Компьютерные сети

□ Предварительная прокладка первичного (основного) и резервного туннеля для тех случаев, когда нужно обеспечить отказоустойчивость туннеля.

□ Описанные первые три свойства технологии РВВ ТЕ позволяют администратору или системе управления сетью формировать пути прохождения через сеть произвольным образом, независимо от того, имеют ли они минимальную метрику до некоторого коммутатора, названного корневым, или нет — то есть обеспечивают поддержку функций инжиниринга трафика. Пара «В-VID/B-MAC-DA» является аналогом метки пути LSP технологии MPLS, однако в отличие от метки MPLS значение этой пары остается неизменным в процессе перемещения кадра по сети провайдера.

Посмотрим, как работает технология РВВ ТЕ, на примере сети, изображенной на рис. 21.14. В этой сети сконфигурировано два туннеля:
□ Основной туннель с B-VID 1007 между ВЕВ1 и ВЕВ2, проходящий через ВСВ2 и ВСВ5. Нужно отметить, что в отличие от туннелей MPLS туннели РВВ ТЕ являются двунаправленными.

□ Резервный туннель с B-VID 1033, соединяющий те же конечные точки ВЕВ1 и ВЕВ2, но проходящий через другие промежуточные коммутаторы ВСВ1 и ВСВ4, что позволяет обеспечить работоспособность резервного туннеля при отказе какого-либо элемента (коммутатора или линии связи) основного туннеля.

Организация обоих туннелей достигается путем ручного конфигурирования таблиц продвижения во всех коммутаторах сети, через которые проходят туннели. Например, таблица продвижения коммутатора ВЕВ1 после такого конфигурирования выглядит так, как показано в табл. 21.2.

Для устойчивой работы сети РВВ ТЕ необходимо, чтобы комбинация В-VID/B-MAC-DA была уникальной в пределах этой сети. Уникальность может обеспечиваться разными способами. Если в качестве адресов B-MAC-DA в таблицах продвижения указываются адреса физических интерфейсов коммутаторов, то уникальность обеспечивается традиционным способом — за счет централизованной схемы назначения значения старших трех байтов этих адресов, представляющих собой уникальный идентификатор производителя оборудования OUI (как вы знаете из главы 12, эту схему контролирует комитет IEEE 802).

Таблица 21.2. Таблица продвижения коммутатора ВЕВ1
МАС-адрес назначения (B-MAC-DA)
VLAN ID (B-VID)
Выходной порт
В-МАС-2
1007
Portl
В-МАС-2
1033
Port2

Существует также практика ручного назначения коммутаторам так называемых МАС-адресов обратной связи, которые относятся не к отдельному физическому интерфейсу, а к коммутатору в целом. Такие адреса удобно использовать для организации туннелей между устройствами, так как конфигурация туннеля не связана непосредственно с данным коммутатором и остается неизменной при его замене. При ручном задании МАС-адресов ответственность за их уникальность лежит на администраторе; понятно, что такое решение может работать только в пределах одного административного домена.

Добавление значения B-VID к адресу B-MAC-DA позволяет организовать к одному и тому же пограничному коммутатору до 1024 туннелей с различными в общем случае путями прохождения через сеть. Это дает администратору или системе управления широкие возможности в отношении инжиниринга трафика в сетях РВВ ТЕ.

Нужно подчеркнуть, что таблицы продвижения в сети РВВ ТЕ имеют стандартный вид (для коммутаторов, поддерживающих технику VLAN). Изменяется только способ построения этих таблиц — вместо автоматического построения на основе изучения адресов передаваемых кадров имеет место их внешнее формирование.
Отображение пользовательского трафика на соединения I-SID и связывание этих соединений с туннелями B-VID происходит в технологии РВВ ТЕ точно так же, как и в технологии РВВ.

Так как сети РВВ ТЕ поддерживают только соединения «точка-точка», то логранйчные коммутаторы недолжны изучать пользовательские МАС-адреса j
Отказоустойчивость туннелей РВВ ТЕ обеспечивается механизмом, аналогичным механизму защиты пути в технологии MPLS, рассмотренному ранее в главе 20.

