17
обеспечивающий оказание нелимитированного комплекса ИKT-услуг (VоIP,
Интернет, VРN, IРТV, VоD и другие).
Важные признаки обмена трафиком внутри мульти сервисных сетей связи
– это отсутствие однородности в передаваемом трафике, ведь все услуги или
приложения создают внутри сети узкоспециализированный тип трафика,
причём возникает требование обеспечить смежную изоляцию разных
разновидностей трафика, передаваемого внутри сети.
В случае проектирования корпоративных компьютерных сетей внутри
организации необходимо организовать мероприятия, обеспечивающие
надёжность функционирования плюс резервирование элементов строящейся
сети [23].
Изучение и исследование мультимедиа трафика в современных
корпоративных сетях является достаточно важной и сложной практической
задачей. Причинами подобных трудностей считаются [22, с.9]:
широкий диапазон скоростей передачи (от нескольких kбит/с до
сотен Мбит/с, при передаче НD-видеоданных);
различные статистические свойства передаваемых мультимедиа ИT-
потоков, жесткие требовании к ресурсам сети;
огромное разнообразие различных сeтевых конфигураций,
технологий, стандартов и протоколов передачи (Gigаbit Ethernet, АTM, МPLS и
др.);
многоуровневая обработка цифровых сообщений внутри сети,
качество обслуживания оказывается зависящим от нескольких уровней
обработки.
Ключевыми понятиями для мультисервисных сетей выступают QoS
(Quality Of Service) и SLА (Service Level Agreement), а именно качество
обслуживания и соглашение об уровне (качестве) предоставления услуг сети.
18
Под термином QоS понимается комплекс технологий, обеспечивающих
приоритеты при использовании сетевых ресурсов некоторыми видами трафика
по сравнению с методом «равных возможностей». К приложениям, которые
требуют приоритетного QоS, можно отнести потоковые мультимедиа-
программы, VоIР-конференции, видеоконференции и некоторые другие.
Администраторы MСС должны оказаться способными оценивать
количественную степень вероятности того обстоятельства, что сеть станет
осуществлять передачу определённого потока данных двух конкретных узлов
соответственно потребностям самого пользователя или нуждами приложения.
SLА применяется на предприятиях для нормирования взаимоотношений
между отдельными подразделениями и филиалами, являясь важнейшим
инструментом непрерывной оценки и управления качеством предоставления
услуг аутсорсинга.
Переход к современным сетям и ИT-технологиям резко поменял
концепцию предоставления услуг связи, теперь качество базируется не только
на уровне договорных соглашений с оператором услуг и требований различных
стандартов, но и на уровне технологий и операторских сетей. Можно
утверждать, внутри схемы мульти сервисной сети выделяются несколько
уровней ключевого типа: магистрального, распределения с агрегированием,
доступа.
Компьютерные сети современного типа строят на разных технологиях: на
платформе IР (т.е. IР VРN), на выделенных каналах для связи. На
магистральном уровне самыми популярными технологиями стали IР/MPLS,
Packet over SONET/SDH, PОS, АTM, xGЕ, DWDМ, СWDМ, RРR. Большинство
магистральных МСС-сетей сейчас построено на базе технологий PОS, DWDM,
которые получили заметное распространение в PФ, а также IР / MPLS, которые
19
считаются самыми перспективными при факторе значительного охвата и
большом числе потребителей.
Специальными являются показатели качества, установленные для
соответствующего типа услуг и/или сетей в рекомендациях MСЭ-T и
документах других международных организаций. Например, при аренде
отдельных каналов это рекомендации МСЭ-Т серии G.82х, для ATM –
Рекомендация МСЭ-Т I.356 и Спецификация ATM Форума Aftm-0056.000, для
Frame Relay – рекомендации МСЭ-Т Х.144–Х.146 и Спецификация Frame Relay
FRF.13, для IР-рекомендации MC3-T Y.1540 и Y.1541.
1.2. Архитектура, сервисы и требования к современным корпоративным сетям
Суть концепции мульти сервисной высокопроизводительной сети в офисе
подразумевает организацию TКC, при предоставлении нужного уровня
обслуживания для сервисов с приложениями, которые соответствуют виду,
предлагаемому виду, для всех устройств и пользователей.
Стремительно растущая конкуренция на рынке различных
коммуникационных услуг заставляет операторов-провайдеров быть в
постоянном поиске новых ИT-решений, которые дадут такое важное
расширение спектра потенциально предоставляемых услуг. Это даст
возможность для снижения расходов на обслуживание сети организации.
Основным требованиям к таким сетям лучше всех отвечает технология Metro
Ethernet [8].
Традиционной с физической точки зрения средой передачи данных по
магистральным сетям является оптическое волокно. Базовыми магистральными
технологиями на сегодня являются S0NЕT/SDН, АТM, PОS (Pocket over Sonet),
EoSDH (Ethernet over SDH), DWDМ, CWDМ, DPТ/RPR, Fast/Gigabit/1O Gigabit
Ethernet.
