Home
» Wiki
»
Что такое глобальная вычислительная сеть (WAN)?
Что такое глобальная вычислительная сеть (WAN)?
Зарегистрируйтесь и зарабатывайте 1000$ в день ⋙
Как известно, локальная вычислительная сеть (ЛВС) используется для соединения устройств, расположенных близко друг к другу. Поэтому скорости передачи данных в локальных сетях зачастую довольно высоки. С другой стороны, WAN соединяет устройства, которые географически удалены друг от друга, и поэтому технология WAN также отличается от технологии LAN.
WAN использует иные методы передачи данных, оборудование и протоколы, чем LAN. Скорость передачи данных в WAN также значительно ниже по сравнению с LAN. Мы рассмотрим обзор технологий WAN с нескольких точек зрения.
Сети WAN существуют с первых дней развития вычислительной техники. Сети WAN основаны на коммутируемых телефонных линиях и модемах, но современные возможности подключения также включают выделенные линии, беспроводную связь, MPLS, широкополосный Интернет и спутниковую связь.
По мере изменения технологий меняются и скорости передачи данных. Ранние модемы со скоростью 2400 бит/с превратились в современные соединения со скоростью 40 Гбит/с и 100 Гбит/с. Благодаря такому росту скорости к сети стало подключаться больше устройств, что способствовало взрывному росту числа подключенных компьютеров, телефонов, планшетов и небольших устройств Интернета вещей .
Кроме того, повышение скорости позволило передавать по WAN-сети на сверхвысоких скоростях приложения, требующие большей пропускной способности. Это позволило компаниям внедрить такие приложения, как онлайн-конференции и резервное копирование больших файлов данных. Никто бы никогда не подумал о проведении онлайн-совещаний через модем со скоростью 28 кбит/с, но теперь сотрудники могут сидеть дома и участвовать в корпоративных совещаниях с помощью видеосвязи по всему миру.
Многие каналы WAN предоставляются через службы провайдеров, где трафик клиентов проходит через объекты, совместно используемые другими клиентами. Клиенты также могут приобретать выделенные ссылки, которые используются только для трафика одного клиента. Они часто используются для приложений, чувствительных к задержке или имеющих высокий приоритет и требовательных к полосе пропускания, таких как видеоконференции.
Сети WAN появились еще на заре развития компьютерных сетей.
В чем разница между WAN и LAN?
WAN часто противопоставляют локальной вычислительной сети или LAN. Локальная сеть (LAN) — это сеть, которая обычно ограничена зданием или небольшим кампусом. Они принадлежат организации или даже отдельному лицу и могут быть созданы с использованием относительно недорогого оборудования. Ваша домашняя сеть WiFi — это локальная сеть.
Технологии и протоколы, которые упрощают настройку локальных сетей, не могут масштабироваться за пределы определенного ограниченного расстояния или обрабатывать действительно огромное количество конечных точек. Целью WAN является обеспечение этих масштабов путем подключения одной или нескольких локальных сетей. Сетевые технологии и протоколы, используемые в WAN для передачи информации, отличаются от тех, которые используются в локальных сетях.
Строго говоря, Интернет — это глобальная сеть. Однако когда мы говорим о WAN, мы обычно подразумеваем частные или получастные сети, объединяющие удаленные локальные сети. Например, филиалы в разных городах могут совместно использовать частные внутренние ресурсы компании через глобальную сеть (WAN).
Архитектура WAN
В то время как локальные сети, как правило, обслуживаются собственным ИТ-персоналом организации, глобальные сети часто, по крайней мере частично, зависят от физических соединений, предоставляемых поставщиками телекоммуникационных услуг. Решение о том, какой тип соединения или протокола связи использовать и как их развернуть, заложит основу для создания архитектуры вашей WAN.