Если администратор сети хочет защитить некоторый туннель, он должен сконфигурировать для него резервный туннель и постараться проложить его через элементы сети, не лежащие на пути основного туннеля. В случае отказа первичного туннеля его трафик автоматичски направляется пограничным коммутатором в резервный туннель. В примере, приведенном на рис. 21.13, для первичного туннеля с B-VID 1007 сконфигурирован резервный туннель с B-VID 1033. При отказе туннеля 1007 трафик соединений с I-SID 56 и 144 будет направлен коммутатором ВЕВ1 в туннель 1033.

Для мониторинга состояний первичного и резервного туннелей в технологии РВВ ТЕ применяется протокол CFM. Этот протокол является обязательным элементом технологии РВВ ТЕ. Мониторинг выполняется путем периодической отправки сообщений ССМ каждым пограничным коммутатором туннеля. Время реакции механизма защиты туннелей РВВ ТЕ определяется периодом следования сообщений ССМ; при аппаратной реализации этого протокола портами коммутатора время реакции может находиться в пределах десятка миллисекунд, то есть соизмеримо с реакцией сетей SDH.

Выводы
В наиболее широком смысле под Ethernet операторского класса понимают как услуги Ethernet, которые операторы связи предоставляют в глобальном масштабе, так и технологии, на основе которых эти услуги организуются.
Движущими силами превращения Ethernet в технологию операторского класса являются:
□ привлекательность для пользователей услуг Ethernet в глобальном масштабе;
□ низкая стоимость оборудования Ethernet;
□ унификация технологий канального уровня.

Существует несколько вариантов организации глобальной услуги Ethernet:
□ Ethernet поверх MPLS (EoMPLS);
□ Ethernet поверх Ethernet;
□ Ethernet поверх транспорта первичных сетей.
Основные потребительские свойства глобальной услуги Ethernet стандартизованы форумом МЕЕ
В технологии EoMPLS применяется двухуровневая иерархия соединений: на нижнем уровне работают туннели MPLS, а на верхнем — псевдоканалы, переносящие пользовательский трафик.

С помощью технологии EoMPLS провайдер может оказывать услуги двух типов: VPWS (соединения «точка-точка») и VPLS (соединения «каждый с каждым»).
Для реализации варианта Ethernet поверх Ethernet комитет IEE802.1 разработал три стандарта:
□ мосты провайдера (РВ);
□ магистральные мосты провайдера (РВВ);
□ магистральные мосты провайдера с поддержкой инжиниринга трафика (РВВ).
В стандарте РВ виртуальные локальные сети (VLAN) провайдера и пользователей разделены.

В стандарте РВВ разделены как виртуальные локальные сети (VLAN), так и MAC-адреса провайдера и пользователей.
Стандарт РВВ поддерживает только услуги «точка-точка», но дает администратору полный контроль над путями следования трафика через сеть. Еще одним важным новым свойством этого стандарта является механизм быстрой защиты пользовательских соединений.
Вопросы и задания
1. Ethernet операторского класса это:
а) улучшенная версия классической технологии Ethernet;

б) новая услуга операторов связи;
в) услуга VPLS с интерфейсом Ethernet.
2. Причинами появления Ethernet операторского класса является:
а) стремление операторов строить свои сети только на коммутаторах Ethernet;
б) желание пользователей объединять свои территориально распределенные сайты, «как если бы они принадлежали одной локальной сети»;
в) стремление пользователей и операторов к унификации сети;
г) относительная дешевизна оборудования Ethernet.

