Общая схема двухступенчатого доступа

Раньше удаленный международный или междугородный доступ отдельных пользо­вателей всегда реализовывался по схеме, основанной на использовании междуна­родной или междугородной телефонной связи. Публичные территориальные сети с коммутацией пакетов (в основном - сети Х.25) не были так распространены, чтобы, находясь в любом городе, посланный в командировку сотрудник мог полу­чить доступ к этой сети, а через нее - к маршрутизатору или серверу удаленного доступа своего предприятия.

Поэтому удаленные пользователи непосредственно звонили по телефонной сети на сервер удаленного доступа своего предприятия, не считаясь с затратами на меж­дународные или междугородные переговоры.

Однако сегодня очень часто служба международной сети с коммутацией пакетов имеется во многих городах, и чаще всего это служба Internet. По мере развития услуг сетей frame relay возможно, что и эта технология получит такое же массовое распространение. Поэтому стала возможной двухступенчатая связь удаленного пользователя со своей корпоративной сетью - сначала выполняется доступ по го­родской телефонной сети к местному поставщику услуг Internet, а затем через Internet пользователь соединяется со своей корпоративной сетью.

Такой вариант может значительно удешевить доступ по сравнению с непосред­ственным подключением через междугородные АТС.

Обычно экономия происходит за счет перехода от междугородных (или между­народных) звонков к местным. Если поставщик услуг сети с коммутацией пакетов поддерживает доступ по коммутируемым телефонным сетям, то непосредственный доступ к серверу, установленному в центральной сети, находящейся в другом горо­де, заменяется звонком на сервер удаленного доступа местного поставщика услуг (рис. 6.37).

 

 

Центральная сеть предприятия, используя выделенный канал, обычно непосредственно подключается к той же сети с коммутацией пакетов, что и удаленные пользователи в других городах.

Стандартизация клиентов удаленного доступа на основе протоколов РРР и SLIP упрощает проблемы обслуживания разнородных пользователей одним поставщи­ком услуг при использовании Internet в качестве промежуточной сети. Для сетей Х.25 протоколы взаимодействия сети офиса с сетью поставщика услуг также впол­не определены, хотя иногда наблюдаются случаи различной настройки одного и того же протокола в оборудовании и программном обеспечении клиента и поставщика услуг.

Выгода от Internet в качестве промежуточного транспорта оказывается особенно ощутимой, так как расценки поставщиков услуг Internet намного ниже, чем расценки поставщиков услуг сетей Х.25. Это обстоятельство является не послед­ней причиной бурного распространения технологии intranet, использующей транс­портные и информационные службы Internet для внутрикорпоративных нужд.

Ввиду большой популярности Internet в качестве инструмента для доступа корпоративной сети для этой двухступенчатой схемы разработано много протоко лов и средств, которые создают виртуальный туннель между пользователем и точкой входа в корпоративную сеть – маршрутизатором или сервером удаленной

доступа. Этот туннель решает две задачи. Во-первых, передачу через IP-сеть, которой является Internet, чужеродного для нее графика - протоколов IPX, NetBEUI непосредственно Ethernet и т. п. Во-вторых, туннель создает защищенный канал данные в котором шифруются.

Промежуточная телефонная сеть делает доступ через Internet к корпоративной сети весьма медленным. В последнее время появилось несколько решений, позво­ляющих пользователю получить весьма быстрый доступ к Internet через существующие инфраструктуры абонентских окончаний телефонных сетей и сетей кабельного телевидения.

 

Технологии ускоренного доступа к Internet через абонентские окончания телефонных и кабельных сетей

Сегодня многие телекоммуникационные компании разных стран мира начали активно внедрять различные варианты цифровых абонентских линий (DSL). В последнее время наибольшее внимание специалистов привлекла технология асимметричной цифровой абонентской линии (Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL), но помимо нее пользователям предложены также службы симметричной цифровой абонентской линии (SDSL), цифровой абонентской линии с переменной ско­ростью (Rate Adaptive DSL, RADSL) и сверхбыстрой цифровой абонентской линии (Very high-speed DSL, VDSL).

