Транспортні функції ГЛ

В ідеалі ГЛ повинна передавати дані абонентів будь-яких типів, які є на підприємстві і потребують віддаленого обміну інформацією.

Для цього Гл повинна надавати комплекс послуг:

- передачу пакетів локальних мереж;

- передачу пакетів міні-комп'ютерів;

- обмін факсами;

- передачу трафіку офісних АТС;

- вихід в міські, міжміські і міжнародні телефонні мережі;

- обмін відеозображеннями для організації відеоконференцій;

- передачу трафіку касових апаратів, банкоматів і т.д.;

Основні види потенційних споживацьких послуг ГЛ зображені на рис 6.1

 

 

 

Рис 6.1

 

 

Високорівневі послуги ГЛ

З раніше розглянутого списку послуг видно, що ГЛ в основному використовуються як транзитний транспортний механізм, що надає

тільки послуги нижніх рівнів моделі OSI. Проте останнім часом функції ГЛ відносяться до верхніх рівнів стека протоколів і грають помітну роль в обчислювальних мережах.

Це пов'язано з Internet. Список високорівневих послуг Internet достатньо широкий: окрім доступу до гіпертекстової інформації Web-вузлів з великою

кількістю перехресних посилань, які роблять джерелом даних не окремі комп'ютери, а всю ГЛ, потрібно назвати:

- широкомовне розповсюдження звукозаписів, що становлять конкуренцію радіомовленню;

- організація інтерактивних «бесід» - chat;

- організацію конференцій по інтересах (служба news (новин));

- пошук інформації і її доставку по індивідуальних замовленнях і т.д.

Ці інформаційні (а не транспортні) послуги роблять великий вплив на роботу співробітників підприємств. Дають велику кількість

інформації. Web-служби замінюють численні індивідуальні програмні надбудови над базами даних у великій кількості що розробляються на підприємствах .

З'явився спеціальний термін: intranet, яких застосовується в тих випадках, коли технології Internet переносяться в корпоративну мережу.

До технологій intranet відносять не тільки Web-службу, але і використовування Internet як глобальної транспортної мережі, сполучаючий

всі ЛВС підприємства, а також всі інформаційні технології верхніх рівнів, що з'явилися спочатку в Internet і поставлені на службу корпоративної мережі.

Тому локальні і глобальні мережі поступово зближуються за рахунок взаємномопроникних технологій різних рівнів - від транспортних до прикладних.

 

Структура ГЛ

Типовий приклад структури ГЛ на рис 6.2

 

Рис 6.2

S - (switch) - комутатори

До - комп'ютери

R - (router) - маршрутизатори

MUX - (multiplexor) - мультиплексор

UNI - (User-Network Interface) - інтерфейс користувач-мережа

NNI - (Network-Network Interface) - інтерфейс мережа-мережа

RBX - офісна АТС

- пристрої DCE

 

Мережа будується на основі комутованих (виділених) К.М., які сполучають комутатори (S) глобальних мереж між собою. Комутатори

називаються центрами комутації пакетів (ЦКП). Пакети в різних технологіях називають і по іншому - кадри, елементи.

Комутатори сполучені магістральними каналами з високою пропускною спроможністю (С). Абоненти мережі підключаються до S також

виділеними КМ, але з меншою С, ніж у магістральних. Для підключення кінцевих користувачів допускається використовування комутуючих К.М. (тобто телефонних мереж). Але телефонні КМ мають більш високий рівень шумів, додаткові затримки, розриви каналу, що погіршує обслуговування.

В ГЛ наявність великої кількості абонентів з невисоким рівнем трафіку вельми бажано, оскільки саме тоді починають найбільшою мірою виявлятися вигоди методу комутації пакетів.

Якщо абонентів мало, але вони створюють трафіки великої інтенсивності, то рівномірний розподіл пульсуючого трафіку маловірогідно.

Це знижується якість обслуговування абонентів.

Кінцеві вузли ГЛ більш різноманітні, ніж ЛВС. Це К, ЛВС, R, MUX (вони використовуються для одночасної передачі даних і голосу (або зображення)).

ЛВС відокремлена від ГЛ маршрутизатором або видаленим мостом, тому для ГЛ вона представлена єдиним пристроєм DTE - портом маршрутизатора або моста. Втім і К,R і MUX також для ГЛ - пристрої DTE(Data Terminal Equipment)

При передачі даних через ГлМ мости і маршрутизатори працюють з тією ж логікою, що і при з'єднанні локальних мереж.