3. Какие улучшения классической версии Ethernet были сделаны для превращения ее в технологию операторского класса? Варианты ответов:
а) повышена надежность оборудования Ethernet;
б) улучшены эксплуатационные свойства оборудования Ethernet;
в) добавлена возможность изоляции адресных пространств клиентов и оператора.
4. Чем вариант «Ethernet поверх MPLS» отличается от варианта «Ethernet поверх транспорта»? Варианты ответов:
а) характеристиками предоставляемой услуги;

б) используемой внутренней транспортной технологией для предоставления одной и той же услуги;
в) в первом случае в сети оператора используется техника коммутации пакетов, во втором — коммутации каналов.
5. Что стандартизуют спецификации форума MEF? Варианты ответов:
а) топологию связей услуги Ethernet;
б) возможность использования идентификаторов VLAN для определения топологии связей услуги;
в) параметры пропускной способности соединений.
6. Псевдоканал MPLS это:

а) путь LSP второго уровня иерархии;
б) эмулятор некоторого телекоммуникационного сервиса;
в) путь LSP первого уровня иерархии.
7. Какое максимальное количество псевдоканалов можно проложить в одном туннеле MPLS?
8. Должно ли устройство РЕ изучать МАС-адреса клиентов при оказании услуги VPWS?
9. Виртуальный коммутатор услуги VPLS изучает МАС-адреса, приходящие: а) по логическому интерфейсу; б) по псевдоканалам.

10. С какой целью для сообщений ССМ введено понятие уровня? Варианты ответов:
а) для мониторинга иерархических многоуровневых соединений MPLS;
б) для мониторинга многодоменных сетей Ethernet;
в) для обеспечения приоритетности тестирования сети оператора связи.
И. Верно ли утверждение «Стандарт Y.1731 дополняет функции стандарта CFM набором функции мониторинга производительности сети»?
12. Стандарт «Мосты провайдера» обеспечивает изоляцию:

а) виртуальных локальных сетей клиентов и провайдера;
б) МАС-адресов клиентов и провайдера;
в) МАС-адресов пограничных и магистральных коммутаторов провайдера.
13. Пограничные коммутаторы провайдера, работающие в соответствии со стандартом «Магистральные мосты провайдера», должны изучать МАС-адреса клиентов:
а) всегда; б) никогда; в) при оказании услуги E-LAN.
ГЛАВА 22 Удаленный доступ

Термин «удаленный доступ» (remote access) часто употребляют, когда речь идет о доступе пользователя домашнего компьютера к Интернету или сети предприятия, которая находится от него на значительном расстоянии, означающем необходимость применения глобальных связей. В последнее время под удаленным доступом стали понимать не только доступ изолированных компьютеров, но и домашних сетей, объединяющих несколько компьютеров членов семьи. Такими же небольшими сетями располагают малые офисы предприятий, насчитывающие 2-3 сотрудника.

Организация удаленного доступа является одной из наиболее острых проблем компьютерных сетей в настоящее время. Она получила название «проблемы последней мили», где под последней милей подразумевается расстояние отточки присутствия (POP) оператора связи до помещений клиентов. Сложность этой проблемы определяется несколькими факторами. С одной стороны, современным пользователям необходим высокоскоростной доступ, обеспечивающий качественную передачу трафика любого типа, в том числе данных, голоса, видео. Для этого нужны скорости в несколько мегабит, а для качественного приема телевизионных программ — в несколько десятков мегабит в секунду. С другой стороны, подавляющее большинство домов в больших и малых городах и особенно в сельской местности по-прежнему соединены с точками присутствия операторов связи абонентскими окончаниями телефонной сети, которые не были рассчитаны на передачу компьютерного трафика.

Кардинальная перестройка кабельной инфраструктуры доступа требует времени — слишком масштабна эта задача из-за огромного количества зданий и домов, географически рассеянных по огромной территории. И хотя в некоторых странах в последнее время стали прокладывать к домам высокоскоростные оптические линии, таких стран не так уж много, да и этот процесс затронул пока только большие города и крупные здания с множеством потенциальных пользователей.

Долгое время наиболее распространенной технологией доступа был коммутируемый доступ, когда пользователь устанавливал коммутируемое соединение с корпоративной сетью или Интернетом через телефонную сеть с помощью модема, работающего в голосовой полосе частот. Такой способ обладает существенным недостатком — скорость доступа ограничена нескольким десятками килобит в секунду из-за фиксированной узкой полосы пропускания примерно в 3,4 кГц, выделяемой каждому абоненту телефонной сети (вспомните технику мультиплексирования, применяемую в телефонных сетях и описанную в главе 9). Такие скорости сегодня устраивают все меньше и меньше пользователей.

