Материал: Сетевое оборудование и системное программное обеспечение компьютерных сетей

Децентрализованные (одноранговые) сети не содержат в своем составе выделенных серверов. Функции управления сетью в них поочередно передаются от одной PC к другой. Ресурсы одной PC (диски, принтеры и другие устройства) оказываются доступными другим PC.

Развертывание одноранговой сети для небольшого числа PC часто позволяет построить более эффективную и живучую распределенную вычислительную среду. Сетевое программное обеспечение в них является более простым по сравнению с централизованными сетями. Здесь не требуется установка файл-сервера (как компьютера, так и соответствующих программ), что существенно удешевляет систему. Однако такие сети слабее с точки зрения защиты информации и администрирования.

Системы управления сетью (NetworkManagementSystems) - централизованные программные системы, которые собирают данные о состоянии узлов и коммуникационных устройств сети, а также данные о трафике, циркулирующем в сети. Эти системы не только осуществляют мониторинг и анализ сети, но и выполняют в автоматическом или полуавтоматическом режиме действия по управлению сетью - включение и отключение портов устройств, изменение параметров мостов адресных таблиц мостов, коммутаторов и маршрутизаторов и т.п. Примерами систем управления могут служить популярные системы HPOpenView, SunNetManager, IBMNetView.

Объектом управления является программное и аппаратное обеспечение компьютеров сети.

Программное обеспечение компьютерных сетей обеспечивает организацию коллективного доступа к вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов сети с целью повышения оперативности обработки информации и максимальной загрузки аппаратных средств, а также в случае отказа и выхода из строя отдельных технических средств и т.д.

Программное обеспечение вычислительных сетей включает три компонента:

общее программное обеспечение, образуемое базовым ПО отдельных ЭВМ, входящих в состав сети;

специальное программное обеспечение, образованное прикладными программными средствами, отражающими специфику предметной области пользователей при реализации задач управления;

системное сетевое программное обеспечение, представляющее комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов вычислительной сети как единой системы.

Аппара́тное обеспече́ние - комплекс электронных, электрических и механических устройств, входящих в состав системы или сети. Аппаратное обеспечение включает: - компьютеры и логические устройства; - внешние устройства и диагностическую аппаратуру; - энергетическое оборудование, батареи и аккумуляторы.

2.8 Телекоммуникационные сети

ISDN (Integrated Services Digital Network) - цифровая сеть с интеграцией услуг. Технология ISDN базируется на пользовательских каналах со скоростью 64 Кбит/с (так называемых B-каналах) и на отдельном служебном канале (D-канале). С использованием комбинаций этих каналов можно реализовать следующие интерфейсы ISDN:

·              ISDN BRI (Базовый интерфейс обмена) - состоит из трех отдельных каналов: два информационных канала по 64 Кбит/с каждый и одного служебного канала (16 Кбит/с) для обеспечения взаимодействия городской АТС и ISDN - оборудования.

·              ISDN PRI (Первичный интерфейс обмена) - состоит из 30 каналов 64 Кбит/с каждый и канала сигнализации. Для организации ISDN PRI необходимо арендовать 2-х Мегабитный поток (линию Е-1) от офиса абонента до центральной АТС.

Цифровые сети с интеграцией услуг ISDN можно использовать при передаче данных, для объединения удаленных локальных сетей, для доступа к сети Интернет и для различных видов трафика. В интерфейсе BRI каждому устройству выделяется свой индивидуальный номер. Интерфейс PRI используется при более высоких скоростях для передачи больших массивов информации.

Основные достоинства технологии ISDN: Эта технология повышает, по сравнению с традиционными модемами, скорость обмена данными по обычной телефонной сети. ISDN позволяет организовывать одновременно несколько цифровых каналов через один телефонный провод. С помощью протоколов объединения каналов базовый интерфейс обмена позволяет достичь скорости передачи данных 128 Кбит/с. Кроме того, время от отправки запроса до установления связи для ISDN в несколько раз меньше за счет использования служебного канала (D-канала) сигнализации и передачи по нему сигналов управления и взаимодействия (занятие линии, набор номера, ответ, разъединение и т. д.) в цифровом виде. При использовании ISDN информацию от нескольких отправителей можно комбинировать для передачи по одному каналу, причем ISDN предоставляет единый интерфейс для всех отправителей.

