2.4. характеристика различных видов соединений в сетях

2.4. характеристика различных видов соединений в сетях

Dial-up-соединение

Dial-up — непостоянное коммутируемое соединение с провайдером по телефонным сетям через модем — самый распространенный способ доступа к глобальной сети.

Практически все провайдеры для снижения себестоимости продукции используют точки обмена трафиком. Это позволяй почти в два раза снизить стоимость локального трафика и сэкономить на аренде локальных выходов. По оценкам провайдеров, обмен трафиком дает возможность снизить его общую себестоимость на 5\%.

Многие провайдеры устанавливают у себя так называемые прокси-серверы, которые хранят базы данных с наиболее часто запрашиваемыми страницами, поэтому при обращении пользователя к такой странице провайдеру нет необходимости вторично получать эту страницу через всю цепочку выходов. При этом увеличивается скорость загрузки для пользователя. Использование прокси-сервера позволяет уменьшить локальный и международный трафик примерно на треть, что приводит к снижению его себестоимости еще на 5\%.

Методика, рассмотренная выше, может быть применена для более точной оценки себестоимости услуг по dial-up-подключению.

Выделенное соединение

Большинство пользователей для подключения к Интернету предпочитают соединение через аналоговые модемы и существующие телефонные линии. Данные соединения отличаются низкой скоростью передачи данных и частыми обрывами связи. Только корпоративные пользователи используют для подключений дорогие высокоскоростные выделенные линии разной емкости.

В последнее время реализуются высокоскоростные технологии передачи данных, например кабельные соединения, спутниковые соединения.

Крупные компании, государственные организации, научные учреждения, вузы не могут обойтись без обмена большими объемами данных. Во многих случаях возможностей связи через коммутируемую телефонную сеть общего пользования (ТФОП) недостаточно. Наиболее популярным способом стало соединение по выделенной линии.

Выделенные линии можно разбить на три класса: выделенные линии тональной частоты (линии ТЧ), выделенные физические линии и выделенные цифровые линии. В принципе к ним можно было бы отнести и системы «точка-точка» на основе радиоканалов, однако специфика среды передачи вынуждает выделять такие соединения в отдельный класс.

Линии ТЧ представляют собой телефонное соединение, раз и навсегда установленное оператором телефонной сети. Поскольку фактически это обычное телефонное соединение линия проходит через коммутаторы и другую аппаратуру телефонной сети, — ему присущи те же ограничения по скорости, что и коммутируемому соединению. Выигрыш фактически состоит лишь в том, что отсутствуют затраты времени на установку соединения.

Выделенные физические линии представляют собой просто пару проводов, соединяющих помещения клиента. Это могут быть либо в полном смысле «прямые» провода, проведенные из одного помещения в другое, либо такая линия может быть составлена из отрезков уже проложенных проводов («скроссиро-вана»).Такие соединения обычно дешевле и быстрее устанавливаются. Длина такой линии обычно не превышает 5-8 км. Типичные скорости передачи данных составляют от 64 Кбит/с до 2 Мбит/с.

Выделенные цифровые линии представляют собой участки полосы пропускания в транспортной сети оператора, которые тот сдает в аренду. Они могут иметь практически любую пропускную способность — вплоть до максимальной для данного типа физического соединения (например, оптические каналы работают с пропускной способностью от 155 до 622 Мбит/с).

При предоставлении в аренду цифровой линии оператор обычно обеспечивает абонентское окончание с интерфейсом передачи данных в нужные пользователю точки. Возможность предоставить потребителю выделенную линию ограничивается топологией транспортной сети оператора.

Кабельные соединения имеют наибольшую скорость передачи данных из всех предлагаемых технологий доступа пользователям, гарантируя постоянное подключение к Интернету без необходимости дозвона до узла связи, сравнительно небольшие финансовые затраты на создание соединения. Теоретически скорость может достигать 30 Мбит/с, но она, как правило, варьируется в пределах 1,5—3 Мбит/с. Исходящий трафик может искусственно ограничиваться самими компаниями-провайдерами.

Кабельное соединение практически абсолютно надежно, и срок его службы составляет около 10 лет.

Технология ISDN

ISDN — сетевая технология, обеспечивающая цифровые соединения между оконечными устройствами для поддержки широкого спектра речевых и информационных услуг. ISDN (Integrated Services Digital Network) — оригинальная концепция построения цифровой сети с интеграцией услуг, специфицированная еще в середине 1970-хх гг. Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии (Consultative Committee for International Telephony and Telegraphy, CCITT).

