Учебно-методическии комплекс дисциплины «Компьютерные сети» для специальности 6М011100 — «Информатика» (стр. 68 )

Прежде чем выбрать технологию глобальной сети, необходимо определить, для какого типа деятельности она будет использоваться. Различные функции требуют разной пропускной способности, а также разного ее характера. Электронная почта, например, не только ожидает сравнительно небольшой пропускной способности, но также позволяет, чтобы ее трафик носил периодический характер. Профессиональные области применения глобальной сети, такие как передача полноэкранного видеоизображения, не только нуждаются в огромной пропускной способности, но и в ее постоянстве для того, чтобы избежать перебоев в работе сервиса. Потребности большинства организаций лежат где-то между этими двумя крайностями, но важно помнить, что постоянная пропускная способность иногда может быть важнее, чем скорость передачи.

В табл. 14.1 перечислены наиболее распространенные области применения глобальных сетей и приблизительно оцененные пропускные способности, которые им необходимы. При анализе этих значений следует принимать во внимание количество людей, пользующихся этими услугами. Так, тысячи пользователей, посылающих запрос к базе данных, расположенной на удаленном сервере, могут суммарно задействовать емкость канала связи, такую же, как один поток полноэкранного видеоизображения.

Таблица 14.1. Области применения глобальных сетей и примерная пропускная способность, которая для них требуется

В табл. 14.2 перечислены наиболее популярные технологии, применяемые для обеспечения соединений глобальной сети, и соответствующие им скорости передачи. Здесь важно учитывать наряду со скоростью передачи линии связи также и ее природу. Частный канал, такой как Т1, обеспечивает постоянную, выделенную, цифровую линию связи между двумя точками, работающую с неизменной пропускной способностью. В таком случае оплачиваются все 24 часа в день, вне зависимости от того, используется линия все это время или нет, и нет возможности получить пропускную способность больше выделенной.

Интерфейс базового доступа (BR1Basic Rate Interface) обеспечивает подключение к цифровой сети с интеграцией услуг (ISDN, Integrated Services Digital Network), также предоставляя цифровую линию связи с фиксированной пропускной способностью, но эта линия, в отличие от Т1, не является постоянной. В этом случае можно связываться с различными местами назначения, не внося изменения в оборудование, так же просто, как по стандартной телефонной линии, и отсоединяться, когда связь не нужна. Это может помочь сэкономить деньги, если оплата услуг является поминутной, как это часто бывает.

Таблица 14.2. Технологии глобальных сетей и их скорости передачи

Величины, приведенные в данной таблице, представляют собой максимальную пропускную способность, заложенную в указанные технологии, и по многим причинам эти значения не всегда соответствуют действительной пропускной способности, достигаемой при их использовании. В реальном мире пропускная способность, как правило, ниже.

Некоторые технологии глобальных сетей обеспечивают ширину полосы по требованию (bandwidth on demand). Это означает, что пропускная способность соединения растет в соответствии с предъявляемыми требованиями. Иногда, как в случае сети с ретрансляцией кадров (Frame Relay), этот процесс является автоматическим. Соединение немедленно подстраивается под трафик в случае неожиданного роста его интенсивности, и хотя возможно это будет дополнительной нагрузкой на линию связи, но приложение будет обслужено. В других случаях, если прогнозируется увеличение загрузки линий, то необходимо заранее потребовать соответствующую полосу пропускания от поставщика услуг, что, скорее всего, все еще будет более предпочтительным вариантом в сравнении с установкой дополнительной выделенной линии или другими долговременными решениями, направленными на адаптацию к временным условиям.

Например, предположим, что большое количество фирм каждый год в период сдачи налоговых отчетов испытывает разительное увеличение загруженности линий связи глобальной сети, и пропускная способность линий восстанавливается обратно только после 15 апреля. Установка дополнительных выделенных линий только на период в несколько месяцев будет абсолютно непрактичным решением из-за высокой стоимости работ и оборудования. С другой стороны, соединение с ретрансляцией кадров или даже интерфейс первичного (основного) метода доступа (primary rate interface) к сети ISDN могут быть сконфигурированы так, чтобы имелась возможность подстройки под временное увеличение требований, к пропускной способности и возврата к исходному уровню услуг при отсутствии такой необходимости.

В следующих разделах рассматриваются некоторые технологии из числа наиболее часто применяемых для организации соединений глобальных сетей.

3. Коммутируемые соединения

Соединение глобальной сети не обязательно требует больших инвестиций в оборудование и затрат на установку. Стандартное соединение при помощи асинхронного модема через коммутируемую телефонную линию, используемое для подключения к поставщику услуг Интернет (ISP, Internet service provider), технически является глобальной линией связи, и в некоторых случаях, это как раз то, что нужно. Например, пользователь, работающий дома или в дороге, может дозвониться до сервера и подключиться к ЛВС, чтобы получить доступ к электронной почте и другим сетевым ресурсам. Точно таким же образом коммутируемое соединение может вполне подходить для соединения небольшого филиала с центральным офисом корпорации для достижения аналогичных целей. Соединение может устанавливаться через регулярные интервалы времени согласно установленному расписанию, или когда пользователь пошлет запрос к удаленному ресурсу.

