ГЛОБАЛЬНЫЕ телекоммуникационные сети

Развитие глобальных телекоммуникационных сетей

Глобальные телекоммуникационные сети - это сети, имеющие всемирный, международный характер и соединяющие неограниченное число пользователей независимо от их географического положения.

В последние годы происходит интенсивное развитие телекоммуникационных сетей в связи с:¹

• возрастающей необходимостью получения, накопления, использования и распространения информации в интересах политической, экономической, социальной и культурной жизни общества;

• созданием технологий высокоскоростной передачи на базе волоконно-оптических средств обычных медных проводов, каналов радио-, радиорелейной и космической связи повышенной пропускной способности;

• развитием сверхбыстродействующих программно-аппаратных средств и высокопроизводительных персональных ЭВМ.

Стратегия их развития направлена на обеспечение требуемого качества предоставляемых услуг связи, удовлетворение потребностей пользователей.

Развитие сетевых технологий происходит по следующим направлениям.

• повышение пропускной способности сетей и увеличение скорости передачи информации;

• интеллектуализация телекоммуникационных сетей;

• внедрение беспроводных сетевых технологий и построение локальных и глобальных мобильных мультимедийных сетей.

Необходимость повышения скорости передачи информации и пропускной способности сетей необходима для высококачественной передачи изображений, в том числе телевизионных; передачи мультимедиа-информации; организации взаимосвязи сетей различных уровней.

Интеллектуализация сетей предусматривает:

• упрощение доступа к услугам связи;

• помощь в принятии решения по управлению ресурсами сети;

• преодоление языкового барьера;

• облегчение условий труда пользователей и обслуживающего персонала.

Развитие сетей подвижной радиосвязи происходит на базе сотовых структур и глобальных спутниковых систем с базированием национального сектора на федеральную сеть общего пользования.

Достижения в микроэлектронике и способах обработки сигналов, позволяющие создавать высокофункциональные мобильные оконечные устройства и терминалы, приводят к возрастающей мобильности абонентов и интеграции стационарных сетей с сетями персональной и подвижной радиосвязи.

Сети ISDN

Т ISDN (Integrated Services Digital Network) - цифровые сети с интегральными услугами относятся к сетям, в которых основным режимом является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме.

Согласно определению Международного союза электросвязи ISDN представляют собой набор стандартных интерфейсов для цифровой сети связи.

ISDN строятся согласно следующим основным принципам:

• пользователям обеспечивается доступ к широкому диапазону служб, включая как речевые, так и неречевые службы;

• все виды сообщений передаются в цифровой форме начиная от оконечного абонентского устройства (абонентского терминала) пользователя;

• при соединении абонентов используется техника коммутации каналов (КК), однако возможна передача данных с использованием коммутации пакетов (К.П);

• пользователи имеют доступ к сетевым службам через ограниченный набор стандартных многофункциональных интерфейсов (интерфейсов "пользователь-сеть");

• подключение абонентских установок пользователей к узлам коммутации ISDN осуществляется по базовому (основному) абонентскому доступу (интерфейсу), который обеспечивает образование двух дуплексных информационных каналов по 64 Кбит/с и одного канала для абонентской сигнализации 16 Кбит/с;

• для подключения учрежденческих станций ISDN определен так называемый первичный доступ;

• каждая абонентская установка пользователя имеет только один номер для вызова (абонентский номер) независимо от количества и вида используемых служб связи (речь, текст, данные, изображения), которыми пользуется абонент, и количества используемых в абонентской установке абонентских терминалов;

• возможно установление соединения не только между установками пользователя, но и между оконечными- устройствами одной установки пользователя;

• абоненты существующих сетей (аналоговой телефонной сети) могут соединяться с абонентами ISDN через устройство сопряжения сетей (шлюз).

К числу основных средств ISDN можно отнести:

- ISDN-станции (ISDN-коммутаторы);

- ISDN-терминалы (цифровые телефонные аппараты);

- внутренние адаптеры ISDN (мосты/маршрутизаторы) для подключения ПК к ISDN-сети;

- внешние устройства (блоки)-для подключения персональных компьютеров (ПК) или локальных вычислительных сетей (ЛВС) к ISDN-сети как альтернатива адаптерам;

- блоки сетевых терминалов для подключения абонентской установки к абонентской линии (АЛ) и совместного использования одной АЛ несколькими оконечными устройствами;

- линии связи.

Услуги связи предоставляются пользователю с помощью определенных служб электросвязи.

Сети Х.25

Сети Х.25 относятся к одной из наиболее старых и отработанных технологий глобальных сетей. Трехуровневый стек протоколов сетей Х.25 хорошо работает на ненадежных зашумленных каналах связи, исправляя ошибки и управляя потоком данных на канальном и пакетном уровнях.

Стандарт Х.25 "Интерфейс между оконечным оборудованием данных и аппаратурой передачи данных для терминалов, работающих в пакетном режиме в сетях передачи данных общего пользования" был разработан комитетом CCITT в 1974 г. Стандарт наилучшим образом подходит для передачи трафика низкой интенсивности, характерного для терминалов, и в меньшей степени соответствует более высоким требованиям трафика локальных сетей.

Технология сетей Х.25 имеет несколько существенных признаков, отличающих ее от других технологий:

• наличие в структуре сети специального устройства - PAD (Packet Assembler Disassembler), предназначенного для сборки нескольких низкоскоростных старт-стопных потоков байтов от алфавитно-цифровых терминалов в пакеты, передаваемые по сети и направляемые компьютерам для обработки;

• наличие трехуровневого стека протоколов с использованием на канальном и сетевом уровнях протоколов с установлением соединения, управляющих потоками данных и исправляющих ошибки;

• ориентация на однородные стеки транспортных протоколов во всех узлах сети - сетевой уровень рассчитан на работу только с одним протоколом канального уровня и не может подобно протоколу IP объединять разнородные сети.