Цифровые абонентские окончания появились достаточно давно - впервые их ввели первичные сети каналов Т1/Е1. Цифровое абонентское окончание High-speed DSL (HDSL) работает по 4-проводной линии со скоростью до 1,544 или 2,048 Мбит/с. Цифровое абонентское окончание сети ISDN работает по 2-проводному окончанию со скоростью 128 Кбит/с.

Однако сегодня пользователям хотелось бы получить доступ к Internet (и через Internet к своим корпоративным сетям) с помощью стандартного 2-проводного телефонного окончания, установив при этом на своем домашнем компьютере ка­кое-нибудь устройство типа модема. Перечисленные выше технологии позволяют это сделать с помощью специальных модемов.

Эти технологии рассчитаны на высокоскоростную передачу данных на коротком отрезке витой пары, соединяющей абонента с ближайшей телефонной АТС, то есть на решение проблемы «последней мили», отделяющей потребителя от поставщика услуг. В то время как обычные модемы (V.34, V.34+) рассчитаны на работу с полосой пропус­кания в 3100 Гц через сеть с произвольным количеством коммутаторов, модемы DSL могут получить в свое распоряжение полосу порядка 1 МГц - эта величина зависит от длины кабеля до АТС и сечения используемых проводов. Отличия условий работы модемов DSL от обычных модемов показаны на рис. 6.38 на примере ADSL-модемов. ADSL-модемы, подключаемые к обоим концам короткой линии между абонен­том и АТС, образуют три канала: быстрый канал передачи данных из сети в компь­ютер, менее быстрый дуплексный канал передачи данных из компьютера в сеть и простой канал телефонной связи, по которому передаются обычные телефонные разговоры. Передача данных в канале «сеть-абонент» происходит со скоростями от 1,5 до 6 Мбит/с, в канале «абонент-сеть» - со скоростью от 16 Кбит/с до 1 Мбит/с. В обоих случаях конкретная величина скорости передачи зависит от длины и качества линии. Асимметричный характер скорости передачи данных вво­дится специально, так как удаленный пользователь Internet или корпоративной сети обычно загружает данные из сети в свой компьютер, а в обратном направле­нии идут либо квитанции, либо поток данных существенно меньшей скорости. Для получения асимметрии скорости полоса пропускания абонентского окончания де­лится между каналами также асимметрично.

На дальнем конце абонентского окончания должен располагаться так называе­мый мультиплексор доступа ADSL - ADSLAM. Этот мультиплексор выделяет подканалы из общего канала и отправляет голосовой подканал в 3100 Гц на АТС, а высокоскоростные каналы данных направляет на маршрутизатор, который должен находиться рядом с ADSLAM.

Одно из главных преимуществ технологии ADSL по сравнению с аналоговыми модемами и протоколами ISDN и HDSL - то, что поддержка голоса никак не отражается на параллельной передаче данных по двум быстрым каналам. Причина подобного эффекта состоит в том, что ADSL основана на принципах разделения частот, благодаря чему голосовой канал надежно отделяется от двух других кана­лов передачи данных. Такой метод передачи гарантирует надежную работу канала POTS даже при нарушении питания ADSL-модема. Никакие конкурирующие си­стемы передачи данных не обеспечивают работу обычного телефонного канала столь же надежно. Хотя технологии ISDN и HDSL поддерживают режим обычной телефонной связи, для ее установления они требуют организации специального канала с пропускной способностью 64 Кбит/с.

Маршрутизатор, расположенный в здании АТС, должен соединяться выделенным высокоскоростным каналом с другим маршрутизатором Internet (или другой сети с коммутацией пакетов). Если центральная сеть предприятия подключена к Internet через выделенный высокоскоростной канал, то все удаленные пользовате­ли, у которых установлены модемы ADSL, получают высокоскоростной доступ к сети своего предприятия на тех же телефонных каналах, которые всегда соединяли их с городской АТС.