Обзор WAN-коммуникаций
WAN-сети используют инфраструктуру передачи данных стороннего поставщика услуг, как правило, телефонных компаний, для предоставления услуг междугородной связи. Наиболее распространенная конфигурация WAN включает компоненты, показанные ниже. Сообщение инициируется клиентом и отправляется устройством, называемым DTE, поставщику услуг WAN. Устройства DCE в центральном офисе поставщика услуг «проталкивают» пакет в WAN, а затем проходят через коммутаторы, чтобы достичь пункта назначения. Аналогичные устройства на принимающей стороне завершат путешествие.
Типичная WAN-сеть
Терминальное оборудование данных (DTE): устройство на границе канала WAN, которое отправляет и получает данные. DTE располагается в месте нахождения абонента и является точкой соединения между локальной сетью абонента и глобальной сетью поставщика услуг. DTE обычно представляет собой маршрутизатор, но в некоторых случаях это может быть компьютер или мультиплексор. Устройства DTE на одном конце будут взаимодействовать с соответствующим оборудованием DTE на другом конце.
Точка разъединения: точка соединения между телефонной линией телефонной компании и линией абонента. Граничная точка также известна как сетевой интерфейс или точка присутствия. Как правило, клиент несет ответственность за все оборудование внутри граничной точки, а телекоммуникационная компания несет ответственность за все оборудование на другой стороне.
Кабель последней мили (местная линия ): кабель, соединяющий граничную точку с центральным офисом телефонной компании. Обычно это витая пара (UTP), но это также может быть комбинация витой пары, оптоволоконного кабеля и других типов сред передачи данных.
Центральный офис: ближайшая к абоненту коммутаторная станция, которая также является ближайшей точкой обслуживания WAN. Центральный офис обеспечивает точку входа для вызовов в «облако WAN» и предоставляет точки выхода для вызовов из облака WAN к телефонным пользователям. Кроме того, он действует как точка коммутации сети для пересылки пакетов данных в другие центральные офисы. Он также обеспечивает стабильный постоянный ток для кабельной системы последней мили, создавая цепь.
Оборудование для завершения передачи данных (DCE)
Устройство связи с DTE и облаком WAN. DCE — это обычно маршрутизатор поставщика услуг, который пересылает данные между клиентом и облаком WAN. В узком смысле DTE — это любое устройство, которое подает тактовый сигнал на DTE. DCE также может быть устройством, аналогичным DTE (обычно маршрутизатору), за исключением того, что каждый тип устройства играет отдельную роль.
Облако WAN: ряд каналов, коммутаторов и центральных офисов, составляющих инфраструктуру передачи данных телефонной компании. На рисунке он представлен в виде облака, поскольку физическая структура часто меняется, и только ответственные за WebTech360 знают, куда на коммутаторах будут поступать данные. Для клиента важно, чтобы данные были переданы по проводам к месту назначения.
Пакетная коммутационная станция: коммутационные станции в пакетной коммутационной сети телекоммуникационной компании. PSE — это промежуточные точки в облаке WAN.
Данные, передаваемые по локальной сети, в основном отправляются с одного цифрового устройства (компьютера) на другое цифровое устройство через прямое соединение. Между тем, поскольку некоторые WAN используют существующие аналоговые телефонные сети, передача данных может использовать один или комбинацию следующих методов:
Аналоговая передача сигнала
Аналоговые сигналы обычно представляются в виде волновых форм. Интенсивность и частота аналогового сигнала непрерывно изменяются, поэтому он может точно отображать непрерывное движение, звук или многостадийное движение. Интенсивность и частота сигнала увеличиваются и уменьшаются в соответствии с высотой и громкостью звука. Аналоговые сигналы часто используются для представления данных в реальном времени. Радио, телефон и другие средства массовой информации часто используют аналоговые сигналы.
Передача цифрового сигнала
Вместо непрерывно меняющегося потока цифровые сигналы используют только два состояния: 0 и 1 для представления битов данных. Это идеальный метод сигнализации для компьютерных сетей. Компьютерам понадобится модем — устройство, преобразующее цифровые сигналы компьютера в аналоговые сигналы для передачи данных по аналоговым телефонным линиям.