Для организации скоростного удаленного доступа сегодня привлекаются различные технологии, в которых используется только существующая инфраструктура абонентских окончаний — телефонные сети или сети кабельного телевидения. После достижения POP поставщика услуг по такому окончанию компьютерные данные уже не следуют по телефонной сети или сети кабельного телевидения, а ответвляются с помощью специального оборудования в сеть передачи данных. Это позволяет преодолеть ограничения на полосу пропускания, отводимую абоненту в телефонной сети или сети кабельного телевидения, и повысить скорость доступа. Наиболее популярными технологиями такого типа являются технология ADSL, использующая телефонные абонентские окончания, и кабельные модемы, работающие поверх сети кабельного телевидения. Эти технологии обеспечивают скорость от нескольких сотен килобит до нескольких десятков мегабит в секунду.

Применяются также различные беспроводные технологии доступа, обеспечивающие как фиксированный, так и мобильный доступ. Набор таких беспроводных технологий очень широк, в него входят и беспроводные сети Ethernet (802.11), различные фирменные технологии, передача данных по сети мобильной телефонии, а также технологии фиксированного доступа, например, стандарта 802.16.
В этой главе мы рассмотрим основные схемы и наиболее популярные технологии удаленного доступа.
Схемы удаленного доступа

Рисунок 22.1 иллюстрирует разнообразный и пестрый мир удаленного доступа. Мы видим здесь клиентов различных типов, отличающихся используемым оборудованием и требованиями к параметрам доступа. Кроме того, помещения клиентов могут быть соединены с ближайшей точкой доступа оператора связи (то есть с ближайшим центральным офисом, если пользоваться терминологией операторов телефонной сети) различными способами: с помощью аналогового или цифрового окончания телефонной сети, телевизионного кабеля, беспроводной связи. Наконец, сам оператор связи может иметь различную специализацию, то есть быть либо поставщиком телефонных услуг, либо поставщиком услуг Интернета, либо оператором кабельного телевидения или же быть универсальным оператором, предоставляющим весь спектр услуг и обладающим собственными сетями всех типов.

Рис. 22.1. Клиенты удаленного доступа
Типы клиентов и абонентских окончаний
Рассмотрим каждый элемент схемы доступа, показанный на рис. 22.1, более подробно.

Клиенты 1 и 2 являются наиболее типичными пользователями, так как каждый из них имеет только один компьютер, которому необходимо обеспечить доступ к удаленной компьютерной сети. Помимо компьютера эти клиенты пользуются телефоном и телевизором, поэтому абонентские окончания этих устройств можно использовать для организации доступа компьютера к сети передачи данных.

Клиент 2 пользуется двумя кабельными абонентскими окончаниями, традиционным аналоговым телефонным на основе витой пары и коаксиальным телевизионным кабелем кабельного телевидения. Эти абонентские окончания обладают существенно разными характеристиками. Так, витая пара при расстоянии 1-2 км между помещением клиента и POP поставщика услуг обычно имеет полосу пропускания порядка нескольких мегагерц, в то время как коаксиальный кабель обеспечивает полосу пропускания в несколько десятков мегагерц.

У клиента 1 отсутствуют проводные абонентские окончания, так как он пользуется мобильным телефоном, кроме того, он не является клиентом кабельного телевидения, принимая телевизионный сигнал только по воздуху.

Таким образом, для организации удаленного доступа для клиента 2 поставщик услуг может использовать либо существующее телефонное абонентское окончание, либо телевизионный кабель. Для клиента 1 такой возможности нет, поэтому поставщик услуг должен предоставить ему беспроводную связь или же проложить новый кабель между его домом и ближайшей точкой присутствия.