По своей сути ISDN — это цифровой вариант аналоговых телефонных линий с коммутацией цифровых потоков, или, иначе, сеть из цифровых телефонных станций, соединенных друг с другом цифровыми каналами.

Обмен данными по линиям ISDN осуществляется с более высокими скоростями и значительно большей надежностью, чел с помощью самых скоростных модемов. Технология ISDN обеспечивает передачу данных со скоростью 64 Кбит/с при одном и 128 Кбит/с — при двух каналах связи.

Вторая особенность, отличающая ISDN от аналоговых принципов передачи сигналов, заключается в значительно более широком диапазоне типов передаваемых сообщений. Помимо традиционного обмена звуковой информацией имеется возможность обмениваться цифровыми данными, текстом, движущимся видеоизображением, при этом скорость, надежность и качество передаваемых сообщений достаточно высоки.

Третьей особенностью является совместимость средств ISDN с существующими аналоговыми телефонными сетями.

К числу важных преимуществ ISDN-технологий следует также отнести простоту и эффективность их использования, большое количество сервисных функций (до 230), высокое качество передачи информации и высокую гарантию ее сохранности при прохождении по каналам связи.

Цены на аппаратные средства ISDN-технологии для конечного пользователя в течение последних пяти лет снизились более чем на 50\%. Следует заметить, что в сфере ISDN-сервиса существуют нерешенные проблемы, которые оказывают влияние на ценообразование в этой области.

Перечисленные выше возможности ISDN-технологии позволяют широко использовать ее в самых различных областях современной жизни. Цифровая технология передачи сигналов является идеальной системой для многих предприятий и фирм в плане работы с удаленными пользователями, а также для организации эффективного доступа в Интернет, видеоконференций и т.д.

Следует отметить, что при организации подключения к сети ISDN (или при создании технического задания на подключения) возникают достаточно сложные проблемы:

недостаточный уровень стандартизации оборудования (имеется большое число стандартов и спецификаций национальных и корпоративных, созданных производителями ISDN-оборудования);

терминологическая путаница;

сложность выбора функций ISDN из-за большого их количества;

наличие широкого набора устройств, используемых для работы с ISDN;

трудности выбора поставщика услуг ISDN, который обеспечил бы необходимый набор услуг и поддержку соответствующих устройств по приемлемой цене.

Одним из способов преодоления этих проблем является применение стандартных схем подключения (стандартные конфигурация сети, оборудование, процедуры и работы по подключению). Отработанные решения предлагаются потребителям по четко оговоренным ценам.

Технологии Frame Relay

Frame Relay (ретрансляция кадров) — протокол передачи данных, созданный в первую очередь для обеспечения взаимодействия удаленных локальных вычислительных сетей (ЛВС). В качестве средства передачи трафика данных Frame Relay стал альтернативой и арендованным линиям (выделенным каналам). В отличие от арендованных линий, предоставляющих выделенные полосы пропускания, технология Frame Relay обеспечива-"~ разделение полосы пропускания линий связи, что во многих случаях и делает каналы Frame Relay экономически более выгодными, так как при этом используется другой принцип мультиплексирования — статистический, в отличие от временного, как в случае применения выделенных каналов.

Frame Relay предоставляет возможность передачи данных с коммутацией пакетов (фреймов, кадров) через интерфейс между устройствами пользователя (например, маршрутизаторами, мостами, главными вычислительными машинами) и оборудованием сети передачи данных. Устройства пользователя часто называют терминальным оборудованием (DTE — Data Terminal Equipment), в то время как сетевое оборудование, которое осуществляет согласование с DTE, часто называют устройством завершения работы информационной цепи (DCE — Data Communications Equipment).

Выступающий в роли интерфейса между оборудованием пользователя и сети Frame Relay обеспечивает средства для мультиплексирования большого числа логических информационных диалогов (называемых виртуальными цепями) через один физический канал передачи. Статистическое мультиплексирование Frame Relay позволяет более гибко и эффективно использовать доступную полосу пропускания.

Технологии Frame Relay характеризуются большей производительностью и эффективностью, сохраняя при этом целостность информации. Эти технологии не включают в явном виде процедуры управления потоком. Предусмотрены простые механизмы уведомления о перегрузках, позволяющие сети информировать какое-либо устройство пользователя о том, что ресурсы сети находятся близко к состоянию перегрузки. Уведомление предупреждает о том, что может понадобиться управление потоком.