Мости (тут вони називаються віддаленими) будують таблицю МАС-адрес на підставі трафіку,що проходить через них, і за даними цієї таблиці ухвалюють рішення - передавати кадри у віддалену мережу чи ні. Маршрутизатори ухвалюють рішення на підставі номера мережі пакету якого-небудь протоколу мережного рівня (наприклад IP або IPX). Якщо пакет потрібно переправити наступному маршрутизатору по ГлМ то цей пакет упаковується в кадр цієї мережі і забезпечується відповідною адресою наступного маршрутизатора і відправляється в ГлМ.

Мультиплексори «голос-дані» призначені для поєднання в рамках однієї територіальної мережі комп'ютерного і голосового трафіків.

Оскільки ГлМ звичайно передають дані у вигляді пакетів то мультиплексори «голос-дані» упаковують голосову інформацію в кадри або пакети територіальної мережі і передають їх найближчому комутатору (тобто працюють як міст або маршрутизатор). На кінцевому вузлі-одержувачі повинен бути також мультиплексор «голос-дані», який повинен зрозуміти, що за тип даних знаходиться в пакеті - виміри голосу або пакети комп'ютерних даних, а потім відсортувати по своїх виходах. Голосові дані прямують офісним АТС, а комп'ютерні дані через маршрутизатор поступають в локальну мережу.

Якщо ГлМ підтримує приоритезацию трафіку, то кадрам голосового трафіку мультиплексор привласнює щонайвищий пріоритет.

Часто модуль мультиплексора «голос-дані» вбудовується в маршрутизатор. Для передачі голосу найбільшою мірою підходять технології,

що працюють з попереднім резервуванням смуги пропускання для з'єднання абонентів - frame relay, АТМ.

Звичайно вузли ГлМ повинні передавати дані по КМ певного стандарту. Тому кожний пристрій типу DTE необхідний оснастити пристроєм

типу DСE (Data Circuit terminating Equipment) яке забезпечує необхідний протокол фізичного рівня даного каналу.

Залежно від типу КМ для зв'язку з каналами ГлМ використовуються DСE трьох основних типів:

- модеми для роботи по виділеним і комутованим аналоговим каналам;

- пристрої DSU/CSU для роботи по цифровим виділеним каналам технології ТDМ

- термінальні адаптери (ТА) для роботи по цифровим каналам мереж ISDN

Пристрої DTE і DCE узагальнено називаються устаткуванням, розміщуваним на території абонента глобальної мережі - Customer Premises Equipment, CPE.

Якщо підприємство не будує свою територіальну мережу, а користується послугами суспільної, то внутрішня структура цієї мережі його не цікавить. Важливі послуги, що надаються цією мережа і чітке визначення інтерфейсу взаємодії з мережею. Це потрібно для чіткої взаємодії і сполучення його крайового устаткування і ПО з відповідностями ООД і ПО.

Тому в ГлМ звичайно строго описаний і стандартизований інтерфейс «користувач-мережа (User-to-Network Interface, UNI)

Протоколи взаємодії комутаторів усередині ГлМ, звані інтерфейсом «мережа-мережа (Network-to-Network Interface, NNI) стандартизуватимуться

не завжди. Вважається що організація створююча глобальну мережа повинна мати свободу дій і вирішувати самостійно цю проблему. У зв'язку з цим внутрішній інтерфейс, у разі його стандартизації носить назву «мережа-мережа, а не «комутатор-комутатор».

Це підкреслює той факт, що він повинен використовуватися в основному при взаємодії двох територіальних мереж різних операторів.

І якщо все ж таки NNI застосовується, то відповідно до нього організовується взаємодія всіх комутаторів мережі а не тільки прикордонних.

 

Інтерфейси DTE-DCE

 

Для підключення пристроїв DCE до апаратури даних глобальної мережі, тобто до пристрою DTE, існує декілька стандартних інтерфейсів

(це стандарти фізичного рівня). До цих стандартів відносяться стандарти VCCITT а також стандарти EIA серії RS (Recommended Standards)

Дві лінії стандартів багато в чому дублюють одні і ті ж специфікації, але з деякими варіаціями. Дані інтерфейси дозволяють передавати дані з швидкостями від 300 біт/с до декількох мегабіт в сік на невеликі відстані (15-20 м) достатні для зручного розміщення, наприклад, маршрутизатора і модему.