Технологии Frame Relay

Т Ретрансляция кадров (Frame Relay, FR) - это метод доставки сообщений в сетях передачи данных с коммутацией пакетов.

В роли сетевого интерфейса Frame Relay является таким же типом протокола, что и Х.25, однако значительно отличается по своим функциональным возможностям и формату. Сети Frame Relay гораздо лучше подходят для передачи пульсирующего трафика локальных сетей по сравнению с сетями Х.25.

Преимущество сетей Frame Relay заключается в их низкой протокольной избыточности и дейтаграммном режиме работы, что обеспечивает высокую пропускную способность и небольшие задержки кадров. Надежную передачу кадров Frame Relay не обеспечивает. Сети Frame Relay специально разрабатывались как общественные сети для соединения частных локальных сетей.

Особенностью технологии Frame relay является гарантированная поддержка основных показателей качества транспортного обслуживания локальных сетей - средней скорости передачи данных по виртуальному каналу при допустимых пульсациях трафика.

Технологии АТМ

Технология асинхронного режима передачи (Asynchronous Transfer Mode, ATM) разработана как единый универсальный транспорт для нового поколения сетей с интеграцией услуг, которые называются широкополосными сетями ISDN (B-ISDN).

Технология ATM совмещает в себе подходы двух технологий - коммутации пакетов и коммутации каналов. От первой она взяла передачу данных в виде адресуемых пакетов, от второй - технику виртуальных каналов и использование пакетов небольшого фиксированного размера, в результате чего задержки в сети становятся более предсказуемыми.

Технология ATM с самого начала разрабатывалась как технология, способная обслуживать все виды трафика в соответствии с их требованиями.

Службы верхних уровней сети B-ISDN должны быть примерно такими же, что и у сети ISDN - это передача факсов, распространение телевизионного изображения, голосовая почта, электронная почта, различные интерактивные службы, например телефония и проведение видеоконференций.

Высокие скорости технологии ATM создают гораздо больше возможностей для служб верхнего уровня, которые не могли быть реализованы сетями ISDN - например, для передачи цветного телевизионного изображения необходима полоса пропускания в районе 30 Мбит/с; технология ISDN такую скорость поддержать не может, а для ATM она не составляет больших проблем.

В технологии ATM информация передается в ячейках фиксированного размера, содержащих два основных поля:

• заголовок, основная роль которого состоит в обеспечении распознавания ячеек, принадлежащих к одному и тому же соединению, и в их маршрутизации;

• поле данных, содержащее полезную нагрузку.

Т Компьютерные сети относятся к распределенным вычислительным системам. Поскольку основным признаком распределенной вычислительной системы является наличие нескольких центров обработки данных, то наряду с сетями к распределенным системам относятся также мультипроцессорные компьютеры и многомашинные вычислительные комплексы.

Напомним, что в мультипроцессорных компьютерах имеется несколько процессоров, каждый из которых может относительно независимо от остальных выполнять свою программу, что дает возможность значительно повысить общую производительность за счет параллельной работы.

Многомашинная система - это вычислительный комплекс, включающий в себя несколько компьютеров, каждый из которых работает под управлением собственной ОС, а также программные и аппаратные средства связи компьютеров, которые обеспечивают работу всех компьютеров комплекса как единого целого.

В вычислительных сетя х программные и аппаратные связи являются еще более слабыми, а автономность обрабатывающих блоков проявляется в наибольшей степени - основными элементами сети являются стандартные компьютеры, не имеющие ни общих блоков памяти, ни общих периферийных устройств.

Связь между компьютерами осуществляется с помощью специальных периферийных устройств - сетевых адаптеров, соединенных относительно протяженными каналами связи. Каждый компьютер работает под управлением собственной ОС, а какая либо общая ОС, распределяющая работу между компьютерами сети, отсутствует.

Таким образом, разделение локальных ресурсов каждого компьютера между всеми пользователями сети - основная цель создания вычислительной сети. Очевидно, что компьютеры, объединенные в сеть должны иметь некоторые добавления к их ОС.

На тех компьютерах, ресурсы которых должны быть доступны всем пользователям сети, необходимо добавить модули, которые постоянно будут находиться в режиме ожидания запросов, поступающих по сети от других компьютеров, такие модули называются программными серверами (server).

На компьютерах, пользователи которых хотят получать доступ к ресурсам других компьютеров, должны быть добавлены программные модули, вырабатывающие запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их по сети на нужный компьютер, такие модули называются программными клиентами (client).

Собственно же сетевые адаптеры и каналы связи решают в сети достаточно простую задачу - они передают сообщения с запросами и ответами от одного компьютера к другому, а основную работу по организации совместного использования ресурсов выполняют клиентские и серверные части ОС.

Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим компьютерам сети, то он называется сервером, а если он их потребляет - клиентом. Иногда один и тот же компьютер может одновременно играть роли и сервера, и клиента.

Сетевые службы всегда представляют собой распределенные программы - это программы, которые состоят из нескольких взаимодействующих частей, например, как указано на схеме, из двух, причем каждая часть, как правило, выполняется на отдельном компьютере сети.

     Компьютер 1                                                        Компьютер 2

                                  

                                Запрос

 Клиент                                                                  Сервер

                              Ответ

Рис.12. Взаимодействие частей распределенного приложения