Нужны новые клиенты? Тогда Вам рекомендуем посмотреть этот раздел нашего сайта
_____






Мультиплексирование – важный метод передачи данных в распределённых сетях поскольку сеть WAN в основном использует общую среду передачи. В разделе объясняется, как работает мультиплексирование, и какие существуют типы мультиплексирования.

Мультиплексирование с разделением по времени. Мультиплексирование.

Мультиплексирование – процесс одновременной передачи нескольких потоков данных в канале сети WAN. Как пример мультиплексирования, можно рассмотреть передачу множества каналов телевещания разных видео компанией абонентам, которые могут выбирать канал для просмотра по своему усмотрению. При мультиплексировании, множество созданных каналов данных комбинируются в один канал данных или в один физический канал для последующей передачи. После того, как каналы комбинируются в передатчике, на приёмной стороне переданные данные демультиплексируются в изначальную форму, разделяются на первоначальные каналы. Это процесс позволяет осуществлять одновременно множество передач, используя только один канал.

Приведём три основньк типа мультиплексирования, которые работают на физическом уровне:

мультиплексирование с разделением по времени (time-division multiplexing – TDM);

мультиплексирование с разделением по частоте (frequency-division multiplexing -FDM);

статистическое мультиплексирование.

МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕ С РАЗДЕЛЕНИЕМ ПО ВРЕМЕНИ (TDM)

Как правило, данные в цифровой форме используют мультиплексирование разделением по времени TDM (Time-Division Multiplexing), в котором входящим потокам информации предоставляется пропускная способность цифрового канала связи, поделённая на короткие, пронумерованные временные интервалы (временные слоты – time slots), в независимости от наличия данных для передачи. В результате пропускная способность канала связи не используется, когда отсутствуют входящие данные для передачи. Разделение прав доступа к каналу на физическом уровне производится по времени.

Механизм мультиплексирования TDM можно сравнить с посадкой пассажиров на самолёт, в которой участвуют три равных группы пассажиров, для каждой из которых предусмотрен свой отдельный трап для посадки. Агент, управляющий процессом посадки, разрешает подняться по очереди на борт одному пассажиру по каждому из трапов. В тоже время, если перед трапом нет ожидающих посадки, то агент сделает паузу для других трапов, будто на этом трапе кто-то есть. Этот процесс является нежелательным, поскольку тратится время, которое может использоваться для продолжения процесса посадки пассажиров по другим трапам.

Нужны новые клиенты? Тогда Вам рекомендуем посмотреть этот раздел нашего сайта
_____






При мультиплексировании с разделением по частоте FDM (Frequency-Division Multiplexing) создаётся множество каналов, которые комбинируются в один канал и информация от каждого канала размещается в соответствующей полосе частот на основании частоты источника сигнала. Например, при вещании радио в FM диапазоне используется мультиплексирование FDM. Каждой FM-станции назначается специальная частота, которая используется для вещания своих радиопрограмм. При использовании мультиплексирования FDM каждому каналу выделяется полоса частот. Аналоговые сигналы данных, как правило, мультиплексируются при помощи этого метода.

При использовании мультиплексирования по длине волны (wavelength division multiplexing – WDM) и уплотнённой WDM (dense DWDM), каждому каналу выделяется

СТАТИСТИЧЕСКОЕ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕ

FDM – Мультиплексирование с разделением по частоте. Статистическое мультиплексирование

При статистическом мультиплексировании пропускная способность динамически распределяется между любыми каналами данных, по которым передаётся информация. Пакеты, кадры и ячейки могут рассматриваться как форма статистического мультиплексирования, поскольку они позволяют организовать множественный обмен информации, возникающий в канале.

Примечание – Импульсно-кодовая модуляция (pulse code modulation – PCM) и адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (adaptive differential pulse code modulation – ADPCM) – методы преобразования аналоговых звуковых сигналов в ифровую форму.

Этот метод мультиплексирования можно проиллюстрировать тем же примером посадки на воздушный рейс. Пусть будут три класса, каждый из которых относится к своей посадочной линии. Агент выдаёт разрешение на посадку в самолёт. Однако, в этом примере, если трап пуст, агент добавит пассажиров на этот трап из двух остальных. Если пассажиры будут только на одном трапе, агент будет обслуживать эту очередь без ненужной задержки.

Нужны новые клиенты? Тогда Вам рекомендуем посмотреть этот раздел нашего сайта
_____






Существует несколько способов доступа к сетям WAN, использование которых зависит от требований передачи данных в сети WAN. В разделе приведено описание основных опций канала связи в сети WAN.