Примечание : Ранее телефонная сеть PSTN была полностью аналоговой сетью. Аналоговые сигналы с телефона поступают в телекоммуникационную компанию и продолжают передаваться через системы, использующие аналоговые сигналы для достижения своего назначения. Сегодня в современных телефонных системах используется комбинация этих двух методов. Большинство коммутируемых сетей, соединяющих телекоммуникационные компании, оцифрованы, но на последнем отрезке, соединяющем большинство домохозяйств и некоторые предприятия, по-прежнему используются аналоговые сигналы. На схеме ниже показано, как два цифровых компьютера могут быть подключены через глобальную сеть (WAN), имеющую как цифровые, так и аналоговые компоненты. Когда компьютер посылает сигнал по глобальной сети (WAN), модем преобразует цифровой сигнал в аналоговый сигнал для передачи его в телефонную компанию. Затем модем телефонной компании преобразует данные в цифровую форму для передачи по коммутируемой сети. Затем сигнал преобразуется обратно в аналоговый на стороне телекоммуникационной компании для передачи на модем компьютера, принимающего данные. Наконец, этот модем преобразует аналоговый сигнал в цифровую форму для компьютера.
Типы подключений в WAN
При перемещении сообщения по облаку WAN способ его перемещения из одной точки в другую на своем пути будет зависеть от физического соединения и используемого протокола. WAN-подключения обычно подразделяются на следующие типы:
Выделенное соединение
Это постоянное соединение, соединяющее одно устройство напрямую с другим. Выделенные соединения стабильны и быстры, но могут быть очень дорогими. Аренда линии у поставщика услуг WAN означает, что вы платите за соединение, даже если им не пользуе��есь. Кроме того, поскольку выделенные линии устанавливают прямые соединения только между двумя точками, количество требуемых линий увеличивается экспоненциально по мере увеличения количества точек, которые необходимо подключить. Например, если вы хотите соединить 2 местоположения, вам понадобится одна линия, а если вы хотите соединить 4 местоположения, вам понадобится 6 линий.
Особенности выделенного соединения:
Всегда доступно
Используйте арендованную абонентскую линию поставщика услуг WAN
Дороже, чем другие решения WAN
Используйте отдельные соединения между точками
Используйте выделенное соединение, когда:
Через локальную сеть передается большой объем данных.
Необходимость частого подключения
Несколько локаций должны быть соединены друг с другом
сеть с коммутацией каналов
Коммутация каналов предоставляет вам альтернативу арендованным линиям (выделенным соединениям), позволяя использовать общие линии. Коммутируемая сеть работает в двунаправленном режиме, позволяя устанавливать как входящие, так и исходящие соединения.
При использовании коммутируемой сети:
Компьютер отправляет данные набора номера на линию, и соединение устанавливается.
Компьютер, получивший данные, отправляет подтверждение и блокирует линию.
Компьютер, отправляющий данные, передает их по установленному соединению.
После завершения передачи данных соединение становится доступным для других пользователей.
Коммутируемые сети используют коммутируемые виртуальные каналы (SVC). В начале процесса связи с помощью ряда электронных коммутаторов устанавливается выделенный путь передачи данных. Этот закрытый путь останется до конца процесса коммуникации.
Общественная телефонная система представляет собой сеть с коммутацией каналов. Когда вы совершаете звонок, ТфОП использует коммутаторы для создания физического, прямого, выделенного соединения на время разговора. Когда вы заканчиваете разговор, коммутаторы освобождают линию для других пользователей. Компьютеры, подключенные через сеть, работают аналогичным образом. Когда компьютер подключается к сети, сначала устанавливается путь в сети, чтобы затем данные можно было передавать по этому временно выделенному пути.
Сеть с коммутацией пакетов
Для сетей с коммутацией пакетов не требуется арендованная линия или временная выделенная линия. Вместо этого путь сообщения устанавливается динамически по мере перемещения данных по сети. Соединение с коммутацией пакетов — это соединение, которое всегда активно. Это значит, что вам не придется беспокоиться о настройке соединения или сохранении конфиденциальности линии. Каждый пакет содержит информацию, необходимую для достижения пункта назначения.
