Мережа міжвузлового зв’язку NCN (Node Connection Network).

Мережа абонентського доступу CAN забезпечує підключення АП інформаційної мережі до так названого опорного вузла (ОВ). З одного боку, він є вузлом комутації (ВК) для мережі абонентського доступу (в існуючих мережах електрозв’язку загального користування такі вузли мають назву опорні станції ОПС, в аналоговій телефонії цю роль виконують районні АТС); з іншого боку, він є кінцевим пунктом, в якому забезпечується доступ до мережі NCN.

Територія, на якій зосереджені АП, що включені до відповідного ОВ, визначає його район обслуговування. Межі району обслуговування встановлюються в залежності від абонентської щільності та комутаційних можливостей вузла. По відношенню до АП свого регіону обслуговування опорний вузол виконує функцію комутації, забезпечуючи встановлення зв’язку всередині району. По відношенню до мережі міжвузлового зв’язку він є концентратором, який формує міжвузлові потоки, а також потоки до пунктів, в яких розміщуються інформаційні та обчислювальні ресурси інформаційної мережі.

Лінії зв’язку, за допомогою яких АП під’єднується до ВК, називаються абонентськими лініями (АЛ).

Абонентську мережу, маючи на увазі ділянку від ОВ до АП, називають „останньою милею” телекомунікаційної мережі. Проблема останньої милі полягає в чисельності АЛ, що визначає значну частину витрат (приблизно 30%) їх загальної суми на мережу в цілому. Розв’язок цієї проблеми полягає в організації в мережі доступу додаткових вузлових пунктів (розподілених вузлів), які є інсталяційною базою для розміщення таких пристроїв, як розподілені коробки, розподілені шафи, мультиплексори, концентратори, розгалуджувачі. Використання цих пристроїв дозволяє суттєво понизити капітальні витрати на абонентську мережу.

Введення додаткових вузлів дозволяє організувати в абонентській мережі магістральні ділянки (МД), виконані на потужних кабелях, та розподілені ділянки (РД), так названі розподілені мережі. Чим ближче вдається розташувати вузол абонентської мережі до місця зосередження абонентів, тим дешевша розподілена мережа.

Недоліком даної мережі є розподіл за видами служб (телевізійне мовлення, телефонія), неможливість організації двонаправлених широкосмугових служб (відеотелефонії, відеоконференції і т.п.) із-за недостатньої смуги пропускання мідних пар телефонного кабелю.

Сучасні концепції побудови мережі абонентського доступу базуються на використанні волоконно-оптичного кабелю. Так, концепція „волокно до розподіленої шафи” FTTC (Fiber to the Curb) забезпечує один із найпростіших та порівняно недорогих методів нарощування абонентської мережі (рис.2.9). Волоконно-оптичний кабель з ОПС надходить до розподіленої шафи (Curb), яка обладнана електронним розподіленим обладнанням. Шафа може розміщуватися безпосередньо в приміщенні, до абонентів йдуть виті пари. На відміну від телефонних пар, вони мають кращі технічні характеристики та велику пропускну спроможність.

Концепція „волокно до квартири” FTTH (Fiber to the Home) є дуже дорогою (рис.2.10). Її втілення багато залежить від того, як швидко будуть знижуватися вартість волоконно-оптичних компонент (особливо лазерних передавачів), а також розцінки на інсталяцію таких систем. Волокно від опорного комутатора прямує безпосередньо до терміналу абонента. На шляху можуть встановлюватися пасивні оптичні розподільні кроси, які „подрібнюють” багатожильний ВОК у кабелі з меншою кількістю волокон (особливо, двожильні).

Існують й інші способи організації мережі абонентського доступу, наприклад, використання безпроводових АЛ – стаціонарного радіодоступу (рис.2.11).

В мережі радіодоступу велика частина витрат полягає на радіообладнання.

Такі переваги, як швидка реалізація та введення об’єкту до експлуатації, порівняно не складна реконфігурація мережі, яка дозволяє спостерігати зміну попиту на послуги, роблять дану мережу дуже перспективною. Крім цього, в деяких випадках із-за неможливості прокладання додаткового кабелю радіодоступ є єдиним можливим методом нарощування та модернізації абонентської мережі.

Проблема надійності мережі абонентського доступу вирішується використанням різних варіантів топології мережі, що стосується і кільця (рис.2.12).

Мережі у приміщеннях абонентів та офісів організуються на основі принципів побудови мережі LAN.

31. Охарактеризуйте способи організації VLAN. Які переваги дає використання технології VLAN?

Технологія віртуальних локальних мереж (Virtual LAN, VLAN) дає змогу в мережі, побудованій на комутаторах, створювати сегменти, трафіки яких повністю ізолюються один від одного. Це досягається шляхом логічного конфігурування комутаторів мережевим адміністратором і не вимагає зміни фізичної структури мережі.

Технологія VLAN, таким чином, забезпечує вирішення проблеми бар'єрів на шляху широкомовного трафіку, оскільки весь трафік (зокрема широкомовний) вузлів, які належать одній віртуальній мережі, на канальному рівні повністю ізольований від інших вузлів мережі. Це означає, що передавання кадрів між різними віртуальними мережами на основі адреси канального рівня є неможливим, незалежно від типу адреси – унікальної, групової або широкомовної.

Водночас усередині віртуальної мережі кадри передаються за технологією комутації, тобто лише на той порт, який пов'язаний з адресою призначення кадру. Віртуальні мережі можуть перетинатися, якщо один або декілька комп'ютерів входять до складу більш ніж однієї віртуальної мережі. Таким чином віртуальна мережа утворює домен широкомовного трафіку (broadcast domain).

