько шаблонов. На рис.2.7.4 показана обобщенная функциональная схема городской сети с использованием технологии SONET/SDH.



    Рис. 2.7.4. Функциональная схема городской сети SONET/SDH

    Этот шаблон, как правило, применяется для построения части сети MAN, которая связывает участки корпоративной сети, имеющие магистральные сети и требующие высокоскоростной связи. Такие участки требуют выделенной полосы пропускания для передачи аудио- и видео-информации. Эти участки обычно расположены на небольших расстояниях друг от друга (до 100км). Предполагается, что им недостаточна скорость, которую способна обеспечить сеть WAN.
    Сеть MAN включает в свой состав следующие компоненты:
    • Сеть SONET/SDH. Используется для связи между участками сети MAN. Связь может быть обеспечена либо за счет провайдера сети общего пользования, либо за счет создания частной структуры мультиплексоров SONET/ SDH и оптоволоконных каналов. Сети SONET/SDH общего пользования широко доступны и поддерживают скорости OC-3 (155 Мбит/с) и OC-12 622 Мбит/с). Сеть SONET/SDH поддерживает множество типов трафика за счет использования технологии мультиплексирования. Сеть SONET/ SDH может передавать большие объемы данных. Коммутатор ATM может реализовывать передачу ячеек ATM поверх SONET/SDH. Маршрутизатор доступа может передавать трафик IP по сети SONET/SDH.


    Устройства доступа к сети MAN. В центральном офисе выбор устройств доступа зависит от набора поддерживаемых услуг, количества подключений и требований к надежности. Для связи по «чистой» сети SONET или SDH необходимо использовать мультиплексоры SONET/SDH. Для того чтобы подключить сеть передачи данных к SONET/SDH, необходимо задействовать маршрутизатор.

    Шаблон городской сети с передачей ATM поверх SONET/SDH

    Этот шаблон применяется для проектирования и построения сети MAN, если пользователю этой сети необходимы поддержка гарантированного качества обслуживания и/или быстрая связь.
    Описываемый шаблон, как правило, применяется для построения сети MAN, которая должна связывать участки, имеющие магистраль на коммутаторах ATM со встроенной поддержкой технологии MPOA и требующие прозрачной взаимосвязи. Предполагается, что участки расположены на расстояниях до 100км друг от друга. Опять-таки, считается, что скорости WAN недостаточно. На рис.2.7.5 показана обобщенная функциональная схема городской сети с использованием технологии ATM, работающей поверх SONET/SDH.



    Рис. 2.7.5. Функциональная схема городской сети с передачей ATM поверх SONET/SDH

    Такая сеть MAN включает:
    • Службу передачи ячеек ATM по сети SONET/SDH. Услуги сети SONET/SDH, поддерживающей передачу ячеек ATM, могут быть предоставлены провайдером или собственной частной сетью на базе коммутаторов ATM, мультиплексоров SONET/SDH и оптоволоконных кабелей.
    • Устройство доступа к сети MAN. Как правило, это коммутаторы ATM. Они должны иметь модуль прямого подключения к сети SONET/SDH и эффективно использовать полосу пропускания сети MAN. Этот же коммутатор может использоваться для связи с сетью WAN. Состав оборудования в центральном офисе зависит от конкретных условий.

    Шаблон городской сети, как расширенной локальной сети

    Этот логический шаблон применяется при построении сети MAN в крупных городских зонах. Отличительные черты этого шаблона:
    • По сети MAN передаются только данные;
    • Не требуется передача голоса или видео;
    • Не требуется гарантирования качества обслуживания.