Сети с коммутацией пакетов имеют следующие характеристики:
Сообщения делятся на небольшие блоки, называемые пакетами.
Пакеты передаются через Интернет независимо (возможно, по разным путям)
В пункте назначения пакеты переупорядочиваются в исходном порядке.
Отправляющие и принимающие устройства по умолчанию считают соединение постоянным (не требуется коммутируемое соединение)
Сети с коммутацией пакетов используют постоянные виртуальные каналы (PVC). Хотя PVC напоминают выделенные прямые соединения, путь, который каждый пакет проходит через объединенную сеть, может быть разным.
Услуги глобальной вычислительной сети
ТфОП
Коммутируемая телефонная сеть общего пользования является старейшей и крупнейшей сетью, доступной для WAN-коммуникаций. Возможности PSTN включают в себя:
Это сеть с коммутацией каналов и глобальным покрытием.
Интерфейс к ТфОП является аналоговым, поэтому компьютеры используют модемы для подключения к ТфОП.
Скорость в ТфОП обычно ограничена 56 Кбит/с.
Вы можете использовать PSTN по требованию или арендовать выделенный канал.
Рисунок 8: Телефонная сеть общего пользования (PSTN)
Выделенная линия
Для некоторых компаний преимущества арендованной линии могут значительно перевесить затраты. Выделенная линия независима и имеет более высокую скорость, чем обычная линия PSTN. Однако он довольно дорогой, поэтому его обычно используют только крупные компании. Другие особенности выделенных линий включают в себя:
Обеспечить регулярные, стабильные и качественные соединения
Вы можете доплатить за модернизацию выделенной линии.
Х.25
X.25 появился на свет в 1970-х годах. Первоначально его целью было соединение мэйнфреймов с удаленными терминалами. Преимущество X.25 перед другими решениями WAN заключается в том, что он имеет встроенную проверку ошибок. Выбирайте X.25, если вам приходится использовать аналоговую линию или качество линии невысокое.
X.25 — это стандарт ITU-T для пакетной коммутации WAN-коммуникаций по телефонной сети. Термин X.25 также используется для протоколов физического уровня и канального уровня, составляющих сеть X.25. Первоначально X.25 использовал аналоговые линии для формирования сети с коммутацией пакетов, хотя сети X.25 также могут быть построены поверх цифровой сети. В настоящее время протокол X.25 представляет собой набор правил, определяющих порядок установления и поддержания соединений между DTE и DCE в общедоступной сети передачи данных (PDN). Он определяет, как устройства DTE/DCE и PSE (пакетный коммутационный обмен) будут передавать данные.
При использовании сети X.25 необходимо вносить абонентскую плату.
При использовании сети X.25 можно создать подключение к PDN по выделенной линии.
Сети X.25 работают на скорости 64 Кбит/с (по аналоговым линиям)
Размер пакета (называемого кадром) в сети X.25 не фиксирован.
Протокол X.25 имеет очень мощный механизм проверки и исправления ошибок, поэтому он может работать относительно стабильно на аналоговых телефонных линиях низкого качества.
В настоящее время X.25 широко используется во многих странах мира, где эти номера пока не пользуются популярностью, а качество связи по-прежнему низкое.
Ретрансляция кадров
Frame Relay более эффективен, чем X.25, и постепенно вытесняет этот стандарт. При использовании Frame Relay вы платите аренду линии до ближайшего узла сети Frame Relay. Вы отправляете данные по своей линии, а сеть Frame Relay направляет их в узел, ближайший к получателю, и передает данные по линии получателя. Frame Relay быстрее, чем X.25
Frame Relay — это стандарт для пакетной коммутации WAN-коммуникаций по высококачественным цифровым линиям. Сеть Frame Relay имеет следующие характеристики:
Развертывание сети X.25 во многом схоже.
Есть механизм проверки ошибок, но нет механизма исправления ошибок.
Скорость передачи данных может достигать 1,54 Мбит/с.
Позволяет использовать пакеты разных размеров
Может быть подключен как магистральное соединение к локальной сети
Может быть развернуто через различные типы соединений (56K, T-1, T-3)
Работает на физическом уровне и уровне канала передачи данных в модели OSI.