Варианты реализации каналов связи в сети WAN

Существуют две основные категории канала связи для сетей WAN: выделенные и коммутируемые. Для каждой из этих категорий, обсуждаемых в разделе, существуют различные типы опций каналов связи.

ВЫДЕЛЕННЫЕ КАНАЛЫ СВЯЗИ ИЛИ ВЫДЕЛЕННЫЕ ЛИНИИ (DEDICATED COMMUNICATION LINKS).

Когда требуется организовать выделенное соединение, используются каналы типа «точка-точка» (point-to-point lines) разной пропускной способности, величина которой зависит только от используемого оборудования на физическом уровне и готовности пользователя платить за услугу. Каналы «точка-точка» обеспечивают предустановленный коммуникационный маршрут от абонента до удаленного места назначения через сеть оператора. Каналы связи «точка-точка» обычно выделяются оператором и также называются выделенными линиями.

ЛИНИИ СВЯЗИ С КОММУТАЦИЕЙ КАНАЛОВ (CIRCUIT-SWITCHED COMMUNICATION LINKS):

с помощью коммутации каналов устанавливается динамически выделенное соединение для голоса или данных между отправителем и получателем информации. До начала передачи требуется установить соединение через сеть оператора услуг связи

ЛИНИИ СВЯЗИ С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ (PACKET-SWITCHED COMMUNICATION LINKS):

множество пользователей сети WAN не используют эффективно фиксированную пропускную способность, которая доступна при организации выделенных каналов (коммутируемых или постоянных), поскольку потоки данных постоянно меняются. Операторы услуг связи обладают технологиями, которые больше подходят для этих
пользователей. В сетях, использующих такие технологии, данные передаются в «помеченных» ячейках, кадрах или пакетах через сеть с пакетной коммутацией.

Нужны новые клиенты? Тогда Вам рекомендуем посмотреть этот раздел нашего сайта
_____






Широко распространённый тип соединения в сетях WAN – соединение типа «точка-точка» (point-to-point connection). Это соединение также называется «последовательным» или «выделенной линией», потому что каналы выделяются оператором услуг связи (как правило, это телефонная компания) и предоставляются для использования компанией, арендующей каналы связи. Компании оплачивают непрерывное соединение между двумя удалёнными сторонами, и канал находится в постоянной готовности к передаче.

Понимание того, как каналы связи «точка-точка» работают, обеспечивая доступ к среде WAN – важно для понимания функционирования сетей WAN в целом. Это занятие посвящено описанию функций и характеристик каналов связи WAN «точка-точка», а также протоколам, которые работают в этом окружении.

КАНАЛЫ СВЯЗИ «ТОЧКА-ТОЧКА»

Канал связи «точка-точка» (или последовательное соединение) обеспечивает отдельный, заранее установленный канал связи в распределённых сетях от оборудования абонента через сеть оператора услуг связи, такого как телефонная компания, до удалённой сети.

Описание каналов связи точка-точка

Каналы «точка-точка» (или последовательные линии) могут соединять две географически разнесённых области, такие как корпоративный офис в Нью-Йорке и региональный офис в Атланте. Каналы «точка-точка» обычно арендуют у операторов услуг связи, и поэтому их часто называют арендованными (выделенными) линиями. Для каналов «точка-точка» оператор услуг связи выделяет среду передачи и оборудование для организации линии с абонентом. Тем не менее, внутри сети оператор услуг связи будет использовать технологии мультиплексирования.

Если в основе опорной сети оператора услуг связи лежит использование технологии каналов Т или Е, то выделенные линии подключаются к сети оператора с помощью аппаратуры DSU/CSU. Назначение аппаратуры DSU/CSU заключается в обеспечении сигнала синхронизации для интерфейса абонента от блока DSU и терминирования среды передачи оператора на блоке CSU. Блок CSU также обеспечивает диагностические функции такие как «тестирование обратной связи» (loopback test). Большинство интерфейсов TDM Т1 или Е1 на современных маршрутизаторах включают проверенные возможности DSU/CSU.

Выделенные линии – часто используемый способ доступа к сети WAN и их стоимость базируется на требуемой пропускной способности канала и расстоянии между соединяемыми точками.

Нужны новые клиенты? Тогда Вам рекомендуем посмотреть этот раздел нашего сайта
_____






Соединения типа «точка-точка» могут быть куплены или арендованы с различными значениями скоростей передачи в битах в секунду или пропускной способности канала связи. В разделе рассказывается о всевозможных значениях пропускной способности для каналов WAN.