Отличительной особенностью клиентов 1 и 2 является несимметричный характер трафика, так как домашние пользователи в основном загружают информацию на свой компьютер в процессе путешествий по Интернету. Ответом на такие потребности являются асимметричные технологии, такие как ADSL.

Клиент 3 отличается от двух предыдущих тем, что имеет несколько компьютеров, объединенных в локальную сеть. Таким клиентом может быть как частное лицо, так и небольшой офис. Удаленный доступ для локальной сети отличается повышенными требованиями к пропускной способности. Кроме того, трафик может иметь симметричный характер, если домашняя сеть включает сервер, поставляющий информацию пользователям Интернета или сотрудникам других офисов предприятия. Так как клиент 3 не имеет кабельного окончания сети CATV (cable TV), то ему можно обеспечить доступ только по телефонному окончанию. Клиент 3 может организовать свою IP-сеть различными способами. Он может попросить у поставщика услуг пул IP-адресов, так чтобы каждый его компьютер имел отдельный публичный постоянный IP-адрес. Это наиболее гибкий вариант для клиента, так как в этом случае каждый его компьютер может быть полноправным узлом Интернета и исполнять роль не только клиентской машины, но и сервера с зарегистрированным доменным именем. Очевидно, что в этом случае локальная сеть клиента должна иметь пограничный маршрутизатор, через который осуществлять связь с сетью поставщика услуг. Другой вариант организации IP-сети может быть основан на использовании техники NAT, описанной в главе 18.

Клиенты 4 являются жителями многоквартирного дома, который соединен с POP многочисленными витыми парами телефонных абонентских окончаний (по одной для каждой квартиры), а также кабелем CATV. Использование одного кабеля CATV для большого количества клиентов порождает дополнительные проблемы при организации доступа, так как кабель в этом случае является разделяемой средой. Применение телефонных абонентских окончаний для удаленного доступа жителей многоквартирного дома ничем не отличается от подключения отдельного абонента (клиента 2). И хотя большая часть жильцов дома использует обычные аналоговые телефонные окончания, жильцы нескольких квартир — абоненты сети ISDN, окончания которой являются цифровыми (при том, что они, так же как и аналоговые телефонные окончания, работают на витой паре). Хотя сеть ISDN была разработана как универсальная, то есть предоставляющая наряду с сервисами телефонии и сервисы передачи данных, на практике она используется как обычная телефонная сеть.

Клиенты 5 также являются жильцами многоквартирного дома, но в этом доме поставщик услуг развернул локальную сеть. К этой локальной сети подключаются компьютеры тех жильцов дома, которые решили стать абонентами данного поставщика услуг. Такой вариант эффективен для поставщика услуг при достаточно большом количестве абонентов в доме. Локальная сеть многоквартирного дома требует более высоких скоростей доступа, чем отдельные компьютеры или домашние сети индивидуальных клиентов, поэтому поставщик услуг должен использовать абонентское окончание с широкой полосой пропускания — для этой цели может быть применен существующий кабель CATV, специально проложенный коаксиальный кабель Ethernet или также заново проложенный оптический кабель.

Поставщик услуг удаленного доступа может обслуживать клиентов всех типов или же специализироваться на каком-то определенном типе клиентов, например жителях частных или многоквартирных домов, работниках небольших офисов. Универсальный поставщик услуг доступа должен поддерживать любые варианты организации «последней мили», что усложняет его оборудование и применяемые технологии доступа.

В любом случае, для передачи данных по какому-либо абонентскому окончанию поставщик услуг должен обеспечить передачу через это окончание компьютерных данных и совместить эту передачу с передачей информации, для которой это окончание было спроектировано, например с аналоговой телефонной информацией или с сигналом кабельного телевидения. Затем на основе этих средств физического уровня поставщик услуг должен предоставить клиенту тот или иной вариант сервиса доступа.

Все материалы, размещенные в боте и канале, получены из открытых источников сети Интернет, либо присланы пользователями  бота. 
Все права на тексты книг принадлежат их авторам и владельцам. Тексты книг предоставлены исключительно для ознакомления. Администрация бота не несет ответственности за материалы, расположенные здесь