Расчет экономических показателей локальной сети

Основные принципы построения и компоненты сетей ISDN

Информационное  взаимодействие между компонентами сети осуществляется на трех уровнях, которые функционально соответствуют физическому, канальному и сетевому уровням модели OSI.

Компонентами  сетей ISDN являются терминалы (terminals), терминальные адаптеры (terminaladapters TA) , сетевые терминалы (networkterminationdevices), линейные терминалы (line-terminationequipment) и магистральные устройства (exchange-terminationequipment). Структура ISDNизображена на рисунке 1. Специализированные ISDN терминалы TE1 обеспечивают представление данных пользователю и непосредственное подключение пользователя к интегрированной сети. НЕ-ISDN терминалы TE2 представляют собой терминалы в обычном понимании этого термина и не обеспечивают непосредственного подключения пользователя к сети ISDN. Терминальный адаптер ТА обеспечивает подключение неспециализированных терминалов к сети ISDN. Точка сопряжения R используется для подключения неспециализированных терминалов к терминальным адаптерам.Сетевые терминалы NT1 и NT2 обеспечивают подключение терминалов пользователя к различным точкам сопряжения сети ISDN. Сетевой терминал NT2 обеспечивает взаимодействие c сетью терминалов пользователя, которые подключены к магистрали S. Точка сопряжения S используется для подключения терминалов пользователя к сетевому терминалу. Точка сопряжения T используется для подключения сетевых терминалов NT1 и NТ2. Точка сопряжения U используется для подключения сетевого терминала NT1 к коммутатору ISDN.

 

Рисунок 1 – Компоненты сетей ISDN

 

На практике указанные выше компоненты сети ISDN практически никогда не изготавливаются в виде отдельных блоков. Как правило, сетевые терминалы изготавливаются в виде единого устройства, которое обозначается NT. Точка сопряжения с терминалами пользователя в данном случае обозначается S/T.

Типы сервиса ISDN

Сеть N-ISDN (narrowband) обеспечивает передачу данных со скоростью до 2048 Кбит/сек. Сеть B-ISDN (broadband) предназначена для передачи данных со скоростью до 155000 Кбит/сек. В дальнейшем будет рассматриваться только сеть N-ISDN Интеграция разнородных трафиков в сети ISDN выполняется по принципу временного разделения (timedivisionmultiplexing — TDM).Типы сервиса ISDNпоказаны в таблице 1.

 

Таблица 1 – Типы сервиса ISDN

Тип	Скорость	Назначение
А	-	Аналоговый  телефонный канал 4 кГц
B	64 Кбит/сек	Данные или  оцифрованный голосовой сигнал (внекан. сигн)
C	8 или 16 Кбит/сек	Цифровой канал  передачи данных
D	16 Кбит/сек	Цифровой канал  передачи внеканальной сигнализации
E	64К бит/сек	Цифровой канал  для внутренней сигнализации ISDN
H0	384 Кбит/сек	Цифровой канал передачи данных
H10	1472 Кбит/сек	Цифровой канал  передачи данных
H11	1536К бит/сек	Цифровой канал  передачи данных
H12	1920 Кбит/сек	Цифровой канал  передачи данных

 

Интерфейс базовой  скорости ISDN (BasicRateInterface- BRI)предоставляет пользователю услуги сети ISDN в виде двух каналов с пропускной способностью 64Кбит/сек. Для передачи канальной сигнализации используется отдельный канал, который имеет пропускную способность 16Кбит/сек. Таким образом, интерфейс базовой скорости обозначается 2B+D.

Интерфейс первичной  скорости ISDN (PrimaryRateInterface- PRI) имеет различную структуру в различных регионах. В Европе PRI предоставляет пользователю сеть ISDN в виде 30 каналов B - типа и одного канала D - типа (30B+D). В США и Японии PRI предоставляет пользователю сеть ISDN в виде 23 каналов B - типа и одного канала D - типа (23B+D).

2.4 Сети X.25

 

Рекомендация ITU-T X.25 имеетназвание: Interface between DTE and DCE for terminals operating in the packet mode and connected to public data networks by dedicated circuit.