При подписке на услугу Frame Relay вы обязуетесь использовать определенный уровень обслуживания, который называется CIR (гарантированная скорость передачи данных). CIR — это максимальная гарантированная скорость передачи данных, которую вы получаете в сети Frame Relay. Однако при низком сетевом трафике вы можете отправлять данные со скоростью, превышающей CIR. При высоком сетевом трафике приоритет будет отдан клиентам с высоким уровнем CIR.
ISDN (цифровая сеть с интеграцией услуг)
Одной из целей ISDN является предоставление доступа к глобальной сети (WAN) для домов и предприятий с использованием медных телефонных линий. По этой причине первые планы развертывания ISDN предполагали замену существующих аналоговых линий цифровыми. В настоящее время в мире активно происходит переход от аналогового вещания к цифровому. ISDN повышает эксплуатационные характеристики по сравнению с коммутируемым доступом к WAN и обходится дешевле, чем Frame Relay.
ISDN определяет стандарты использования аналоговых телефонных линий как для цифровой, так и для аналоговой передачи данных. Характеристики ISDN:
Позволяет транслировать различные типы данных (голос, видео, графика...)
Более высокая скорость передачи данных и скорость соединения по сравнению с традиционными коммутируемыми соединениями
банкомат
ATM (асинхронный режим передачи) — это усовершенствованная система коммутации пакетов, которая может одновременно передавать данные, голос и цифровые изображения как по локальным, так и по глобальным сетям.
Это один из самых быстрых методов WAN-подключения, доступных сегодня, со скоростью от 155 Мбит/с до 622 Мбит/с. Фактически, теоретически он может поддерживать более высокие скорости, чем те, которые возможны в настоящее время при использовании современных средств передачи данных. Однако более высокая скорость также означает более высокую стоимость: ATM намного дороже, чем ISDN, X25 или FrameRelay. Возможности банкомата включают в себя:
Использует небольшие пакеты данных (ячейки) фиксированного размера (53 байта), которые проще обрабатывать, чем пакеты переменного размера в X.25 и Frame Relay.
Высокая скорость передачи данных, теоретически может достигать 1,2 Гбит/с
Высокое качество, низкий уровень шума, поэтому проверка ошибок практически не требуется
Может использоваться с различными физическими средами передачи данных (коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель)
Одновременно можно передавать несколько типов данных
WAN-оборудование
Используемое вами оборудование WAN зависит от WAN-сервиса, к которому вы хотите подключиться. Каждый протокол WAN имеет различные спецификации и требования к оборудованию и среде передачи. Однако по вашему выбору существует множество аппаратных средств, которые могут быть совместимы со многими различными службами WAN.
Поставщик услуг WAN отвечает за WAN и обеспечивает местную линию связи до разграничительной линии (см. Internet Made Simple #2/2004). Кабель последней мили обычно представляет собой медный провод — тот же тип провода, который используется в телефонной связи.
Настройте телефонную линию
Сегодня во многих домохозяйствах и на предприятиях используется 4-проводной кабель, состоящий из 2 пар витых медных проводов: первая пара используется для телефонов, а вторая пара — в качестве резервной. Это позволяет новым предприятиям быть готовыми к подключению к глобальной сети (WAN) без необходимости прокладки новых кабелей. Аналоговая сигнальная линия использует два медных провода, а цифровая сигнальная линия может использовать два или все четыре медных провода кабеля последней мили в зависимости от типа WAN-подключения. Телефонным компаниям необходимо модифицировать коммутацию линий на центральном офисе, чтобы иметь возможность передавать цифровые сигналы по кабелю последней мили.
Медные проводники классифицируются по пропускной способности. Пропускная способность, в свою очередь, определяет объем данных, которые вы можете отправить, а также является ли сигнал аналоговым или цифровым. Ниже мы рассмотрим два метода классификации пропускной способности медных кабелей.