Широкое распространение технологий DSL должно сопровождаться некоторой перестройкой работы поставщиков услуг Internet и поставщиков услуг теле­фонных сетей, так как их оборудование должно теперь работать совместно.

Стандарт на ADSL-модемы уже принят. Правда, он узаконил только один из реализованных в этой технологии видов кодирования - DMT, в то время как более дешевое САР-кодирование, используемое некоторыми разработчиками этой технологии, пока не является стандартным. Модемы DSL являются частным случаем модемов, работающих на коротких ненагруженных линиях. Еще до появления тех­нологий ADSL и ей подобных, модемы short range или short haul применялись для связи не очень удаленных между собой сетей и компьютеров. Этот класс модемов включал как очень простые устройства, так называемые драйверы линий, которые не модулировали сигнал, а просто являлись усилителями, так и сложные модемы, способные работать со скоростью до 2,048 Мбит/с (например, модемы компании RAD Data Communications).

Кроме абонентских окончаний телефонных сетей в последнее время для скорост­ного доступа к Internet стали применять абонентские окончания кабельного телеви­дения. Для этих целей уже разработан специальный вид модемов - кабельные модемы. В кабельных модемах используется имеющийся коаксиальный 75-омный телевизи­онный кабель для передачи данных из сети в компьютер со скоростью до 30 Мбит/с, а из компьютера в сеть - со скоростью до 10 Мбит/с. При этом качество передаваемых сигналов очень высокое.

Высокоскоростные абонентские окончания создают для поставщиков услуг Internet дополнительную проблему - им необходимо иметь очень скоростные каналы доступа к остальной части Internet, так как 10 абонентов с графиком по 8 Мбит/с создают общий трафик в 80 Мбит/с, который качественно можно передать только с помо­щью технологий SONET/SDH или АТМ. Ведущие поставщики услуг Internet, на­пример UUCP, такие каналы уже имеют.

 

Выводы

Удаленный доступ характеризуется использованием глобальных транспортных служб, несимметричностью взаимодействия и большим количеством удален­ных пользователей.

При удаленном доступе в основном используются аналоговые телефонные сети и ISDN - ввиду их распространенности и невысокого уровня оплаты при соединениях небольшой длительности.

Удаленные пользователи подключаются к специальному устройству центральной сети – серверу удалённого доступа (RAS), которое работает в режиме маршрутизатора или шлюза в зависимости от протоколов, используемых удален­ным пользователем.

Наиболее универсальным режимом удаленного доступа является режим удаленного узла, при котором компьютер пользователя является узлом локальной сети предприятия со всеми его возможностями, но только подключенным к сети через низкоскоростной канал по протоколу РРР.

Связь с центральной локальной сетью по инициативе удаленного пользователя называется режимом dial-in (основной режим), а по инициативе пользователя центральной сети - dial-out.

Режимы терминального доступа и удаленного управления позволяют удаленному пользователю подключиться к компьютеру центральной сети в режиме, имитирующем работу локального терминала. Этот режим очень экономно рас­ходует полосу пропускания глобального канала и рекомендуется для тех случа­ев, когда необходим низкоскоростной канал - 4800 или 9600 бит/с.

Для удаленного доступа может использоваться режим электронной почты, ко­торый автоматически поддерживается многими приложениями, в том числе СУБД, для получения запросов и отправки ответов.

Для экономичного удаленного доступа в последнее время часто используется двухступенчатая схема доступа, в которой на первом этапе удаленный пользо­ватель подключается через местную телефонную сеть к местному поставщику услуг Internet, а через Internet выполняется второй этап подключения - к цен­тральной сети, расположенной в другом городе или другой стране.

