Тенденции развития технологий построения телекоммуникационных сетей. Примеры lan и wan. Архитектура и функциональные устройства объединенных (ассоциативных) сетей.
До недавнего времени ТКС были представлены в основном телефонными и телеграфными сетями. И системами факсимильной и видеосвязи. Появление сетей передачи данных (СПД) позволило решить задачу обмена информацией между человеком и компьютером, а также между компьютерами.
Появилось новое понятие «мульти-медийных» услуг, обозначающих комплекс услуг одновременного обмена речевой, графической, видео- и текстовой информацией. Особенности построения и тенденции развития современных ТКС наиболее тесно связаны именно с развитием технологий
передачи и обработки данных. Понятие «данные» широко используется в компьютерном лексиконе
для обобщенного формализованного именования того, с чем оперирует компьютер. Данные – это факты, понятия и команды, представленные в формализованном виде, позволяющем передачу, интерпретацию или обработку как вручную, так и с помощью средств автоматизации. Обмен данными – передача данных между логическими объектами уровня в соответствии с установленным протоколом «сети передачи данных» и «сети обмена данными (СОД)».
Приведенные определения, с одной стороны, отражают существующее в настоящее время мнение о том, что передача данных осуществляется средствами СПД, а обмен данными – средствами СОД, а с другой стороны, подчеркивают, что передача данных выполняется на нижних (до четвертого) уровнях ЭМВОС, а обмен данными охватывает все семь уровней (и выше) и является более общим понятием, чем передача данных.
В современных компьютерных системах управления, используемых как для поддержки принятия важных служебных решений, так и для простых развлечений, интеграция услуг (служб) охватывает и информационные и телекоммуникационные услуги. При этом терминологически сливаются понятия «пользователь» и «абонент», традиционно употребляемые раздельно.
Сетевые технологии, описываемые классической многоуровневой архитектурой протоколов, не имеют параметров расстояния и в общем случае позволяют строить сети, неограниченные по дальности. Однако реальные технологии все-таки ориентируются на конкретное применение. Для решения проблемы предельной дальности еще в 1970-е гг. были предложены два первоначально совершенно разных подхода.
Первый подход предполагает, как это и должно быть согласно ЭМВОС, четкое разделение функций физической среды передачи (ниже физического уровня) и функций коммутации, распределенных по всем уровням выше физического уровня. При этом за предельную дальность отвечают внешние технологии передачи, которые предоставляют физическому уровню коммутационных технологий готовый цифровой канал. Описанный подход позволяет строить глобальные сети (WAN – Wide Area Network) с неограниченной дальностью между сетевыми элементами.
Второй подход предполагает добавление к функциям физического уровня функций формирования и обработки сигналов для передачи через конкретную физическую среду на конкретные максимальные дальности. Подобные сетевые технологии применяются для построения локальных сетей (LAN – Local Area Network) с ограниченной дальностью между сетевыми элементами. Следует отметить, что прототипом первых LAN были сети радиосвязи, использующие одну частоту для работы всех радиостанций.
Существует два принципиально отличающихся способа организации поочередного использования общей пассивной разделяемой среды для передачи информации от различных АС:
путем детерминированного последовательного предоставления каждой АС возможности передать очередной ПБД;
путем случайного выбора момента времени передачи очередного ПБД каждой АС независимо друг от друга.
В первом случае исключается наложение передач от отдельных АС даже при большой нагрузке.
Во втором случае возможны наложения (столкновения) передач от отдельных АС, но они относительно быстро обнаруживаются, и через случайный интервал времени передача повторяется.
Представителями технологий LAN, в которых реализован первый способ разделения общей среды передачи, являются технологии Token Ring и FDDI, а второй – Ethernet.
Пять наиболее широко распространенных технологий построения WAN: Х.25, Frame Relay, TCP/IP, ISDN и ATM.
Локальные сети с ограниченной дальностью между своими внутренними сетевыми элементами, могут подключаться через специальные дополнительные сетевые элементы к другим локальным и глобальным сетям. Образуемые в результате такого объединения сети называются ассоциативными.
Если две группы АС образуют два непересекающихся адресных пространства, то даже при наличии физического контакта между ними и поддержки одинаковых протоколов на всех семи уровнях они будут по отношению друг к другу автономными. Очевидно нужен какой-то дополнительный пограничный сетевой элемент, входящий в обе (или более) объединяемые сети. Можно обобщенно называть такой сетевой элемент «межсетевым соединителем». Следует отметить, что образование ассоциативных сетей путем объединения автономных локальных сетей с помощью межсетевых соединителей используется не только для расширения сетей, но и наоборот – для их дробления с сохранением возможности соединения любой пары АС друг с другом (в основном с помощью мостов, коммутаторов и маршрутизаторов). Главная цель такого дробления – уменьшить количество АС,
подключенных непосредственно к общей разделяемой среде передачи каждой автономной LAN, а за счет этого уменьшить нагрузку и, соответственно, задержки в сети.
Основные типы коммуникационных устройств
Шлюз
Маршрутизатор
Коммутатор
Мост
Репитер
Конвертор
Концентратор
Действуют на разных уровнях. Например, для соединения локальных сетей Ethernet и Token Ring, нужен, как минимум, мост (коммутатор), но никак не репитер. Для соединения любых локальных сетей с глобальными нужен, как минимум, маршрутизатор.
Существует два принципиально отличающихся способа объединения автономных сетей друг с другом через промежуточную сеть, которые образно можно назвать «вглубь» и «вширь».
Первый способ («вглубь») называется «инкапсуляцией» или «туннелированием». Он предполагает вложение ПБД нижних уровней внешних сетей в информационные поля ПБД верхних уровней внутренней сети.
Второй способ («вширь») называется «трансляцией» или «шлюзованием». Он предполагает «перекладывание» содержимого информационных полей протокольных блоков данных внешних сетей в информационные поля внутренних сетей.