Обычная телефонная связь (POTS)
Аналоговые телефонные системы передают только один аналоговый сигнал по каждой паре проводов: каждый из этих отдельных сигналов считается каналом. Использование POTS и модема для отправки аналоговых сигналов дает вам канал со скоростью 64 Кбит/с, из которых только 56 Кбит/с доступно для передачи данных. Модемы и традиционные телефонные линии прекрасно подходят для использования Интернета для электронной почты и других общих целей. Однако если вам необходимо отправить и получить большой объем данных, это займет довольно много времени.
Услуга POTS имеет следующие характеристики:
В современных линиях используются только две витые пары проводов.
Сигнал в кабеле последней мили является аналоговым.
Для преобразования цифровых сигналов в аналоговые необходим модем.
Эффективная скорость линии ограничена 56 Кбит/с.
T-Керри
Физический уровень многих систем WAN в США основан на технологии T-Carrier, разработанной Bell/AT&T. Линии T-1 используют все четыре медных провода: одну пару для отправки и одну пару для приема данных. Они не используют дополнительные физические провода, а устанавливают виртуальные каналы. Волоконно-оптические кабели и другие типы линий передачи, используемые в качестве кабелей последней мили, позволяют обеспечить более высокие скорости передачи данных.
Технология T-carries имеет следующие характеристики:
Используйте две пары витых медных проводов.
Использование цифровых сигналов
Поддерживает несколько каналов 64 Кбит/с на одном проводе
Линии T-carrier классифицируются в зависимости от количества каналов, которые они могут поддерживать.
T1 (24 канала, используется в США)
E1 (31 канал, используется в Европе)
Линии T-carrier также классифицируются в зависимости от типа данных, которые будут передаваться по линии (например, чистые данные, цифровой звук, цифровое видео...). Кроме того, пользователи могут подписаться на часть услуги линии T1 и использовать некоторые из ее доступных каналов.
Примечание: типы T-несущих различаются для описания полосы пропускания, а не протоколов WAN. Например, ISDN — это WAN-сервис, использующий четырехпроводной метод передачи цифрового сигнала. Пропускная способность ISDN зависит от того, какая часть пропускной способности линии T1 используется.
Базовая скорость ISDN (BRI)
Базовая скорость ISDN состоит из двух каналов по 64 Кбит/с (называемых каналами B) и одного канала по 16 Кбит/с (называемого каналом D). Поэтому его также называют 2B+D. Каналы B передают цифровые данные, аудио и видео. Канал D — это служебный канал, используемый как для передачи данных, так и для управляющей информации. ISDN BRI идеально подходит для домов и малого бизнеса, которым требуется более высокая скорость передачи данных, чем у традиционных модемов.
Ниже приведены два наиболее типичных варианта использования ISDN BRI:
Один канал B используется для голоса, другой — для данных.
Оба канала используются для передачи данных с общей скоростью 128 Кбит/с.
Примечание: Общая пропускная способность ISDN BRI составляет 144 Кбит/с (2 канала B и 1 канал D), а общая скорость передачи данных составляет 128 Кбит/с (данные передаются только по 2 каналам B).
Первичный тариф ISDN (PRI)
В США первичная скорость ISDN использует всю линию T1, поддерживая 23 канала B по 64 Кбит/с и один канал D по 64 Кбит/с, поэтому она называется 23B+D. ISDN PRI используется в компаниях, которым требуются высокоскоростные, постоянно активные соединения.
В Европе первичный тариф часто называют 30B+D, поскольку он использует всю линию E-1 для поддержки 30 каналов B и 1 канала D1.
Помимо линии вам понадобится оборудование для подключения к WAN и правильного форматирования сигнала для используемого вами типа соединения. Например, аппаратным обеспечением могут быть модемы, преобразующие цифровые сигналы в аналоговые. Для полностью цифровых сетей вы будете использовать один или два из следующих типов оборудования.
Мультиплексор
Как показано на рисунке ниже, мультиплексоры работают на обоих концах линии передачи. На передающей стороне мультиплексор представляет собой устройство, которое объединяет сигналы от двух или более других устройств для передачи по одной линии передачи. На приемном конце мультиплексор с функцией демультиплексирования разделяет объединенный сигнал на исходные отдельные сигналы. Многие маршрутизаторы WAN имеют встроенные мультиплексоры.