    Такую модель применяют, когда скорости WAN недостаточно, а скорость, обеспечиваемая SONET/SDH, избыточна.
    Сеть MAN, построенная по данному шаблону, включает:
    • Механизм прозрачной интеграции с локальными сетями. Обеспечивается либо провайдером коммуникационных услуг, либо частной сетью на оптоволоконном кабеле с интеллектуальными концентраторами или коммутаторами. Требуется одномодовый оптоволоконный кабель, так как сети MAN охватывают значительно большее расстояние, чем то, которое поддерживает многомодовый кабель.
    • Устройство доступа к сети MAN. На стыке локальной и городской сети ставится маршрутизатор. Состав оборудования в центральном офисе зависит от конкретных условий.

    Сетевой шаблон центрального офиса

    Описываемый ниже шаблон может быть использован для участка корпоративной сети со следующими характеристиками:
    • Размер участка таков, что требуется разбиение сети на несколько сегментов Ethernet, связанных между собой коммутаторами.
    • Магистральная сеть участка реализована на коммутаторах ATM. Маршрутизация в магистрали ATM обеспечивается по технологии MPOA (Multi-Protocol Over ATM). Эта технология рассматривается ниже;
    • Предполагается, что центральный офис принимает и обрабатывает данные, получаемые из сетей WAN и MAN. Центральный офис также распределяет трафик между отдаленными участками корпоративной сети. Поэтому в его состав включают WAN- и MAN-магистрали с коммутацией.Данный шаблон основан на магистрали ATM (рис.2.7.6).



    Рис. 2.7.6. Функциональная схема сети центрального офиса

    Этот шаблон может быть использован для центрального офиса или административного центра предприятия. Такие участки сети часто являются топологическими центрами коммутации или первичными узлами коммутации для региональных сетей связи предприятия. Они характеризуются большим числом рабочих станций и серверов различного назначения. Здесь, например, могут располагаться центры обработки данных. Такой участок может занимать площадь в пределах одного или нескольких зданий. Для соединения зданий используетсяоптоволоконный кабель. Вся кабельная система находится в собственности предприятия.
    В большом центральном офисе с магистралью ATM пользователи могут иметь разнообразный набор сетевых сервисов. Некоторым пользователям, например, необходимо интерактивное видео в пределах своего участка корпоративной сети. Другие пользователи будут нуждаться в доступе к общим файлам, приложениям рабочей группы и серверам печати. Необходимо также обеспечить быстродействующую надежную связь с серверами предприятия, поскольку они являются центрами диалоговой обработки запросов и информационными хранилищами.
    Такая сеть включает:
    • Коммутаторы Ethernet рабочих групп. Каждый коммутатор имеет несколько портов Ethernet для подключения рабочих станций или серверов. Все порты коммутатора Ethernet работают в полнодуплексном режиме с автоматическим определением скорости (10/100Мбит/с). Оптоволоконная связь по стандарту 100Base-FX может быть задействована для случаев, когда пользователи отдалены более, чем на 100м. В других случаях можно использовать витую пару категории 5;
    • Каналы со скоростями 155 или 622 Мбит/ для связи с магистральными коммутаторами ATM. В узлах сети, в которых требуется высокая надежность, возможно использование коммутаторов Ethernet с двумя портами, подключенными к двум различным коммутаторам ATM. Преобразование кадров Ethernet в ячейки ATM происходит на коммутаторе рабочей группы Ethernet. Дополнительным условием является поддержка технологий LANE и MPOA. Для выбора качества обслуживания коммутатор Ethernet должен уметь преобразовывать сигналы протокола RSVP в параметры качества обслуживания технологии ATM;
    • Коммутаторы ATM локальной сети. Они обрабатывают магистральный трафик с поддержкой технологий MPOA и LANE. Каждый коммутатор имеет связи с другими коммутаторами ATM локальной сети и коммутатором ATM, обеспечивающим доступ к глобальной сети. Магистраль локальной сети на коммутаторах ATM работает на скоростях 155 или 622Мбит/с. Эти коммутаторы должны поддерживать различные уровни качества обслуживания;
    • Коммутатор ATM для доступа к сети WAN. Предназначен для доступа участка корпоративной сети к услугам сетей MAN или WAN. В отличие от коммутатора ATM локальной сети, этот коммутатор обычно не имеет поддержки MPOA или LANE. Он оптимизирован для управления полосой пропускания канала связи. Через коммутатор ATM несколько участков может связываться с сетью WAN. Возможна организация доступа к сети Frame Relay, но это не рекомендуется в случае, если требуется гарантированное качество обслуживания.