Главной особенностью сети X.25 является использование аппарата виртуальных каналов для обеспечения информационного взаимодействия между компонентами сети. Виртуальные каналы предназначены для организации вызова и непосредственной передачи данных между абонентами сети. Информационный обмен в сети X.25 во многом похож на аналогичный процесс в сетях ISDN и состоит из трех обязательных фаз:

• Установление вызова (виртуального канала)
• Информационный обмен по виртуальному каналу
• Разрывание вызова (виртуального канала)

Информационное взаимодействие в сети X.25 осуществляется на физическом, канальном и сетевом уровнях. На физическом уровне могут быть использованы любые универсальные или специализированные интерфейсы. Компонентами сети являются устройства трех основных категорий:

• Устройства DTE (Data Terminal Equipment)
• Устройства DCE (Data Circuit-Terminating Equipment)
• Устройства PSE (Packet Switching Exchange)

Устройство PAD (packetassembler/ disassembler) является специфическим устройством сети X.25. PAD предназначен для обеспечения взаимодействия неспециализированных терминалов с сетью, для преобразования потока символов, который поступает от неспециализированного терминала в пакеты X.25 и выполнения обратного преобразования.

Взаимодействие  на канальном уровне сети X.25

Протоколы канального уровня HDLC/SDLC, были разработаны для  того, чтобы решать следующие задачи:

Обеспечение передачи сообщений, которые могут содержать  любое количество бит и любые  возможные комбинации бит - требование кодовой прозрачности.

При передаче потока бит должны выполняться процедуры, которые позволяют обнаружить ошибки на приемной стороне.

Возникновение ошибки при передаче не должно приводить  к потере или дублированию компонентов  сообщения, т.е. к его искажению.

Протокол канального уровня должен был обеспечивать работу как двухточечных, так и многоточечных физических цепей

Протокол должен обеспечивать подключение дуплексных и полудуплексных линий 

Протокол должен обеспечивать информационный обмен  при значительных вариациях времени  распространения сигнала

Протоколы семейства HDLC. Протоколы осуществляют передачу данных в виде кадров переменной длины. Начало и конец кадра помечается специальной последовательностью битов, которая называется флагом. Для обеспечения дисциплины управления процессом передачи данных, одна из станций, которые обеспечивают информационный обмен, может быть обозначена, как первичная, а другая (или другие) станции могут быть обозначены, как вторичные. Кадр, который посылает первичная станция, называется командой (command). Кадр, который формирует и передает вторичная станция, называется ответ (response).

Режимы организации  взаимодействия на канальном уровне

Вторичная станция  сегмента может работать в двух режимах: режиме нормального ответа или в режиме асинхронного ответа. Вторичная станция, которая находится в режиме нормального ответа, начинает передачу данных только в том случае, если она получила разрешающую команду от первичной станции. Вторичная станция, которая находится в режиме асинхронного ответа, может по своей инициативе начать передачу кадра или группы кадров. Станции, которые сочетают в себе функции первичных и вторичных станций и называются комбинированными.Симметричный режим взаимодействия комбинированных станций называется сбалансированным режимом.

Сетевой уровень X.25

Для передачи по сети пакеты X.25 инкапсулируются в  кадры LAPB. Протокол LAPB обеспечивает надежную доставку этих пакетов по каналу, который  связывает один компонент сети с  другим. Один физический канал в  сети Х.25 может быть использован  для того, чтобы передавать пакеты которые относятся к нескольким различным процессам сетевого уровня. В отличие от принципа статического временного разделения, который используется в сетях ISDN, в сети X.25 для распределения канальных ресурсов используется принцип динамического разделения.

Виртуальные каналы X.25

Процесс сетевого уровня получает в свое распоряжение часть полосы пропускания физического  канала в виде виртуального канала. Полная полоса пропускания канала делится  в равных пропорциях между виртуальными каналами, которые активны в текущий момент. В сети X.25 существует два типа виртуальных каналов: коммутируемые (SVC) и постоянные (PVC).

2.5 Сети FrameRelay

 

Технология, которая  в последствии получила название FrameRelay (Коммутация кадров), первоначально была разработана в начале 1980-х для использования в сетях ISDN. Технология FrameRelay обеспечивает информационное взаимодействие на физическом и канальном уровне OSI и была предназначена динамического разделения ресурсов физического канала между пользовательскими процессами передачи данных. Использование технологии FR обеспечивало ряд преимуществ по сравнению с технологиями X.25 и ISDN, которые использовались для обеспечения доступа к распределенным вычислительным ресурсам.В таблице 2 приведены результаты сравнения вышеописанных технологий по некоторым параметрам с технологией FR.

