Основы работы компьютерной сети 6 (стр. 16 из 31)
Frame Relay
С переходом межсетевых коммуникаций к цифровым и оптоволоконным средам появляются новые технологии, которые требуют меньшего уровня контроля ошибок (по сравнению с ранними аналоговыми средами).
Frame relay — это усовершенствованная быстрая технология коммутации пакетов переменной длины. Разработчики этой технологии отбросили многие функции учета и контроля Х.25, которые стали лишними в надежной, защищенной оптоволоконной среде.
Frame relay — система «точка-точка», использующая постоянный виртуальный канал (PVC) для передачи кадров переменной длины Канального уровня модели OSI. Данные из локальной сети передаются по цифровой арендуемой линии к коммутатору данных сети frame relay. Далее они проходят по сети frame relay до сети назначения.
Сети frame relay приобретают все большую популярность, поскольку намного быстрее других коммутирующих систем выполняют базовые действия по коммутации пакетов. Высокую скорость в frame relay обеспечивает использование PVC, благодаря чему известен весь маршрут между конечными точками. Поэтому устройства frame relay избавлены от некоторых традиционных процедур: фрагментации, восстановления, выбора оптимального маршрута.
Кроме того, сети frame relay способны выделять абонентам необходимую полосу пропускания, что позволяет пересылать по ним данные практически любого типа.
Рисунок 77 - Frame relay использует систему “точка-точка”
Протокол канального уровня в сетях Frame Relay имеет два режима работы – основной и управляющий, причем в основном режиме кадры передаются без преобразования и контроля, а сеть не передает квитанции подтверждения между коммутаторами на каждый пользовательский кадр, как в сети Х.25. При таком подходе уменьшаются накладные расходы при передаче пакетов локальных сетей, так как они вкладываются сразу в кадры канального уровня, а не в пакеты сетевого уровня, как в сетях Х.25.
Сеть Frame Relay не отбрасывает низкоприоритетные пакеты при возникновении перегрузок в сети, а пускает их в обход места затора. Но при этом задержка при передаче пакета непредсказуемо возрастает.
Для передачи данных по сети с использованием технологии frame relay необходим совместимый с frame relay маршрутизатор или мост. Маршрутизатор frame relay должен иметь как минимум один ГВС-порт для подключения к сети frame relay и еще один порт — для локальной сети.
Asynchronous Transfer Mode
Asynchronous Transfer Mode (ATM) — это усовершенствованная технология коммутации пакетов, которая обеспечивает высокоскоростную передачу пакетов фиксированной длины через модулированные и немодулированные локальные или глобальные сети. ATM способна передавать:
• речь;
• данные;
• факсимильные сообщения:
• видеоданные реального времени;
• аудиосигналы качества CD;
• мультимегабитные потоки данных.
В 1988 г. комитет CCITT определил ATM как часть модулированной цифровой сети комплексных услуг (BISDN). Благодаря хорошей производительности и гибкости технология ATM в ближайшие годы окажет существенное влияние на развитие всей сетевой связи. Она одинаково пригодна и для локальных, и для глобальных сетей и может передавать данные с очень высокой скоростью (от 25 Мбит/с до 2,4 Гбит/с).
ATM — это модулированный метод ретрансляции ячеек, при котором данные передаются ячейками фиксированной длины (по 53 байта). Ячейки содержат 48 байт — собственно передаваемые данные и 5 дополнительных байт — заголовок ATM. Например, передавая 1000-байтный пакет, ATM разобьет его на 21 кадр и поместит каждый кадр в ячейку. Результат — передача стандартных, единообразных пакетов.
Рисунок 78 - Ячейка ATM состоит из 48 байт данных и 5 байт заголовка
Сетевое оборудование может коммутировать, маршрутизировать и перемещать пакеты фиксированного размера быстрее, чем пакеты произвольного размера. А ячейки стандартного размера позволяют более эффективно использовать буферы и требуют меньшего времени на свою обработку. Одинаковый размер ячеек, кроме того, упрощает планирование необходимой полосы пропускания.
Теоретически пропускная способность ATM достигает 1,2 Гбит/с. В настоящее время, однако, скорость ATM ограничена 622 Мбит/с. Большинство серийных плат ATM передает данные со скоростью около 155 Мбит/с.
Например, ATM со скоростью 622 Мбит/с передаст полное собрание Британской энциклопедии (The Encyclopedia Britannica), включая иллюстрации, меньше чем за одну секунду. Если пересылать эти же данные, используя модем на 2400 бод, операция займет больше двух дней.