Пропускная способность каналов связи

Пропускная способность означает скорость, с которой данные передаются по каналу связи. Технология, лежащая в основе передачи данных в распределённой сети, зависит от доступной пропускной способности. С точки зрения пропускной способности различают спецификации североамериканских (24-канальная ИКМ-система типа Т – T-carrier) и европейских (ИКМ-система типа Е – E-carrier) систем связи. Обе системы базируются на плезиохронной цифровой иерархии (plesiochronous digital hierarchy – PDH), которая поддерживается в их сетях. Оптические сети используют иерархию пропускной способности, которая опять же различается для Северной Америки и Европы. В Соединённых Штатах оптический носитель (Optical Carrier – ОС) определяет значения пропускной способности, а в Европе значение пропускной способности определяется согласно Synchronous Digital Hierarchy (SDH).

В Северной Америке пропускная способность обычно выражается номером уровня цифрового сигнала (digital signal – DS) – DSO, DS1 и так далее, которые в технике связи относятся к скорости и формату сигнала. Основной скоростью в ISDN является 64 килобита в секунду (kilobits per second – kbps), которая соответствует DSO и означает необходимую пропускную способность, требующуюся для несжатого голосового потока (цифрового телефонного разговора).
Пропускную способность последовательного соединения можно наращивать для более быстрой передачи. Например, группа из 24 DS0 равняется одной линии DS1 (также называемым каналом Т1) со скоростью 1.544 мегабита в секунду (megabits per second -Mbps). A 28 DS1 каналов соответствуют DS3 (также называемым каналом ТЗ) со скоростью 44.736 Мбит/с.

El (2.048 Mbps) и ЕЗ (34.368 Mbps) – европейские стандартизованные каналы, соответствующие Т1 и ТЗ, но они обладают разной пропускной способностью и структурой кадров.

Нужны новые клиенты? Тогда Вам рекомендуем посмотреть этот раздел нашего сайта
_____






Протокол HDLC (High-Uvel Data-Link Control Protocol) один из двух главных канального уровня, наиболее часто применяемых для соединений «точка-точ распределённых сетях WAN.

HDLC – высокоуровневый протокол управления каналом передачи данных

Протокол HDLC определяет метод инкапсуляции данных для последовательных синхронных каналов связи, использующий признак кадра (зарезервированную метку начала и конца кадра 01111 НО) и контрольную сумму. Протокол HDLC поддерживает соединения типа «точка-точка», так и многоточечные соединения, а также включает средства аутентификации. Протоколы HDLC, реализованные разными производителям могут быть несовместимы друг с другом, поскольку каждый производитель выбирает с способ реализации этого протокола.

Существует реализация протокола HDLC от Cisco, которая по умолчанию выставляетс качестве типа инкапсуляции для последовательных линий. Эта реализация очень рациональна: в ней не используется «метод окна» или управление потоком и поддерживается только соединения типа «точка-точка». Реализация протокола HDLC о Cisco включает лицензированные расширения в поле данных (см. рисунок}: расширени позволяло поддерживать одновременно множество протоколов до определения проток РРР. Из-за этой модификации реализация протокола HDLC от Cisco не совместима с реализациями этого протокола от других производителей. Инкапсуляция в HDLC мож быть различной, поэтому для обеспечения совместимости следует использовать стандартизированный протокол РРР.

Нужны новые клиенты? Тогда Вам рекомендуем посмотреть этот раздел нашего сайта
_____






Протокол РРР (Point-to-Point Protocol) – это второй главный протокол канального уровня для последовательных линий WAN. В статье объясняются функции РРР.

PPP – протокол точка-точка

Изначально протокол РРР появился в качестве протокола инкапсуляции для передачи IP по каналам связи «точка-точка». Позже стандарт расширили для обеспечения инкапсуляции не только IP, но и других протоколов (IPX, Apple Talk, CDP и пр.) Протокол РРР также устанавливает стандарт для назначения и управления IP-адресами, асинхронной (стартовый и столовый бит) и побитовой синхронной инкапсуляции, мультиплексирования сетевого протокола, настройки канала, проверки качества канала, обнаружения ошибок, а также выбора согласования для таких характеристик, как согласование адреса сетевого уровня и согласование сжатия данных.

Протокол РРР обеспечивает соединения маршрутизатора с маршрутизатором и хоста с сетью как по синхронным, так и по асинхронным каналам связи. Примером асинхронного соединения может служить коммутируемое соединение по телефонной линии (dial-up connection). Примером синхронного соединения является выделенная линия.

Нужны новые клиенты? Тогда Вам рекомендуем посмотреть этот раздел нашего сайта
_____






Протокол РРР обеспечивает стандартный метод для транспортировки данных, инкапсулированных в различные протоколы, по линиям «точка-точка».