    2.7.9 Реализация доступа и магистрали

    Очень важно правильно выбрать технологию для организации доступа и магистрали.
    При организации доступа предпочтение должно отдаваться экономичному, высокопроизводительному каналу связи с коммутаторами локальной сети или концентраторами, которые, как правило, располагаются в центрах коммутации кабельной системы. Выделенный доступ к коммутаторам предпочтительнее, чем совместное использование концентраторов. Это связано с тем, что коммутаторы устраняют конкуренцию за полосу пропускания сети и снижают вероятность возникновения коллизий в сети Ethernet. Выделенный доступ также позволяет работать в полнодуплексном режиме, хотя большинство пользовательских приложений не поддерживают одновременную передачу и прием данных. Требования серверов к подключению, в общем случае, аналогичны требованиям рабочих станций, но для первых нужна большая пропускная способность. Это особенно справедливо для тех организаций, серверы которых обслуживают несколько клиентов одновременно. Эффективность работы серверов также повысится в полнодуплексном режиме, когда одновременно могут происходить и получение данных от одного клиента и выдача ответа на запрос другому.
    Магистралью локальной сети, как правило, называют канал, связывающий коммутаторы локальной сети и маршрутизаторы. В магистрали может использоваться смешанная топология на каналах точка-точка. Эта топология широко применяется в сетях на базе Ethernet или ATM. Для такой топологии полнодуплексный режим является предпочтительным, так как позволяет практически удвоить пропускную способность. Так как магистраль призвана поддерживать множество рабочих сессий одновременно, часто возникает конкуренция за полосу пропускания. В этом случае используются различные механизмы обеспечения качества обслуживания.
    Существует прямая зависимость между требованиями к пропускной способности выделенного канала к коммутаторам и требованиями к пропускной способности магистрали. Во время пиковых периодов работы пользователей в сети коммутаторы рабочих групп способны полностью «захватить» магистраль. Тогда между магистральными коммутаторами может потребоваться скорость 622 или 1000Мбит/с.

    Критерии выбора технологии

    Все рассмотренные технологии могут использоваться для подключения рабочих станций и серверов к сети. Основное различие между ними заключается в цене и сложности реализации. Для правильного выбора технологии следует проанализировать конкретные требования. Можно привести следующие критерии:
    • Популярность технологии в обозримом будущем. От этого зависит расширяемость сети и возможность обновления устройств. Примером тупиковой ветки развития является ARCNet, для которой сегодня достаточно трудно найти оборудование;
    • Качество обслуживания (QoS). В настоящее время прослеживается четкая тенденция развития мультимедийных приложений, предъявляющих очень жесткие требования к сети. Возможность выбора качества обслуживания позволяет разделить пользователей по приоритету обслуживания, что особенно важно в больших структурированных организациях. Все большую силу набирает так называемое сервисное соглашение SLA (Service Level Agreement), которое определяет перечень предоставляемых услуг с учетом их важности;
    • Масштабируемость. Сеть должна развиваться- сейчас это аксиома. Сеть отражает бизнес, если он меняется- под него должна подстраиваться сеть. При этом опыт показывает, что сетевые приложения, с которыми работают пользователи, имеют одностороннюю тенденцию развития- они все более усложняются и предъявляют повышенные требования к сети. Если сеть не способна гибко реагировать на эти изменения, организацию непременно ждут большие затраты на модернизацию. Очень часто эта модернизация должна быть проведена в сжатые сроки, за 2-3 года. А хорошо продуманная масштабируемая сеть способна работать без коренной модернизации гораздо дольше;
    • Стоимость. Следует учитывать соотношение цена/производительность. Трудно ожидать высоких скоростей от дешевых технологий. С другой стороны, бессмысленно использовать сложнейшие технологии для простейших задач. Следует правильно комбинировать различные технологии для достижения максимальной эффективности;
    • Поддержка существующей кабельной системы. При выборе технологии следует учитывать тип кабельной системы и требуемые расстояния;
    • Совместимость с уже установленным оборудованием. Значительной минимизации расходов можно достичь, если в новую систему удается включить уже установленное оборудование.