Опишите мультиплексорное соединение в WAN
Статистический мультиплексор: использует отдельные виртуальные каналы на одной физической линии для одновременной отправки различных сигналов. (сигналы передаются по линии одновременно).
Мультиплексор с временным разделением: отправляет пакеты данных различных сигналов через различные интервалы времени. Вместо того чтобы разделять физическую среду на каналы, он позволяет потокам данных использовать среду в определенные временные «слоты» (сигналы по очереди используют среду в течение коротких периодов времени).
Это устройство, соединяющее сети с высокоскоростными линиями, такими как Т-1. Это устройство форматирует потоки данных в форматы кадрирования и определяет линейные коды для цифровой передачи. Некоторые CSU/DSU также являются мультиплексорами или встроены в маршрутизаторы. Вы также можете слышать, что CSU/DSU — это разновидность цифрового модема, но это не совсем верно. Модем преобразует данные из аналоговой формы в цифровую и наоборот, в то время как CSU/DSU только переформатирует данные из существующей цифровой формы.
CSU принимает сигнал и передает полученный сигнал в линию WAN, отражает ответный сигнал, когда телефонным компаниям необходимо проверить оборудование, и предотвращает электромагнитные помехи.
DSU аналогичен модему между DTE и CSU. Он преобразует кадры данных из формата, используемого в локальной сети, в формат, используемый в линии T-1, и наоборот. Он также управляет линией, ошибками временного разделения и регенерацией сигнала.
Интерфейсные протоколы
Существуют различные типы «интерфейсных» протоколов для WAN-соединений. «Интерфейс» в данном контексте относится к формату кадров физического уровня или методам определения битовых сигналов (форматирование электромагнитных импульсов).
Синхронные последовательные протоколы
Синхронные последовательные протоколы используют точные тактовые сигналы между DCE и DTE для синхронизации передачи данных. При синхронной связи большое количество кадров данных отправляется, когда тактовая частота синхронизации и скорость передачи данных установлены заранее. Это очень эффективный метод связи с точки зрения использования полосы пропускания.
Протоколы синхронной сигнализации включают в себя:
В.35
RS-232 (EAI/TIA)
X.21
RS-449
РС-530
Хотя каждый «интерфейсный» протокол использует определенный тип соединителя, большинство соединителей можно использовать для нескольких интерфейсов. Как правило, выбор используемого разъема определяется типом имеющегося у вас оборудования. Фактически, проверьте номер контакта в разъеме, чтобы убедиться, что он соответствует последовательному порту устройства. Распространенные типы разъемов включают (цифры обозначают количество контактов в разъеме): DB60, DB25, DB15, DB9.
Асинхронные протоколы
Асинхронные протоколы передачи добавляют стартовые и стоповые биты к каждому пакету, чтобы сделать его тоньше, вместо того чтобы требовать от отправляющего и принимающего устройств использования заранее согласованных тактовых импульсов. Асинхронная передача сигналов обычно используется между двумя модемами. Однако это дорогостоящий метод передачи, поскольку дополнительные биты замедляют скорость передачи данных.
Асинхронные протоколы используются для установления стандартов связи аналоговых модемов. Купленный вами модем может поддерживать один или несколько различных стандартов асинхронной связи. Асинхронные протоколы связи включают в себя: V.92, V.45, V.35, V.34, V.32, V.32 bis, V.32 turbo, V.22.
Асинхронная передача сигнала с использованием стандартных телефонных линий и разъемов. Разъемы могут быть: RJ-11 (2 провода), RJ-45 (4 провода), RJ-48.