PPP – компоненты протокола

Протокол РРР включает три главных компонента:

метод для инкапсуляции мультипротокольных дейтаграмм;

протокол управления каналом (Link Control Protocol – LCP), служащий для установки, настройки и тестирования соединения на канальном уровне;

семейство программ управления сетью (Network Control Programs – NCPs) для установки и настройки различных протоколов сетевого уровня.

Протокол РРР использует LCP для обеспечения достаточной гибкости и совместимости в широком диапазоне разнообразного окружения. LCP применяется для автоматического определения выбранного формата инкапсуляции, установки меняющихся ограничений на размер пакетов, обнаружения канала «обратной связи» (loopback link) и других, часто встречающихся ошибок инкапсуляции, а также разрыва канала связи. Другие дополнительные возможности обеспечивают проверку подлинности данного участника сеанса связи и определения состояния канала: нормальная работа или потеря соединения.

Фаза аутентификации в сеансе РРР является опциональным компонентом. После того как соединение установлено и выбран протокол аутентификации, участник сеанса связи может быть аутентифицирован. Если используется опция аутентификации, то процесс аутентификации проходит до начала фазы настройки протокола сетевого уровня.

Нужны новые клиенты? Тогда Вам рекомендуем посмотреть этот раздел нашего сайта
_____






Линия связи точка-точка в сетях WAN обладают как преимуществами, так и недостатками.

Соединения точка-точка являются традиционным способом подключения. Преимущества такого типа доступа к сети WAN заключается в следующем:

Простота: каналы связи «точка-точка» требуют минимальной квалификации для инсталляции и последующей поддержки.

Качсетво: каналы связи «точка-точка» обычно предоставляют высокое качество обслуживания, для обеспечения которого они обладают соответствующей пропускной способностью. Выделяемая пропускная способность не даёт ни большой задержки, ни большой вариативности задержки (jitter) между конечными точками.

Надежность: постоянная готовность к использованию является существенным преимуществом для некоторых приложений, таких как электронная коммерция, а каналы связи «точка-точка» обеспечивают постоянную, выделенную пропускную способность, которая всегда доступна.

Существуют некоторые недостатки, характерные для этого типа доступа к сетям WAN, которые включают следующие:

Стоимость: каналы связи «точка-точка» являются наиболее дорогим типом доступа к сетям WAN, и стоимсоть может быть значительной, когда эти линии используются для соединения множества узлов. Кроме того, каждая конечная точка требует интерфейс на маршрутизаторе, который увеличивает стоимость оборудования

Огранниченная гибкость: объем передаваемого графика в сетях WAN часто меняется, а выделенные линии имеют фиксированную пропускную способность, что приводит к тому, что полная пропускная способность линии редко используется полностью
Любые изменения в выделенной линии с целью увеличения пропускной способности, как правило, требуют согласование с оператором услуг связи.

Нужны новые клиенты? Тогда Вам рекомендуем посмотреть этот раздел нашего сайта
_____






Когда больше устройств добавляется в сеть для объединения большего числа пользователей, а также для поддержки программных приложений, требуется большая пропускная способность канала. При этом поддержание допустимого уровня производительности сети становится довольно сложной задачей.

Однако существуют несколько способов увеличения производительности коммутируемой Ethernet сети, так что сеть продолжает отвечать требованиям пользователей к производительности и доступности. В этой статье раскрываются несколько методов увеличения производительности, включая микросегмеитацию, дуплексную связь и метод связующего дерева (spanning-tree).

МИКРОСЕГМЕНТАЦИЯ

Микросегментация предотвращает возможность появления коллизий в сегментах сети, предоставляя ряд преимуществ в увеличении производительности сети.

Микросегментация. Максимизация преимуществ коммутации

Реализация коммутируемых сетей позволяет предоставлять микросегментацию. Это не разделяет пропускную способность канала с другими устройствами в сегменте. Эта важная функция предотвращает коллизии и увеличивает эффективную скорость передачи данных через работу в дуплексном режиме, что в результате дает существенное увеличение доступной пропускной способности канала.

Пример: Получение выделенного съезда на автомагистраль.

Передача данных может быть сравнена с автострадой, а перемещающиеся по сети фреймы – с автомобилями на автостраде. Только машины используют въезд на автомагистраль для съезда, а устройства подсоединяются к сети, когда они хотят передать данные. Все больше и больше машин перемещается по автомагистрали, в результате сьезд переполняется, предоставляя доступ только нескольким машинам, и может образоваться затор. Если у каждой машины имеется свой сьезд, то все машины будут иметь одинаковый уровень доступа к автомагистрали, и не будет заторов и столкновений. Микросегментация в коммутируемой сети предоставляет каждому сетевому устройству свои собственный «съезд», так что каждое устройство не должно состязаться с другими устройствами для использования сетевой «автомагистрали».