    Учитывая вышеприведенные критерии, можно привести следующие рекомендации. Если в организации магистраль построена с использованием технологии ATM или в ближайшем будущем планируется это сделать, а серверы должны поддерживать мультимедийные приложения, наилучшим решением будет прямое подключение этих серверов к магистрали ATM. Альтернативным решением может быть использование разновидностей Ethernet. Технологию FDDI здесь рассматривать нецелесообразно из-за ее высокой стоимости и недостаточно широкого ассортимента продукции на рынке. Применительно к данному случаю ATM в полной мере предоставит возможность выбора качества обслуживания для каждого виртуального соединения пользователя с сервером. А это как раз и является определяющим (например, для сервера с обработкой голосового трафика, заменяющего традиционные офисные телефонные станции за счет передачи голоса через локальную сеть).
    Что касается магистрали, то если в ней необходимо гарантирование качества обслуживания, выбор нужно остановить на технологии ATM. В других случаях можно рекомендовать технологии Fast/Gigabit Ethernet, как более дешевые и простые в установке и использовании.
    ATM является на сегодняшний день практически единственной технологией, подходящей для построения магистрали с резервными каналами связи, которые обеспечивают оптимальное распределение нагрузки и быстрое нахождение альтернативных путей в случае выхода из строя одного из каналов. Самые быстрые технологии Ethernet могут не подойти для построения такой магистрали из-за того, что они используют протокол Spanning Tree. Он, правда, позволяет резервировать каналы связи, чтобы задействовать их в экстремальных ситуациях, ноэтот протокол был изначально ориентирован на работу с мостами, так что внастоящее время он не свободен от недостатков, присущих всем мостовым схемам.
    Основными конкурентами ATM для построения локальной сети являются коммутируемый Ethernet/Fast Ethernet, обычный Fast Ethernet, а также Gigabit Ethernet. По мнению большинства экспертов, нецелесообразно подводить каналы ATM к каждому рабочему месту, за исключением тех случаев, когда применяются очень специфические приложения. Такое мнение основывается на следующих фактах: цена сетевого адаптера ATM на скорость 155Мбит/с, в среднем, в пять раз выше цены сетевого адаптера Fast Ethernet, а каналы Ethernet/Fast Ethernet вполне устраивают большинство пользователей. Кроме того, Ethernet является проверенной временем технологией локальных сетей.
    Вообще говоря, можно выделить два пути построения высокоскоростной локальной сети: эволюционный и революционный. Первый путь основан на расширении старой доброй технологии ретрансляции кадров. Увеличить быстродействие локальной сети в рамках такого подхода можно за счет модернизации сетевой инфраструктуры, добавления новых каналов связи и изменения способа передачи пакетов (что и сделано в коммутируемом Ethernet). Обычная сеть Ethernet совместно использует полосу пропускания, то есть трафики всех пользователей сети соперничают друг с другом, претендуя на всю пропускную способность сетевого сегмента. В коммутируемом Ethernet создаются выделенные маршруты, благодаря чему пользователям доступна реальная полоса пропускания в 10Мбит/с. Революционный путь предполагает переход на кардинально новые технологии, например, ATM для локальных сетей.
    Богатая практика построения локальных сетей показала, что основным вопросом является качество обслуживания. Именно этим определяется, сможет ли сеть успешно работать с такими приложениями, как видеоконференции, которые находят все более широкое применение в мире.