Frame Relay позволяет организовать несколько соединений через один интерфейс устройства доступа (Frame Relay Access Device, FRAD) или маршрутизатора, установленного у пользователя, что также повышает экономическую выгоду от использования этой технологии.

Отличительной особенностью Frame Relay является то, что вместо физически выделенного канала для передачи данных между удаленными точками применяются логически выделенные каналы в сети провайдера. Соединения устанавливаются по так называемым «виртуальным каналам», которые легко перёпрограммируются. Изменение числа каналов достигается настройкой сетевого оборудования. Такой логический канал может быть постоянным виртуальным соединением (Permanent Virtual Circuit, PVC) или коммутируемым (Switched Virtual Circuit, SVC). Каждое виртуальное соединение характеризуется согласованной информационной скоростью (Committed Information Rate, CIR), которая задает согласованную скорость передачи информации по данному виртуальному соединению.

Пользователи сети конкурируют за полосу пропускания, но могут быть при этом уверены, что зарезервированная скорость передачи данных не будет ниже CIR. Кроме того, виртуальное соединение гарантирует предельный объем передачи информации при обеспечении требуемого качества доставки. При дополнительном объеме передачи информации качество передачи данных уже не обеспечивается. Очевидно, что максимальное значение CIR может быть равно скорости физического интерфейса. На практике канал обычно не загружен полностью.

Frame Relay — идеальная альтернатива выделенным каналам связи. Эта технология обеспечивает пользователю гарантированную пропускную способность канала и при этом позволяет ему расширять полосу пропускания в те моменты, когда другие пользователи не передают информацию по общему каналу и по сети Frame Relay.

Технология Frame Relay помимо доступа в Интернет дает возможность объединять и строить корпоративные сети.

Для обеспечения доступа к узлу провайдера необходимо организовать цифровой канал Frame Relay, который свяжет офис пользователя с сетью провайдера. Стоимость подключения по каналу Frame Relay зависит от скорости передачи данных по цепи провайдер—пользователь, объема трафика, параметров оконечного оборудования.

Технология ADSL

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия) входит в число технологий высокоскоростной передачи данных, известных как технологии DSL (Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия) и имеющих общее обозначение xDSL. К другим технологиям DSL относятся HDSL (High data rate Digital Subscriber Line — высокоскоростная цифровая абонентская линия), VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line — сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) и др.

Технология ADSL была разработана для обеспечения высокоскоростного доступа к интерактивным видеослужбам (видео по запросу, видеоигры и т.п.) и не менее быстрой передачи данных.

Технология ADSL позволяет превратить телефонные провода в тракт высокоскоростной передачи данных. Линия ADSL соединяет два модема ADSL, которые подключены к каждому концу пары телефонного кабеля. При этом организуются три информационных канала: «нисходящий» поток передачи данных, «восходящий» поток передачи данных и канал обычной телефонной связи. Канал телефонной связи выделяется с помощью фильтров, что гарантирует работу телефонной линии даже при аварии соединения ADSL.

ADSL является асимметричной технологией, так как скорость «нисходящего» потока данных, передаваемых в сторону конечного пользователя, выше, чем скорость «восходящего» потока данных, передаваемого от пользователя в сторону сети. При этом скорость передачи данных от пользователя значительно выше, чем при использовании аналогового модема. (

Для сжатия большого объема информации, передаваемой по витой паре телефонных проводов, в технологии ADSL используются цифровая обработка сигнала и специально созданные алгоритмы, усовершенствованные аналоговые фильтры и аналого-цифровые преобразователи.

Технология ADSL использует метод разделения полосы пропускания телефонной линии на несколько частотных полос, что позволяет одновременно передавать несколько сигналов по одной линии.

Факторами, влияющими на скорость передачи данных, являются состояние абонентской линии (т.е. диаметр проводов, наличие кабельных отводов и т.п.) и ее протяженность. Затухание сигнала в линии увеличивается при увеличении длины линии и возрастании частоты сигнала и уменьшается с увеличением диаметра провода. Фактически функциональным пределом для ADSL является абонентская линия длиной 3,5—5,5 км при толщине проводов 0,5 мм. Технология ADSL обеспечивает скорость «нисходящего» потока данных от 1,5 до 8 Мбит/с и скорость «восходящего» потока данных от 640 Кбит/с до 1 Мбит/с, особенно в «нисходящем» направлении.