Базові правила побудови віртуальних локальних мереж визначено стандартом IEEE 802.1Q та не залежать від протоколу канального рівня, який підтримує комутатор.

Для поєднання віртуальних мереж у загальну мережу необхідним є залучення мережевого рівня, що може бути реалізовано в окремому маршрутизаторі або у складі програмного забезпечення комутатора, який при цьому стає комбінованим пристроєм – комутатором 3-го рівня.

Створюючи віртуальні мереж на основі одного комутатора, зазвичай, використовують механізм групування в мережі портів комутатора (рис. 12.2), за яким кожен порт приписують до тієї чи іншої віртуальної мережі.

Кадр, що надійшов від порту, який належить, наприклад, віртуальній мережі 1, ніколи не буде передано порту, який не належить цій віртуальній мережі. Порт можна приписати до декількох віртуальних мереж, хоча у практиці так роблять рідко (зникає ефект повної ізоляції мереж).

Групування портів для одного комутатора – найбільш логічний спосіб утворення VLAN, оскільки віртуальних мереж, побудованих на основі одного комутатора, не може бути більше, ніж портів. Однак групування портів погано працює в мережах, побудованих на декількох комутаторах.

Рисунок 12.3 ілюструє проблему, що виникає в процесі створення віртуальних мереж на основі декількох комутаторів, які підтримують техніку групування портів.

Якщо вузли будь-якої віртуальної мережі під’єднано до різних комутаторів, то для з'єднання комутаторів кожної такої мережі необхідно виділити свою пару портів. У іншому випадку, якщо комутатори пов'язуються тільки однією парою портів, інформацію про належність кадру до тієї чи іншої віртуальної мережі в процесі передавання з комутатора в комутатор буде втрачено. Таким чином, комутатори з групуванням портів потребують для свого з'єднання портів стільки, скільки віртуальних мереж вони підтримують. Порти та кабелі використовуються у такому способі дуже марнотратно. Крім того, для з'єднання віртуальних мереж через маршрутизатор для кожної віртуальної мережі виділяється окремий кабель і окремий порт маршрутизатора, що також призводить до додаткових витрат.

Другий спосіб утворення віртуальних мереж засновано на групуванні МАС-адрес. У цьому випадку потрібно позначати номерами віртуальних мереж усі МАС-адреси, які є в таблицях кожного комутатора. Групування МАС-адрес у віртуальну мережу на кожному комутаторі позбавляє від необхідності їх поєднання декількома портами, тому що в цьому випадку МАС-адреса є міткою віртуальної мережі.

Оскільки в мережі існує численність вузлів, цей спосіб вимагає від адміністратора виконання великої кількості ручних операцій. Однак він є більш гнучким для побудови віртуальних мереж на основі декількох комутаторів, ніж спосіб групування портів.

Описані два підходи засновано тільки на доповненні інформацією адресних таблиць моста, в них відсутня можливість вбудовувати (долучати) інформацію про належність кадру до віртуальної мережі в кадр, який передається.

Інші підходи використовують наявні чи додаткові поля кадру для зберігання інформації про належність кадру конкретної VLAN у процесі його переміщення між комутаторами мережі. Додаткове поле з позначкою про номер віртуальної мережі застосовують тільки тоді, коли кадр передається від комутатора до комутатора, а в процесі передавання кадру кінцевому вузлу воно видаляється. При цьому модифікується протокол взаємодії “комутатор – комутатор”, а програмне й апаратне забезпечення кінцевих вузлів залишається незмінним.

Для зберігання номера віртуальної мережі в стандарті IEEE 802.1Q передбачено додатковий заголовок. У цьому заголовку 12 біт використовуються для зберігання номера VLAN, до якої належить кадр. Ця додаткова інформація дає змогу комутаторам різних виробників створювати до 4096 загальних віртуальних мереж. Щоб кадр Ethernet не збільшувався в обсязі, під час долучування заголовка поле даних зменшується на 2 байти.

У разі застосування комутаторів 3-го рівня для створення VLAN можуть бути використані адреси мережевого рівня (IP-адреси). У цьому випадку віртуальна мережа є звичайною логічною мережею.

Технологія VLAN уможливлює вирішення спеціальних завдань щодо безпеки в мережі, а саме: керування правами доступу користувачів. Для автентифікації користувачів створюється певна чергова VLAN, до якої вважається прикріпленим будь-який користувач, який входить у мережу.

Чергова VLAN забезпечує його зв'язок з сервером автентифікації для введення імені та пароля. Для кожного користувача сервер зберігає інформацію про VLAN, доступ до яких йому дозволено. Цю інформацію сервер завантажує в комутатори, конфігуруючи таким чином різні шляхи передавання кадрів під час роботи користувача в мережі.

32. Перерахуйте основні компоненти архітектури QoS. Що таке засоби QoS вузла?

Служба QoS забезпечує якості обслуговування для різних типів застосовань. Вона має розподілений характер, так як її елементи повинні бути наявними у всіх мережевих пристроях, які просувають пакети: комутаторах, маршрутизаторах, серверах доступу. А також у службі QoS необхідними є елементи централізованого керування, оскільки роботу окремих мережевих пристроїв, які підтримують QoS, потрібно координувати, щоб якість обслуговування була однаковою вздовж усього шляху, яким слідують пакети. Будьякі гарантії QoS є настільки гарними, наскільки їх забезпечує найбільш "слабкий" елемент у ланцюжку між відправником і одержувачем. Тому підтримка QoS тільки в одному мережевому пристрої, навіть у магістральному, може незначно поліпшити якість обслуговування або ж зовсім не впливати на параметри QoS.

На рисунку 14.2 (муть) наведено базову архітектуру служби QoS з елементами трьох основних типів:

• засобів QoS- вузла;

• протоколів сигналізації QoS;