По сравнению с традиционными аналоговыми сетями, ISDN имеет ряд преимуществ:

·              экономия времени благодаря быстрому соединению между абонентами (менее 1 секунды внутри города и не более 10 секунд при междугородном вызове);

·              два полноценных городских номера по одной паре проводов, вместо одного, как при аналоговом подключении;

·              возможность подключить до 8 различных устройств (компьютер, факс, телефон, видеотелефон и др.), два, из которых могут работать одновременно;

·              великолепное качество связи, отсутствие прерываний и посторонних шумов на линии;

·              высокая скорость соединения с сетью Интернет - гарантированные 128 Кбит/с до провайдера, вместо негарантированных при аналоговом подключении 51200 Кбит/с (в лучшем случае);

·              широкий спектр различных дополнительных услуг (более надежное определение номера вызывающего абонента (CLIP), мультиплексирование абонентских номеров (MSN), мини-АТС, переадресация по различным критериям, 3-х сторонняя конференция и т.д.).

Кроме этого:

·              ISDN может работать со всеми типами информации, включая голос, текст, изображение, аудио- и видеоинформацию;

·              ISDN позволяет объединить компьютерные сети компании, имеющей рассредоточенные офисы в как пределах города (звонок бесплатный), так и за его пределами (поминутная оплата за межгород, соединение по требованию - DDR) с гарантированной (в отличие от сети "Интернет") скоростью 64 или 128 Кбит/c;

·              стоимость ISDN-оборудования значительно меньше, чем стоимость модемов для выделенных линий;

·              абонент получает шестизначный номер городской телефонной сети и имеет возможность пользоваться услугами междугородной связи.

Сеть Frame Relay является сетью с коммутацией кадров или сетью с ретрансляцией кадров, ориентированной на использование цифровых линий связи. Первоначально технология Frame Relay была стандартизирована как служба в сетях ISDN со скоростью передачи данных до 2 Мбит/с. В дальнейшем эта технология получила самостоятельное развитие. Frame Relay поддерживает физический и канальный уровни OSI. Технология Frame Relay использует для передачи данных технику виртуальных соединений (коммутируемых и постоянных).

Стек протоколов Frame Relay передает кадры при установленном виртуальном соединении по протоколам физического и канального уровней. В Frame Relay функции сетевого уровня перемещены на канальный уровень, поэтому необходимость в сетевом уровне отпала. На канальном уровне в Frame Relay выполняется мультиплексирование потока данных в кадры.

Каждый кадр канального уровня содержит заголовок, содержащий номер логического соединения, который используется для маршрутизации и коммутации трафика. Frame Relay - осуществляет мультиплексирование в одном канале связи нескольких потоков данных. Кадры при передаче через коммутатор не подвергаются преобразованиям, поэтому сеть получила название ретрансляции кадров. Таким образом, сеть коммутирует кадры, а не пакеты. Скорость передачи данных до 44 Мбит/с, но без гарантии целостности данных и достоверности их доставки.Relay ориентирована на цифровые каналы передачи данных хорошего качества, поэтому в ней отсутствует проверка выполнения соединения между узлами и контроль достоверности данных на канальном уровне. Кадры передаются без преобразования и контроля как в коммутаторах локальных сетей. За счет этого сети Frame Relay обладают высокой производительностью. При обнаружениях ошибок в кадрах повторная передача кадров не выполняется, а искаженные кадры отбраковываются. Контроль достоверности данных осуществляется на более высоких уровнях модели OSI.

Технология Frame Relay (FR) в основном используется для маршрутизации протоколов локальных сетей через общие (публичные) коммуникационные сети. Frame Relay обеспечивает передачу данных с коммутацией пакетов через интерфейс между оконечными устройствами пользователя DTE (маршрутизаторами, мостами, ПК) и оконечным оборудованием канала передачи данных DCE (коммутаторами сети типа "облако").

Коммутаторы Frame Relay используют технологию сквозной коммутации, т.е. кадры передаются с коммутатора на коммутатор сразу после прочтения адреса назначения, что обеспечивает высокую скорость передачи данных.