Інтерфейс RS-232c/V.24 є найпопулярнішим низькошвидкісним інтерфейсом. Спочатку він був розроблений для передачі даних між комп'ютером і модемом з швидкістю не вище 9600 біт/с на відстані до 15м. Пізніше найпростіші швидкості досягли до 115200 біт/с. Інтерфейс підтримує як асинхронний так і синхронний режим роботи.

Особливу популярність цей інтерфейс отримав після його реалізації в персональних комп'ютерах (його підтримують Сом-порти)

де він працює, як правило, тільки в синхронному режимі і дозволяє підключати не тільки комутаційний пристрій (наприклад модем), але і інші периферійні пристрої - миша, графічний пристрій і ін.

Інтерфейс використовує 25-контактний роз'єм або в спрощеному варіанті - 9-контактний (рис 6.3)

 

 

DTE		DCE
№контак	Призначення	Позн. CCITT
	Індикатор виклика - Ri	125	Ri
	Готовність терминалу -DTR	108	DTR
	Синхронізація передаваних даних – TxCik(джерело- DTE)	111	TxCik
	Синхр передаваних даних – TxCik(джерело DCE)	114	TxCik
	Синхр. данных, що приймаються RxCik	115	RxCik
	Виявлення несучої - CD	109	CD
	Земля сигналу -SIG	102	SIG
	Готовність DCE-DSR	107
	Готовність до передачі CTS	106	CTS
	Запрос передачі RTS	105	RTS
	Дані, що приймаються DTE-RxD	104	RxD
	Передавні дані DTE-TxD	103	TxD
	Земля екрану -SHG	101	SHG

Рис 6.3 – Сигнали интерфейсу RS-232c/V.24

Для позначення сигнальних ланцюгів використана нумерація CCITT, яку називають «серія 100». В інтерфейсі реалізований біполярний потенційний код (+V, -V) на лініях DTE-DCE. Рівень сигналу високий : 12 або 15в що дозволяє надійно працювати на фоні великих перешкод.

При асинхронній передачі даних синхронізуюча інформація міститься в самих кодах даних, тому сигнали синхронізації TxCik і RxCik відсутні. При синхронній передачі даних модем (DCE) передає на комп'ютер (DTE) сигнали синхронізації без яких комп'ютер не може правильно інтерпретувати потенційний код, що поступає від модему по лінії RxD. У разі коли використовується код з декількома станами (наприклад QAM) то один тактовий сигнал відповідає декільком бітам інформації.

Нуль модемний інтерфейс характерний для прямого зв'язку комп'ютерів на невеликі відстані за допомогою інтерфейсу RS232c/V.24.

В цьому випадку необхідно застосовувати спеціальний нуль-модемный кабель, оскільки кожний комп'ютер чекатиме прийому даних по лінії RxD, що у разі застосування модему буде коректний, а у разі прямого з'єднання комп'ютерів - ні. Крім того, нуль -модемный кабель повинен імітувати процес з'єднання і розриву через модеми в якому використовується декілька ліній (RI, CB і т.д.). Тому для нормальної роботи двох полів, що безпосередньо сполучаються, нуль-модемный кабель повинен виконувати наступні з'єднання:

· RI-1+DSR-1 - DTR-2

· DTR-1 - RI-2 + DSR-2

· CD-1 - CTS-2 + RTS-2

· CTS-1 + RTS-1 - CD-2

· RxD-1 - TxD-2

· TxD-1 - RxD-2

· SIG-1 - SIG-1

· SHG-1 - SHG-2

Знак «+» позначає з'єднання відповідних контактів на одній стороні кабелю.

Іноді при виготовленні нуль-модемного кабелю обмежуються гельноперекрестным з'єднанням ліній приймача RxD і передавача TxD,

що для якого ПО буває достатньо, але в загальному випадку може привести до некоректної роботи програм розрахованих на реальні модеми.

Інтерфейс RS-449/V.10/V.11 підтримує більш високу швидкість обміну даними і велику віддаленість DCE від DTE. Цей інтерфейс має не окремі специфікації електричних сигналів. Специфікація RS-423/V.10 (аналогічні параметри має специфікація Х.26) підтримує швидкість обміну до 100000 біт/с на відстані до 10 м і швидкість 10000 біт/с на відстані до 100 м. Специфікація RS-422/V.11 (Х.27) підтримує швидкість до 10 Мбіт/з на відстані до 10 м і 1 Мбіт/с при відстані до 100 м. Як і RS 232, інтерфейс RS-449 підтримує асинхронний і синхронний

режими обміну між DTE і DLE. Для з'єднання використовується 37 контактний роз'єм.