Синхронная (слева) и асинхронная (справа) передача данных
Методы инкапсуляции данных в WAN
Протоколы физического уровня WAN определяют аппаратное обеспечение и метод передачи битовых сигналов. Протоколы канального уровня управляют следующими функциями:
Проверьте и исправьте ошибки
Установить ссылку
Организация полей фрейма данных
Управление потоком «точка-точка»
Протоколы уровня физических каналов также определяют метод инкапсуляции данных или формат кадра данных. Метод инкапсуляции данных в WAN широко известен как HDLC (высокоуровневое управление каналом передачи данных). Этот термин является как общим названием для протоколов Data Link, так и названием протокола в рамках пакета протоколов и услуг WAN. В зависимости от вашей WAN-службы и метода подключения вы можете использовать один из следующих методов инкапсуляции данных:
Cisco HDLC для синхронного соединения «точка-точка» с другими маршрутизаторами Cisco.
LAPB для сетей X.25
LAPD, используемый совместно с другими протоколами для B-каналов в сетях ISDN.
Cisco/IETF для сетей Frame Relay
Методы инкапсуляции данных в WAN
На рисунке показаны наиболее распространенные методы инкапсуляции данных и то, как они используются для типичных типов WAN-подключений. Как видно на рисунке, PPP — это гибкий метод, который можно использовать для многих типов WAN-подключений. В целом, выбор метода будет зависеть от типа WAN-сервиса, например Frame Relay или ISDN, а также от метода инкапсуляции данных поставщика сетевых услуг.
Управление и оптимизация WAN
Поскольку передача данных по-прежнему основана на физических правилах, чем больше расстояние между двумя устройствами, тем больше времени требуется для передачи данных между ними. Аналогично, чем больше расстояние, тем больше задержка. Перегрузка сети и потеря пакетов также могут стать причиной проблем с производительностью.
Некоторые из этих проблем можно решить с помощью оптимизации WAN, которая делает передачу данных более эффективной. Это важно, поскольку каналы WAN могут быть дорогими, поэтому было разработано множество технологий, позволяющих сократить объем трафика, проходящего по каналам WAN, и обеспечить его эффективную доставку. К таким методам оптимизации относятся сокращение избыточных данных (также известное как дедупликация), сжатие и кэширование (приближение часто используемых данных к конечному пользователю).
Трафик можно формировать таким образом, чтобы приложения, чувствительные ко времени, такие как VoIP, имели более высокий приоритет по сравнению с другим, менее срочным трафиком, таким как электронная почта, тем самым повышая общую производительность WAN. Это можно формализовать в параметре качества обслуживания (QoS), который определяет классы трафика в соответствии с приоритетом, который каждый класс получает по отношению к другим классам, типом WAN-соединения, по которому будет передаваться каждый класс трафика, и пропускной способностью, которую получает каждый класс.
Как отдельная категория, SD-WAN оптимизирует WAN.
Безопасность WAN
Трафик между сайтами WAN может быть защищен с помощью виртуальной частной сети (VPN), которая обеспечивает безопасность базовой физической сети, включая аутентификацию, шифрование, конфиденциальность и невозможность отказа от авторства. В целом безопасность является важной частью любого развертывания WAN, поскольку подключение к WAN представляет собой потенциальную уязвимость, которую злоумышленники могут использовать для получения доступа к частной сети.
Например, филиал, в котором нет штатного сотрудника по информационной безопасности, может неэффективно относиться к вопросам кибербезопасности. В результате хакер, взломавший сеть в филиале, может продолжить получать доступ к основной глобальной сети компании, включая ценные активы, которые в противном случае были бы неприкосновенны. Помимо сетевых функций, многие службы SD-WAN также предоставляют услуги безопасности, о которых следует помнить при развертывании.
Межпланетный Интернет
Технология WAN не ограничивается Землей. НАСА и другие космические агентства работают над созданием надежной сети «межпланетного интернета», предназначенной для передачи экспериментальных сообщений между Международной космической станцией и наземными станциями.
Программа Disruption Tolerant Networking (DTN) является первым шагом на пути к созданию структуры, подобной Интернету, для связи между космическими устройствами, включая связь между Землей и Луной или другими планетами. Однако если не произойдет никаких существенных прорывов в физике, скорость передачи данных в сетях, скорее всего, превзойдет скорость света.