Выделенная полоса пропускания линии принадлежит пользователю целиком. В отличие от кабельных модемов, которые допускают разделение полосы пропускания между всеми пользователями, технология ADSL предусматривает использование линии только одним пользователем. Технология ADSL позволяет полностью использовать ресурсы линии. Обычная телефонная связь использует около одной сотой пропускной способности телефонной линии.

Технология ADSL обеспечивает в режиме реального времени передачу качественного видеосигнала и, следовательно, может быть использована для организации видеоконференций, обучения на расстоянии и др. Технология ADSL позволяет провайдерам предоставлять своим пользователям трафик и регламентирует скорость передачи данных, которая почти в 100 раз превышает скорость самого быстрого аналогового модема (56 Кбит/с) и в 70 раз превышает скорость передачи данных в ISDN (128 Кбит/с).

Технология ADSL дает возможность телекоммуникационным компаниям предоставлять частный защищенный канал для обмена информацией между пользователем и провайдером. Она эффективна уже потому, что не требует прокладки специальных кабелей, а использует уже существующие двухпроводные медные телефонные линии.

Спутниковая технология связи

Принципы спутниковой технологии довольно просты. Спутниковые системы связи передают сигналы от наземных транси-веров (приемников/передатчиков) на спутниковые ретрансляторы (приемники/передатчики, находящиеся на спутниках). Ретранслятор принимает сигнал от наземной станции в микроволновом диапазоне, усиливает его и посылает назад на Землю. Передача на спутник называется восходящим каналом, а со спутника — нисходящим.

Параболические антенны наземных станций нацелены на спутник, а уплотненные сигналы, содержащие сотни каналов, поступают на спутник в виде сверхвысокочастотных волн. Эти сигналы перенаправляются ретранслятором на удаленные терминалы. Таким образом, радиочастотный сигнал может переносить информацию по всей сети.

Помимо телефонии, телевидения, передачи данных и т.д. спутники используются в качестве резервных каналов связи на случай выхода из строя наземной линии.

Спутниковые сетевые технологии стали широко использоваться в Интернете и корпоративных сетях.

В спутниковой сети пользователи имеют высокоскоростной доступ в Интернет и к интерактивным службам.

Стимулирует развитие спутниковых сетевых технологий и мобильная связь. Спрос на мобильную связь высок и будет расти, оказывая дополнительное давление на спутниковую связь как на средство предоставления таких услуг.

Благодаря своей независимости от услуг телекоммуникационных компаний спутниковая связь не подвержена перерывам в работе.

Спутниковая связь достаточно дорога, для ее реализации компании должны располагать значительными финансовыми средствами и получить одобрение в различных национальных и международных организациях.

С технической точки зрения потенциальной проблемой является блокирование принимаемого со спутника сигнала зданиями.

Своего решения требует и проблема защиты информации, так как при использовании спутниковой связи сигнал может быть принят любым неуполномоченным лицом. Шифрование спутниковых каналов не осуществляется, но некоторые производители предлагают программное обеспечение шифрования, с помощью которого можно оградить свой трафик от прослушивания.

Спутниковые каналы обеспечивают устойчивую скорость передачи данных до 400 Кбит/с и позволяют получать доступ в Интернет в труднодоступных местах с отсутствием проводных телекоммуникаций. Недостатком является большая стоимость покупки и установки оборудования.

В табл. 2.1 сведены данные расчетов по методике определения стоимости межсоединений для различных сетевых технологий. Из данных этой таблицы следует, что при очень малой загрузке сетей стоимость единицы трафика (1 Гбайт) очень высока и только при максимальной загрузке мощностей узлов связи стоимость трафика в 1 Гбайт значительно снижается.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое межсоединение?

Перечислите и дайте краткую характеристику технологий, используемых в сетевой экономике.

На чем экономятся средства при использовании технологий групповой работы?

Как создается эффект постоянного присутствия в сети информационного робота, принадлежащего определенной фирме?

Чему равно число уровней взаимодействия компьютеров в сети Интернет? Охарактеризуйте их.

На основании каких документов следует осуществлять расчеты за взаимопредоставленные сетевые ресурсы?

Перечислите статьи затрат, учитываемые при расчете стоимости межсоединений.

Дайте характеристику Dial-up-соединения.

Охарактеризуйте выделенное соединение.

Дайте характеристику технологии ISDN.

Охарактеризуйте технологию Fame Relay.

Охарактеризуйте технологию ADSL.

Дайте характеристику спутниковой технологии связи.

Проведите сравнительный анализ стоимости ІГбайта трафика при использовании различных сетевых технологий.