Компьютерные глобальные сети

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

БАЛАКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ 
 
 
 

                                                       Реферат

по  дисциплине

«Компьютерные сети»

на  тему:

«Компьютерные глобальные сети с коммутацией пакетов» 
 
 
 
 
 
 

        Выполнила: ст. 3 курса 57 гр.

                                                                                                        Якунина  С.В.  

                                                             Проверила: Плаксина Ю.А.   

                                                            «___»____________________                                                                                

2011 г

СОДЕРЖАНИЕ 

         Введение                                                                       3

1 КОМПЬЮТЕРНЫЕ ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ  С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ  5 

1. Коммутация пакетов с использованием виртуальных каналов                        5                                                                                                     

2 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ                                         11                                               

2.1 Сети  Х.25                                                                                                          11

2.2 Сети Frame Relay                                                                                                 11

2.3 Технологии АТМ                                                                                                 13

2.4 Технологии xDSL                                                                                                15

    Заключение                                                                                                                 16

    Список  литературы                                                                                                    17  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

       Глобальные  сети (Wide Area Networks, WAN), которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории - в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара. Ввиду большой протяженности каналов связи построение глобальной сети требует очень больших затрат, в которые входит стоимость кабелей и работ по их прокладке, затраты на коммутационное оборудование и промежуточную усилительную аппаратуру, обеспечивающую необходимую полосу пропускания канала, а также эксплуатационные затраты на постоянное поддержание в работоспособном состоянии разбросанной по большой территории аппаратуры сети.

       Типичными абонентами глобальной компьютерной сети являются локальные сети предприятий, расположенные в разных городах  и странах, которым нужно обмениваться данными между собой. Услугами глобальных сетей пользуются также и отдельные  компьютеры. Крупные компьютеры класса мэйнфреймов обычно обеспечивают доступ к корпоративным данным, в то время как персональные компьютеры используются для доступа к корпоративным данным и публичным данным Internet.

       Глобальные  сети обычно создаются крупными телекоммуникационными  компаниями для оказания платных  услуг абонентам. Такие сети называют публичными или общественными. Существуют также такие понятия, как оператор сети и поставщик услуг сети. Оператор сети (network operator) - это та компания, которая поддерживает нормальную работу сети. Поставщик услуг, часто называемый также провайдером (service provider), - та компания, которая оказывает платные услуги абонентам сети. Владелец, оператор и поставщик услуг могут объединяться в одну компанию, а могут представлять и разные компании.

       Кроме вычислительных глобальных сетей существуют и другие виды территориальных сетей  передачи информации. В первую очередь  это телефонные и телеграфные сети, работающие на протяжении многих десятков лет, а также телексная сеть.

       Ввиду большой стоимости глобальных сетей  существует долговременная тенденция  создания единой глобальной сети, которая  может передавать данные любых типов: компьютерные данные, телефонные разговоры, факсы, телеграммы, телевизионное изображение, телетекс (передача данных между двумя терминалами), видеотекс (получение хранящихся в сети данных на свой терминал) и т. д., и т. п. На сегодня существенного прогресса в этой области не достигнуто, хотя технологии для создания таких сетей начали разрабатываться достаточно давно - первая технология для интеграции телекоммуникационных услуг ISDN стала развиваться с начала 70-х годов. Пока каждый тип сети существует отдельно и наиболее тесная их интеграция достигнута в области использования общих первичных сетей - сетей PDH и SDH, с помощью которых сегодня создаются постоянные каналы в сетях с коммутацией абонентов. Тем не менее каждая из технологий, как компьютерных сетей, так и телефонных, старается сегодня передавать «чужой» для нее трафик с максимальной эффективностью, а попытки создать интегрированные сети на новом витке развития технологий продолжаются под преемственным названием Broadband ISDN (B-ISDN), то есть широкополосной (высокоскоростной) сети с интеграцией услуг. Сети B-ISDN будут основываться на технологии АТМ, как универсальном транспорте, и поддерживать различные службы верхнего уровня для распространения конечным пользователям сети разнообразной информации - компьютерных данных, аудио- и видеоинформации, а также организации интерактивного взаимодействия пользователей. 
 
 
 
 
 
 
 

1 КОМПЬЮТЕРНЫЕ ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ  С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ 

       Сети  с коммутацией пакетов были разработаны  правительством США в 70-е годы для  обеспечения надежной цифровой передачи данных по телефонным линиям. Коммутация пакетов представляет собой метод  доставки сообщений, при котором  данные помещаются в небольших пакетах. Пакеты могут передаваться в место  назначения по различным маршрутам  сети коммутации пакетов. Разные пакеты сообщения могут иметь различные  маршруты. В маршрутизации трафика  важно достичь наилучшего маршрута и скорейшей доставки.

       Для пользователя виртуальный канал  между системами выглядит как  выделенная линия, связывающая системы  Реально передача осуществляется путем  разбиения информации на пакеты и  передачи ее по высокоскоростной линии  наряду с другими пакетами. На приемном конце ваши пакеты отделяются от других пакетов, принадлежащих другим пользователям и обрабатываются. Сеть коммутации пакетов обычно имеет много узлов и обеспечивает альтернативные и резервные маршруты.