Примерно с одинаковой скоростью ATM работаеть как в ЛВС, так и в глобальных сетях. Для реализации ATM на больших пространствах обычно прибегают к услугам коммуникационных компаний, в частности AT&T и US Sprint. При этом создается однородная среда, которая сводит «на нет» концепцию медленных ГВС и различие технологий в локальных и глобальных сетях.
Вся аппаратура в сети ATM должна быть ATM-совместимой. Поэтому реализация ATM в существующих условиях требует полной замены оборудования. Это одна из причин сравнительно медленного распространения ATM.
Однако по мере развития рынка ATM, многие производители будут предлагать:
• маршрутизаторы и коммутаторы для построения глобальной среды передачи данных;
• магистральные устройства для объединения ЛВС внутри крупных предприятий;
• коммутаторы и адаптеры для подключения настольных компьютеров, где выполняются мультимедиа-приложения, к высокоскоростным сетям ATM.
Технология ATM не ограничена конкретным типом среды передачи. Она способна использовать существующие среды передачи, разработанные для других коммуникационных систем, в том числе:
• коаксиапьный кабель;
• витую пару;
• оптоволоконный кабель.
Однако эти традиционные среды передачи в своей настоящей форме не поддерживают всех возможностей ATM. Организация под названием ATM Forum рекомендует следующие физические интерфейсы для ATM:
• FDDI( 100 Мбит/с);
• Fiber Channel (155 Мбит/с);
• ОСЗ SONET (155 Мбит/с);
• ТЗ (45 Мбит/с).
Коммутаторы ATM — это многопортовые устройства, которые функционируют как:
• концентраторы для передачи данных между компьютерами внутри сети;
• маршрутизаторы, предназначенные для высокоскоростной передачи данных в удаленные сети.
• В некоторых сетевых архитектурах (таких, как Ethernet и Token Ring) одновременно может вести передачу только один компьютер. ATM снимает это ограничение. Используя коммутаторы в качестве мультиплексоров, ATM позволяет сразу нескольким компьютерам передавать данные. На рисунке 79 показано, как три маршрутизатора одновременно передают данные в коммутатор ATM и через него — в сеть ATM.
Рисунок 79 - Коммутаторы ATM действуют как мультиплексоры , позволяя нескольким устройствам одновременно вести передачу
ATM — это относительно новая технология, требующая специального оборудования и исключительно широкой полосы пропускания. Современная технология глобальных сетей не обеспечивает полосы пропускания, необходимой для поддержки ATM в реальном времени. Приложения, которые воспринимают речь или видео, быстро перегрузили бы самые современные среды передачи и привели бы в отчаяние пользователей, пытающихся наладить нормальную работу. Кроме того, реализация и поддержка ATM требуют определенного уровня знаний и опыта, которых у большинства пользователей пока еще не хватает.
Цифровая сеть комплексных услуг ISDN
Цифровая сеть комплексных услуг (ISDN) — это спецификация межсетевой цифровой связи, предназначенная для передачи речи, данных и видео.
Разработчики ISDN ставили целью соединить жилые дома и предприятия по медным телефонным проводам. Согласно первоначальному плану, реализация ISDN предусматривала преобразование существующих телефонных каналов связи из аналоговых в цифровые.
Служба Basic Rate ISDN (BR1) разделяет полную полосу пропускания на три канала передачи данных. Два из них имеют скорость 64 кбит/с, а третий — 16 кбит/с.
Каналы на 64 кбит/с известны под названием В-каналов. Они передают речь, данные и изображения. Медленный канал, на 16 кбит/с, называется D-каналом. Он предназначен для передачи управляющих сигналов и служебной информации. Служба BRI называется «2B+D».
Компьютер, подключенный к службе ISDN, может совместно использовать оба В-канала для пересылки данных с общей скоростью 128 кбит/с. Если обе конечные станции поддерживают сжатие данных, зачастую достигается и значительно большая пропускная способность.
Служба Primary Rate ISDN (PRI) задействует всю полосу пропускания линии Т1, обеспечивая 23 В-канала на 64 кбит/с и один D-канал также со скоростью 64 кбит/с. D-канал используется для передачи только управляющей и служебной информации.
Если Вы планируете реализовать ISDN, прежде всего (в зависимости от необходимой пропускной способности) выберите подходящую службу: Basic Rate или Primary Rate. ISDN, no существу, является коммутируемой службой, она не предназначена для круглосуточной непрерывной связи двух точек (как Т1) или для предоставления полосы пропускания по требованию (как frame relay).