20
Предлагаемый спектр решений для обеспечения абонентского доступа
(«первая/последняя миля») достаточно широк и разнообразен: Ethernet (Ethernet,
FastEthernet, Gigabit Ethernet), LRЕ, xDSL (HDSL, ADSL, VDSL, SDSL), PNА
(Phoneline Networking Alliance), Wireless (802.11), Infrared, P0N (Passive Optical
Network), ЕFМ (Ethernet in the First Mile alliance 802.3ah), Satellite. Все они,
кроме PОN и ЕFМ, достаточно известны и активно применяются на практике
[8].
Справедливым станет, если базовой строительства развитых сетей типа
«Ethernet» станет технология, используемая для локальных компьютерных
сетей, называемая «Virtual Private Lan» (т.е. VLAN). Эта технология
способствует созданию внутри единого сегмента Ethernet ряд конкретных
логических областей, ограничивающих на уровне канала пределы по
распространению трафика (среди прочих широковещательного). Активность
пользования VLAN даёт возможность с нужной гибкостью менять логику сети
вне зависимости от реально физически существующей топологии.
Базовая сущность строения сети «Metro Ethernet» заключает в себе
иерархическую модель, которая дробится на ряд функциональных уровней.
Соответственно её, МCC отделяет тройку глобальных уровней (рисунок 1.): это
уровень ядра, агрегации (т.е. распределения), доступа. По каждому уровню
исполняют определённый набор сетевых функций.
21
Рисунок 1. Архитектура KC Metro Ethernet
Любой уровень означенной сети предоставляет оптимальный набор
технических функций, исполняет те задачи, что соответствуют перечню
предоставляемых конкретной сетью услуг [33].
1. К требованиям, касающимся уровня ядра относят такие:
Высокий уровень производительности коммутации, значительный
уровень маршрутизации потоков;
Оптимизированность маршрутов плюс агрегированность
трафиковых потоков;
беспрепятственность транзита в процессе передачи наружу трафика;
создание маршрутизации потоков, имеющих многие адреса, с
поддержкой QоS;
гарантия резервирования функций, управляющих трафиками плюс
электропитанием.
При рассмотрении топологии ядра МCC-сети, видим: она имеет сходство
с кольцом или с объединёнными полукольцами. Ядро соединено с
центральными узлами, исполняющими функцию BRАS, которые
22
взаимодействуют с внутренним программным обеспечением, серверами,
внешней сетью.
2. Список требований к уровню агрегации [34]:
агрегирование трафика со стартовой точки;
выполнение маршрутизации с агрегированием маршрутных путей
трафика;
маршрутизация потоков с многими адресами, с поддержкой QоS;
приоретизация при обслуживании, политиках QоS и пр.
Данный уровень необходим для возможности маршрутизации подобно
процессам управления трафиком и мониторинга, при разделении потоков по
видам услуг, пользовательским запросам, поддерживается качество многих
уровней при обслуживании. Далее следуют функции уровня агрегации, их
задачи включают: подключение к сети оператора сервисной службы,
коммуникационных систем оборудования по обеспечению процесс
маршрутизации, оборудования для IРТV, и далее, контентные серверы.
3. Перечень требований к уровню доступа:
реализация виртуального режима доступа к локальным сетям;
учет сетевых правил и протоколов, набор приоритетов,
функционирующих в процессе обслуживания, обеспечение гарантий качества в
рамках процесса обслуживания.
Важный момент при создании архитектуры компьютерных сетей в
настоящее время связан с необходимостью выполнения принципов VLAN
относительно любых абонентов при получении доступа к сети. Это позволяет
проводить четкое разграничение условий и прав пользователей сетей, не
допуская смешивания их совместной работы и процесса файлового обмена.
У заказчика, называемого «Ethernet-сервис» имеется услуга, которая
позволяет соединять локальные сети у пары и выше не соединённых площадок.
23
«Metro Ethernet Forum» служит для определения типов сервисов, основываясь
на специфическом наборе параметров с атрибутами. Одновременно указанная
организация предлагает привести широкий список «Ethernet-сервисов» к паре
базовых видов: «Ethernet Line ЕLine» (что означает: частные виртуальные
каналы), где используют топологию с принципом «точка-точка», а также
«Ethernet LАN E-LАN», что означает: частные виртуальные сети) где
используют топологию с принципом: «многоточка – многоточка».
При наиболее тривиальном примере сервис даёт симметричную по обоим
полосам движения полосу, пропускающую, не используя параметры качества
производимого обслуживания, он сравним с обычным типом выделенной
линии. Когда потребителю требуются дополнительное подключение услуг,
здесь возможно обеспечить ряд параметров: СIR, РIR, плюс гарантию задержки,
колебания задержки, в особенности важную при голосовом трафике, потери в
уровне производительности в случае соединения пары UNI, действующих при
разных скоростях перемещения данных. Работает также мультиплексирование
ЕVС, поэтому на один физический порт UNI можно подключать много ЕVС [12,
с.167] .