 

Таблица 2 – Сравнение технологии глобальной сети.

Параметр	ISDN	X.25	FR
Выделение фиксированной  полосы под вызов	+	−	−
Виртуальные каналы	−	+	+
Высокая степень  готовности	+	−	+
Малая величина задержки	+	−	+
Продолжение таблицы 2 – Сравнение технологии глобальной сети.
Высокая эффективность  использования канала	−	−	+
Возможность масштабирования	−	+	+
Низкая стоимость  использования канала	−	−	+

 

Принципы построения и компоненты сетей FrameRelay

Первоначально информационное взаимодействие технологии FR осуществлялось только на физическом и канальном уровне. В отсутствии сетевого уровня взаимодействия и заключается  принципиальное отличие технологии FrameRelay от ранее существовавших технологий построения сетей. Кадр FR содержит минимальное управляющей информации, следствием этого является высокая эффективность передачи данных. Технология FrameRelay не имеет встроенных функций контроля доставки и управления потоком кадров. Предпологается, что каналы передачи данных являются достаточно надежными, а функции управления потоком выполняются протоколами верхних уровней. Эти особенности и обеспечивают преимущества сетей, которые построены по технологии FrameRelay.

Компонентами  сети FrameRelay являются устройства трех основных категорий:

• Устройства DTE (Data Terminal Equipment)
• Устройства DCE (Data Circuit-Terminating Equipment)
• Устройства FRAD (Frame Relay Access Device)

Также как и  в сети X.25, основу FrameRelay составляют виртуальные каналы (virtualcircuits). Виртуальный канал в сети FrameRelay представляет собой логическое соединение которое создается между двумя устройствами DTE в сети FrameRelay и используется для передачи данных. В сети FrameRelay используется два типа виртуальных каналов — коммутируемые (SVC) и постоянные (PVC).

Коммутируемые виртуальные каналы представляют собой  временные соединения, которые предназначены  для передачи импульсного трафика  между двумя устройствами DTE в  сетях FrameRelay. Процесс передачи данных с использованием SVC состоит из четырёх последовательных фаз:

Установление  вызова (CallSetup). На этом этапе создается  виртуальное соединение между двумя DTE

Передача данных(DataTransfer). Фаза непосредственной передачи данных

Ожидание(Idle). Виртуальное соединение ещё существует, однако передача данных через него уже не производится. В том случае, если период ожидания превысит установленное значение тайм-аута, соединение может быть завершено автоматически.

Завершение  вызова(CallTermination). На этом этапе выполняются операции, которые необходимы для завершения соединения

Несмотря на то, что использование SVC придает  определенную гибкость сетевым решениям, этот механизм не получил большого распространения в сетях FrameRelay.

Постоянные  каналы. PVC представляют собой постоянное соединение, которое обеспечивает информационный обмен между двумя DTE устройствами в сети FrameRelay. Процесс передачи данных по каналу PVC имеет всего две фазы:

Передача данных. Фаза непосредственной передачи данных

Ожидание. Виртуальное соединение существует, однако передача данных через него не производится. В отличие от SVC, постоянный канал PVC не может быть автоматически разорван в том случае, если он не используется для передачи данных.

Идентификаторы  виртуальных каналов

Для обозначения  виртуальных каналов в сети FrameRelay используется аппарат DLCI (Data-LinkConnectionIdentifier). По своему назначению в сетях FrameRelay идентификатор DLCI совпадает со назначением номера логического канала в сетях X.25. DLCI определяет номер виртуального порта для процесса пользователя. Устройство FRAD LAN1 использует виртуальный канал DLCI 101 для организации обмена данными с сетью LAN 2 и виртуальный канал DLCI 102 для организации обмена данными с сетью LAN 3. Для организации обмена данными с сетью LAN 1 устройство FRAD LAN 2 использует виртуальный канал DLCI 200. Обычно идентификатор DLCI имеет только локальное значение и не является уникальным в пределах сети. Конкретные значения DLCI для каждого пользователя определяются провайдером сервиса FrameRelay. На рисунке 2 показано структура виртуальных каналов.