       В 80-е годы для надежного объединения  локальных сетей и крупных  компьютеров в корпоративную  сеть использовалась практически одна технология глобальных сетей с коммутацией  пакетов - Х.25. Сегодня выбор стал гораздо шире, помимо сетей Х.25 он включает такие технологии, как Frame relay, xDSL и АТМ. 

       1.2 Коммутация пакетов с использованием виртуальных каналов 

       Техника виртуальных каналов, используемая во всех территориальных сетях с  коммутацией пакетов, кроме TCP/IP, состоит  в следующем.

       Прежде  чем пакет будет передан через  сеть, необходимо установить виртуальное  соединение между абонентами сети - терминалами, маршрутизаторами или  компьютерами. Существуют два типа виртуальных соединений - коммутируемый  виртуальный канал (Switched Virtual Circuit, SVC) и постоянный виртуальный канал (Permanent Virtual Circuit, PVC). При создании коммутируемого виртуального канала коммутаторы сети настраиваются на передачу пакетов динамически, по запросу абонента, а создание постоянного виртуального канала происходит заранее, причем коммутаторы настраиваются вручную администратором сети, возможно, с привлечением централизованной системы управления сетью.

       Смысл создания виртуального канала состоит  в том, что маршрутизация пакетов  между коммутаторами сети на основании  таблиц маршрутизации происходит только один раз - при создании виртуального канала (имеется в виду создание коммутируемого виртуального канала, поскольку создание постоянного  виртуального канала осуществляется вручную  и не требует передачи пакетов  по сети). После создания виртуального канала передача пакетов коммутаторами  происходит на основании так называемых номеров или идентификаторов  виртуальных каналов (Virtual Channel Identifier, VCI). Каждому виртуальному каналу присваивается значение VCI на этапе создания виртуального канала, причем это значение имеет не глобальный характер, как адрес абонента, а локальный - каждый коммутатор самостоятельно нумерует новый виртуальный канал. Кроме нумерации виртуального канала, каждый коммутатор при создании этого канала автоматически настраивает так называемые таблицы коммутации портов - эти таблицы описывают, на какой порт нужно передать пришедший пакет, если он имеет определенный номер VCI. Так что после прокладки виртуального канала через сеть коммутаторы больше не используют для пакетов этого соединения таблицу маршрутизации, а продвигают пакеты на основании номеров VCI небольшой разрядности. Сами таблицы коммутации портов также включают обычно меньше записей, чем таблицы маршрутизации, так как хранят данные только о действующих на данный момент соединениях, проходящих через данный порт.

       Работа  сети по маршрутизации пакетов ускоряется за счет двух факторов. Первый состоит  в том, что решение о продвижении  пакета принимается быстрее из-за меньшего размера таблицы коммутации. Вторым фактором является уменьшение доли служебной информации в пакетах. Адреса конечных узлов в глобальных сетях обычно имеют достаточно большую  длину - 14-15 десятичных цифр, которые  занимают до 8 байт (в технологии АТМ - 20 байт) в служебном поле пакета. Номер же виртуального канала обычно занимает 10-12 бит, так что накладные расходы на адресную часть существенно сокращаются, а значит, полезная скорость передачи данных возрастает. Режим PVC является особенностью технологии маршрутизации пакетов в глобальных сетях, в сетях TCP/IP такого режима работы нет. Работа в режиме PVC является наиболее эффективной по критерию производительности сети. Половину работы по маршрутизации пакетов администратор сети уже выполнил, поэтому коммутаторы быстро занимаются продвижением кадров на основе готовых таблиц коммутации портов. Постоянный виртуальный канал подобен выделенному каналу в том, что не требуется устанавливать соединение или разъединение. Обмен пакетами по PVC может происходить в любой момент времени. Отличие PVC в сетях Х.25 от выделенной линии типа 64 Кбит/с состоит в том, что пользователь не имеет никаких гарантий относительно действительной пропускной способности PVC. Использование PVC обычно намного дешевле, чем аренда выделенной линии, так как пользователь делит пропускную способность сети с другими пользователями.

       Режим продвижения пакетов на основе готовой  таблицы коммутации портов обычно называют не маршрутизацией, а коммутацией  и относят не к третьему, а ко второму (канальному) уровню стека протоколов.

       Принцип маршрутизации пакетов на основе виртуальных каналов поясняется на рисунке 1. При установлении соединения между конечными узлами используется специальный тип пакета - запрос на установление соединения (обычно называемый Call Request), который содержит многоразрядный (в примере семиразрядный) адрес узла назначения.

       Рисунок 1 - Коммутация в сетях с виртуальными соединениями

       Пусть конечный узел с адресом 1581120 начинает устанавливать виртуальное соединение с узлом с адресом 1581130. Одновременно с адресом назначения в пакете Call Request указывается и номер виртуального соединения VCI. Этот номер имеет локальное значение для порта компьютера, через который устанавливается соединение. Через один порт можно установить достаточно большое количество виртуальных соединений, поэтому программное обеспечение протокола глобальной сети в компьютере просто выбирает свободный в данный момент для данного порта номер. Если через порт уже проложено 3 виртуальных соединения, то для нового соединения будет выбран номер 4, по которому всегда можно будет отличить пакеты данного соединения от пакетов других соединений, приходящих на этот порт.