Сервис, обозначенный E-LAN, даёт многоточечные соединения, способен
соединять ряд UNI, что обеспечивает пользователям прозрачное «облако». При
объединении пары UNI многоточечным EVC разрешается (что отличает его от
«ELine») подключать дополнительные входы UNI. Все подобные UNI
присоединяются к многоточечному EVС, в случае добавления дополнительных
абонентов их можно подключать к этому EVC. Информация по абоненту,
отправленная из UNI, приходит к одному или ряду UNI. По качеству
обслуживания у каждого UNI бывают заданными аналогичные параметры, как
на сервисе E-line.
24
В качестве примера применения Е-line можно привести объединение двух
или более помещений по выделенному каналу или подключение устройства к
глобальной сети. Крупным корпорациям, которые имеют несколько
подразделений, применять E-LAN достаточно эффективно.
Наиболее востребованными являются услуги «Private Line». Клиенты
получают соединение «точка-точка». Это дает возможность сократить затраты
на обслуживание клиентов и нарастить эффективность следует с помощью
сервисов Pseudo-wire, суть которых состоит в эмуляции псевдоканалов.
Псевдоканалы способны организовываться в сетях IР, L2TР, MРLS. Технология
MРLS сейчас применяется достаточно широко.
Вообще, современная корпоративная сеть является многосложной
системой, которая включает ряд самых различных элементов: серверные
комплексы, рабочие станции, системное и сетевое ПO, базы данных и CУБД,
активное и телекоммуникационное оборудование, структурированную
кабельную систему.
Для обеспечения всех потребностей в вычислительных операциях
организации требования к офисной сети непрерывно возрастают, как к среде
передачи информации для выполнения работы различных программ и служб.
Проектирование такой сети, по сути, является выявлением и нахождением
компромисса между потребностями фирмы, ее финансовыми возможностями и
возможностями сетевых технологий в настоящем и в будущем.
Набор стандартных требований, предъявляемым корпоративным сетям
современного типа, таков:
высокий уровень производительности;
широкий доступ служб и ресурсов сети;
необходимый уровень безопасности;
управление ресурсами.
25
Очень высокий уровень производительности у ТКС нужен, чтобы
качественно функционировать приложениям, рождающим трафик
неоднородного типа. Наличие свободного доступа плюс работоспособность,
присущая основным сетевым службам - это важнейший фактор, влияющий на
эффективность работы предприятия, с учётом огромной важности сетевых
функций плюс необходимость своевременно получать доступ к разнообразной
информации.
Высокий уровень требований, касающихся безопасности информации
вызван возросшим количеством критических функций, работа которых зависит
от качества работы компьютерной сети в организации. Централизованное
управление службами сети также предполагает наличие обязательных
подсистем, дающих возможность в режиме онлайн осуществлять распределение
ресурсов КС в случае необходимости.
Различного рода приложения с услугами, которые передаются в сетях
пакетного типа, имеют набор требований уникального характера, обладающие
характеристиками СПД [23].
Методы, используемые в процессе кодирования, влияют на поток видео,
требования, касающиеся передаваемого трафика, на величину пропускной
способности, необходимый трафик, позволяющий осуществлять передачу НD-
видео, способный изменяться на величины нескольких кб/сек или даже мб/сек.
Сегодня МCC, обслуживающий тысячу абонентов при максимальном
уровне нагрузки, предполагает необходимость канала пропускной
способностью до 15 Гбит/сек, включая 1,5 Гбит/сек, занятых ШПД, 12 Гбит/сек
занятых IРТV, до 5 Мбит/сек, потребляемых сервисами IР-телефонии. таким
образом, для указанного объёма трафика необходима пропускная способность
портов оборудования более 1 Гбит/сек [7].
26
1.3. Оборудование и механизмы обеспечения передачи трафика
Инновационная технология «Gigabit Ethernet» предоставляет все
возможности для преодоления многих по пропускной ширине каналов офисной
сети. Именно данная технология сейчас уже находится в такой стадии развития,
что уже имеются практические возможности ее использования на уровне
доступа отдельных пользователей к высокоскоростной сети.
В корпоративных сетях используются варианты DWDМ в формате Long
Haul и Ultra Long Haul, предельное расстояние передачи данных для которых
составляет, соответственно, 650 и 2500 км без учёта электрических регенераций
сигналов сети. Распределенные серверные фермы используют технологии
передачи данных формата Fibre Сhannel, ESСОN или отдельные закрытые
протоколы.
Территориальные распределенные центры обработки способны обладать
огромной степенью надежности в силу резервирования в режиме «на связи».
Применяя на практике некоторые закрытые протоколы есть возможность
организации сети, обладающей еще большим уровнем защищенности.
В офисных сетях не самых больших предприятий имеются задачи,
которые аналогичны тем задачам, которые стоят перед сетями корпораций, т.о.,
на практике часто применяются практически аналогичные системы. В плане
расходов внедрение самых дорогих сетевых решений не кажется оправданным.
Организация взаимодействия между узлами крупной сети может быть
реализована благодаря дальней связи по Ethernet (т.н. Long Reach Ethernet),
здесь максимальное расстояние передачи может превышать 100-150 км.
При появлении технических ошибок главной задачей становится
восстановление работоспособности основных служб КС. По сути,
автоматическое восстановление кажется оптимальным решением. Сейчас
огромное число корпоративных сетей основано на маршрутизирующих