Для скоростного доступа к Internet через инфраструктуру абонентских окончаний телефонных аналоговых сетей или сетей кабельного телевидения разработаны новые технологии цифрового абонентского окончания - технологии DSL, из которых наибольший интерес представляет технология асимметричного досту­па ADSL.

 

 

Вопросы и упражнения

1. Чем отличаются модемы от устройств DSU/CSU?

2. Предприятие решило создать собственную глобальную сеть. Какой тип глобальных связей будет наиболее эффективен, если предприятию необходимо соединить локальную сеть в штаб-квартире с тремя локальными сетями региональных подразделений, расположенных в разных городах? Средняя интенсив­ность трафика между сетями подразделений и центральной сетью оценивается диапазоном значений от 500 Кбит/с до 1 Мбит/с.

3. Вы убедились, что модем устойчиво работает на выделенном 2-проводном ка­нале как в асинхронном, так и в синхронном режимах. Какой режим вы пред­почтете?

4. К устройству какого уровня в терминах модели OSI можно отнести современ­ный модем?

5. Можно ли использовать обычное абонентское окончание телефонной аналого­вой сети, имеющееся в офисе, для подключения к каналу Е1?

6. Каким видом услуг цифровых сетей можно воспользоваться, если необходимо соединить две локальные сети, находящиеся в разных городах, причем интенсивность межсетевого трафика составляет от 100 до 180 Кбит/с?

7. Сколько каналов Т1 можно передать в одном канале STS-1?

8. Может ли сеть Х.25 работать без устройств PAD?

9. Какие устройства необходимо применить для подключения мэйнфрейма, имеющего только интерфейсы RS-232C, к локальной сети Ethernet, если известно, что сетевые адаптеры Ethernet для этого мэйнфрейма не выпускаются?

10. Каким образом пользователь может подключиться к встроенному устройству PAD через телефонную сеть, если он работает за терминалом, который не под­держивает процедуры вызова абонента через телефонную сеть автоматически?

11. Какую услугу ISDN целесообразно использовать, если к этой сети подключе­ны с помощью терминальных адаптеров два персональных компьютера и им нужно постоянно обмениваться данными со скоростью 2400 бит/с с пульса­циями до 9600 бит/с, причем величины задержек пакетов не являются кри­тичными?

12. Какую услугу ISDN целесообразно использовать, если к этой сети подключе­ны с помощью маршрутизаторов две локальные сети, причем межсетевой трафик имеет интенсивность от 100 до 512 Кбит/с в течение длительного периода времени?

13. Сравните количество кадров, которое порождает обмен двумя сообщениями TCP (посылка данных и получение квитанции) между двумя конечными хос­тами, соединенными одним промежуточным коммутатором для случаев, когда этот коммутатор является коммутатором Х.25 и когда этот коммутатор явля­ется коммутатором frame relay?

14. В каком случае процент дошедших кадров через сеть frame relay до конечного узла будет выше: когда услуга заказана на основании параметров CIR, Вс и Be или когда услуга заказана на основании только параметров CIR и Вс (подра­зумевается, что значения параметров CIR и Вс в обоих случаях совпадают). Сеть frame relay недогружена, а узел-источник отправляет данные со скорос­тью, часто значительно превышающей CIR?

15. Если у вашего предприятия появилась необходимость соединить многочисленные сети филиалов с центральной сетью и между собой, но в распоряже­нии имеются только выделенные аналоговые каналы с установленными синхронными модемами 19,2 Кбит/с, то какую технологию из следующих вы выберете: Х.25, frame relay или АТМ? Обоснуйте факторы, которые повлияют на ваше решение.

16. Для какой из категории услуг сеть АТМ явно управляет потоком данных? Почему для других категорий услуг управление потоком данных не использу­ется?

17. Вы хотите вручную настроить постоянный виртуальный канал в двух корпоративных сетях АТМ, соединенных публичной сетью АТМ. Вы не хотите, чтобы ваши номера VCI зависели от номеров виртуальных каналов, используемых администратором в публичной сети ATM.