Інтерфейс V.35 був розроблений для підключення синхронних модемів. Він забезпечує тільки синхронний метод обміну між DTE і DCE по швидкості до 168 Кбіт/с. Для синхронізації обміну використовується спеціальні тактовані лінії max l=15м.

Інтерфейс Х.21 розроблений для синхронного обміну даними між DTE і DCE в мережах з комутацією пакетів Х.25. Це складний інтерфейс.

Він підтримує процедуру встановлення з'єднання в мережах з комутацією пакетів і каналів. Інтерфейс розрахований на підрівня DCE. Для підтримки синхронних модемів була розроблена версія інтерфейсу Х.21bis, яка має декілька варіантів специфікації електричних сигналів : RS-232C, V.10, V.11 і V.35.

Інтерфейс «струмова петля 20МА» використовується для збільшення відстані між DTE і DCE. Сигналом є не потенціал, а струм 20 МА, протікаючий в замкнутому контурі передавача і приймача. Дуплексний обмін здійснюється в двох струмових петлях. Тільки асинхронний режим. Відстань декілька км, а швидкість - до 20 Кбіт/с.

Інтерфейс HSSI (High-Speed Serial Interface) розроблений для підключення до пристроїв DCE, що працюють на високошвидкісні канали. Також як Т3 (45 Мбіт/с), SONET (52 Мбіт/с). Режим - синхронний. Швидкість від 300 Кбіт/с до 52 Мбіт/с.

 

Типи глобальних мереж

 

ГлМ (рис 6.2) розроблений в якнайкращому рішенні комутації пакетів. Оптимальність цього режиму для зв'язку ЛВС доводить не тільки дані про сумарне трафіків одиницю часу, але і вартість послуг такої мережі. Звичайно при однаковій швидкості доступу мережа з комутацією пакетів виявляється в 1-2 рази дешевше, ніж мережа з комутацією каналів (тобто звичайна телефонна мережа).

Тому при створенні Гл мереж мережа з комутацією пакетів більш доцільна, але іноді в певних географічних пунктах може бути неприступною з різних причин. Телефонні мережі більш розповсюджені і більш доступні.

Залежно від того, які компоненти доводиться брати в арендувати, прийнято розрізняти мережі, побудовані з використовуванням:

· Виділених каналів;

· Комутації каналів;

· Комутації пакетів

 

Виділені канали

Можна отримати або у компаній (телекомунікаційних) володіючих каналами телекомунікації, або у телефонних компаній в межах міста або регіону.

Використовування виділених ліній можливо двома способами.

Перший полягає в побудові територіальних мереж певної технології, наприклад frame relay, в яких арендувати виділені лінії служать для з'єднання проміжних комутаторів пакетів) (як на рис 6.2).

Другий варіант полягає в з'єднанні виділеними лініями тільки об'єднуваних ЛВС або інших АП без установки проміжних комутаторів (рис 6.4). Другий варіант при реалізації більш простий, оскільки потрібні тільки маршрутизатори і видалені мости. І не потрібні протоколи глобальних технологій (наприклад Х.25)

Рис 6.4

Цей другий спосіб отримав назву «послуги виділених каналів», в ньому більше нічого з технології ГлМ і не використовується.

В даний час існує великий набір виділених каналів - від аналогових каналів тональної частоти з Δf 3.1 кГц до цифрових каналів технології SDH з пропускною спроможністю 155 і 622 Мбіт/с

ГлМ з комутацією каналів

Для побудови ГлМ можна використовувати два типи каналів:

- традиційні аналогові телефонні мережі;

- цифрові мережі з інтеграцією послуг ISDH

Гідністю мереж з комутацією каналів є їх поширеність, оскільки скрізь існують мережі.

Недолік - низька якість телефонних каналів, які як правило використовують старі комутатори з частотним ущільненням каналів

(FDM - технологія). На такі канали великий вплив надають зовнішні перешкоди (грозові розряди. Зовнішні електродвигуни). Але останнім часом все частіше упроваджують цифрові АТС, при яких аналоговий сигнал залишається

тільки з абонентним закінченням. Чим більше цифрових АТС в міському телефонному зв'язку, тим краще її якість, але.

Проте навіть при якісних каналах зв'язку, які можуть забезпечувати мережі з комутацією каналів.