На рисунке представлена структурная схема сети Frame Relay, где изображены основные элементы:

 DTE (data terminal equipment) - аппаратура передачи данных (маршрутизаторы, мосты, ПК).

 DCE (data circuit-terminating equipment) - оконечное оборудование канала передачи данных (телекоммуникационное оборудование, обеспечивающее доступ к сети).

Процесс передачи данных через коммутируемые виртуальные каналы осуществляется следующим образом:

 установление вызова - образуется коммутируемый логический канал между двумя DTE;

 передача данных по установленному логическому каналу;

 режим ожидания, когда коммутируемая виртуальная цепь установлена, но обмен данными не происходит;

 завершение вызова - используется для завершения сеанса, осуществляется разрыв конкретного виртуального соединения.

Достоинства сети Frame Relay:

 высокая надежность работы сети;

 обеспечивает передачу чувствительный к временным задержкам трафик (голос, видеоизображение).

Недостатки сети Frame Relay:

 высокая стоимость качественных каналов связи;

 не обеспечивается достоверность доставки кадров., (англ. Switched Multi-megabit Data Services) - пакетный сервис для передачи данных. SMDS разбивал пакеты на более мелкие "ячейки", и фактически являлся предшественником ATM. В настоящее время не используется.- это высокоскоростная служба с коммутацией пакетов, способная переносить большие объемы данных со скоростями от 56 Кбит/с до 34 Мбит/с. Она широко внедряется операторами телефонии общественного пользования. SMDS не устанавливает логического соединения, то есть она не основана на виртуальных каналах. Один порт SMDS связывается с другим, вызывая его предопределенный адрес, а маршрут информации заранее не известен.

Технология ATM - технология передачи ячеек или трансляции ячеек

Технология асинхронного режима передачи (Asynchronous Transfer Mode, ATM) - технология передачи данных является одной перспективных технологий построения высокоскоростных сетей. АТМ - это коммуникационная технология, объединяющая принципы коммутации пакетов и каналов для передачи информации различного типа.

Технология ATM разрабатывалась для передачи всех видов трафика, т.е. передачи разнородного трафика (цифровых, голосовых и мультимедийных данных) по одним и тем же системам и линиям связи. Скорость передачи данных в магистралях ATM составляет 155 Мбит/с-2200 Мбит/с.поддерживает физический и канальный уровни OSI. Технология ATM использует для передачи данных технику виртуальных соединений (коммутируемых и постоянных).

В технологии ATM информация передается в ячейках (cell) фиксированного размера в 53 байта, из них 48 байт предназначены для данных, а 5 байт - для служебной информации (для заголовка ячейки ATM). Ячейки не содержат адресной информации и контрольной суммы данных, что ускоряет их обработку и коммутацию.

-байтовыми адресами приемник и передатчик обмениваются только в момент установления виртуального соединения. Основная функция заголовка сводится к идентификации виртуального соединения. В процессе передачи информации ячейки пересылаются между узлами через сеть коммутаторов, соединенных между собой цифровыми линиями связи.

Малый размер ячеек обеспечивает передачу трафика, чувствительного к задержкам. Фиксированный формат ячейки упрощает ее обработку коммуникационным оборудованием, которое аппаратно реализует функции коммутации ячеек.

Телекоммуникационная сеть, использующая технологию АТМ, состоит из набора коммутаторов, связанных между собой. Коммутаторы АТМ поддерживают два вида интерфейсов: UNI (UNI - user-network interface) и NNI (NNI - network-network interface). Пользовательский интерфейс UNI (пользователь - сеть) используется для подключения к коммутатору конечных систем. Межсетевой интерфейс NNI (сеть - сеть) используется для соединений между коммутаторами.

Коммутатор АТМ анализирует значения идентификаторов виртуального пути и виртуального канала ячейки, которая поступает на его вход и направляет ячейку на один из его выходных портов.

Преимущества:

 одно из важнейших достоинств АТМ является обеспечение высокой скорости передачи информации;

 АТМ устраняет различия между локальными и глобальными сетями, превращая их в единую интегрированную сеть;

 стандарты АТМ обеспечивают передачу разнородного трафика (цифровых, голосовых и мультимедийных данных) по одним и тем же системам и линиям связи.