Скорость связи по коммутируемой линии через модем ограничена пределом в 33,6 Кбит/с до тех пор, пока на одной из сторон линии связи не применяется цифровое соединение. В этом случае максимальная возможная скорость составляет 56 Кбит/с (только для трафика, преобразуемого из цифровой формы в аналоговую; трафик с переходом из аналоговой формы сигнала в цифровую ограничен скоростью 31,2 Кбит/с). Однако в США и Канаде Федеральная комиссия связи (FCC) ввела ограничение 53 Кбит/с на скорость передачи по стандартным телефонным линиям. Чаще всего только ISP и большие корпорации имеют необходимое оборудование для работы с самыми высокими скоростями. По крайней мере, увеличение скорости часто не является настолько значимым для того, чтобы оправдать затраты. Связь через аналоговый модем также зависит от качества задействованных линий. Большинство телефонных компаний сертифицирует свои линии только для голосовой связи и не выполняет работ, направленных на улучшение качества передачи данных. В результате очень редко встречаются коммутируемые соединения, достигающие полной пропускной способности 53 Кбит/с.

В большинстве случаев коммутируемые соединения с глобальной сетью в качестве маршрутизатора используют компьютер, хотя встречаются автономные устройства, выполняющие те же функции. Наиболее часто в качестве средства организации соединения для доступа в удаленную сеть выступает стандартная, оборудованная модемом, рабочая станция под управлением Windows NT, 2000 или 9х. Рабочая станция соединяется с ЛВС и конфигурируется для работы как сервер удаленного доступа. Удаленный пользователь, также работающий в операционной системе Windows, дозванивается до модема рабочей станции, подключается к ней и получает доступ к сети через соединение этой рабочей станции с ЛВС. На удаленной системе может быть запущен клиент электронной почты, Web-браузер или другое приложение, разработанное для доступа к сетевым ресурсам или просто к файловой системе сетевых серверов.

Компьютер также может обслуживать несколько коммутируемых соединений при условии наличия соответствующего программного обеспечения и оборудования. Windows 9х и Windows NT Workstation, например, могут поддерживать только одного удаленного пользователя, a Windows NT Server — до 256 удаленных пользователей одновременно. Существует и доступно разнообразное оборудование, позволяющее одному компьютеру обслуживать большое количество модемов. Для удаленного доступа в большом масштабе специальные базовые аппаратные средства, используемые поставщиками услуг и крупными корпорациями, могут разбивать одну выделенную линию, такую как Т1 или ТЗ, на отдельные каналы, поддерживающие множество коммутируемых или других соединений. Процесс разбиения одного соединения на несколько каналов называется мультиплексированием (multiplexing).

Помимо соединения отдельного компьютера с сетью, коммутируемые соединения могут связывать между собой две удаленные сети. Сервис маршрутизации и удаленного доступа (Routing and Remote Access service) для Windows NT Server, например, позволяет сконфигурировать соединение для предоставления канала по требованию (dial-on-demand). Когда пользователь в одной ЛВС выполняет операцию, которая требует доступа в другую ЛВС, сервер автоматически дозванивается до сервера в другой сети, устанавливает связь и начинает маршрутизировать трафик. Если линия находится в состоянии простоя в течение заданного периода времени, соединение разрывается. Также существуют автономные маршрутизаторы, которые действуют подобным образом, позволяя пользователям при необходимости соединяться с удаленной сетью или Интернет. Эти средства сокращают до минимума время подключения, таким образом уменьшая загрузку телефонных линий и обеспечивая пользователям доступ в глобальную сеть без потребности в ручной установке соединения. Единственным признаком того, что ресурс удаленный, является задержка, возникающая на время, пока модем дозванивается и соединяется с удаленной сетью.

Демультиплексирование

Некоторые узлы могут использовать коммутируемые соединения в качестве резервных для того, чтобы обеспечить доступ в удаленную сеть в случае возникновения неполадок выделенной линии или другой технологии, а также для увеличения пропускной способности выделенной линии в периоды высокой интенсивности трафика. Процесс объединения пропускной способности нескольких соединений в один канал называется обратным мультиплексированием (inverse multiplexing) или демультиплексированием (рис. 7.2). Соединения основного доступа к ISDN в обязательном порядке применяют обратное мультиплексирование для объединения двух В-каналов на 64 Кбит/с в один канал 128 Кбит/с. Также этот метод используют некоторые маршрутизаторы, которые могут складывать пропускную способность выделенных линий. Однако, в последнее время обратное мультиплексирование стало применяться и в непрофессиональных средствах, предназначенных для домашних условий и малого бизнеса.