Sieci WAN

Sieci WAN to sieci o dużym zasięgu geograficznym. To jednym słowem sieci LAN, tyle że już nie działają w obrębie budynków czy bloków ale całych miast - świata. Dla lepszego rozróżniania zasięgu sieci (gdyż jak widać termin obejmuje nie określony dokładnie teren działania) rozdziela się je na 2 podstawowe terminy.

  • Sieć miejska MAN (ang. Metropolitan Area Network). To siec WAN o mniejszym zasięgu geograficznym. Najczęściej zasięg działania takiej sieci obejmuje miasto lub pewien określony region (np. Województwo).
  • Sieć uczelniana CAN (ang. Campus Area Network). Ta siec WAN o jeszcze mniejszym zasięgu niż MAN. Obejmuje najczęściej teren ośrodka akademickiego, który składa się z kilku budowli porozmieszczanych w małym obrębie.

Komunikacja podzielona jest na 3 współcześnie wykorzystywane technologie (choć technologia analogowa powoli odchodzi z użycia).

  • analogowej,
  • cyfrowej,
  • komunikacji pakietów.

Połączenia analogowe

Technologia powoli wycofywana, lecz dalej z sukcesami stosowana w dziedzinie telekomunikacji. Sygnał analogowy rożni się tym od cyfrowego, że gdy wybierzemy pewien okres czasu zauważymy,że w sygnale cyfrowym może być tylko skończona i określona ilość wartości. Przeciwnie natomiast zachowuje się sygnał analogowy. Tutaj w określonej jednostce czasu może znaleźć się nieskończenie wiele wartości. Właśnie dlatego w początkowej fazie projektu linia analogowa została zaprojektowana do przesyłania głosu. Dane cyfrowe przesyłane taką linią muszą być skonwertowane do postaci analogowej, a następnie (po ich odebraniu) z powrotem przekształcone na postać cyfrową. Co może powodować błędy w przesyle informacji. Można powiedzieć, że sygnały analogowe charakteryzują się dość niskim poziomem jakości i przepustowości.

Połączenia cyfrowe

To właśnie linie cyfrowe wypierają z użytku analogowe. Charakteryzują się szybsza transmisja oraz stosunkowa mała liczbą błędów. W drodze transmisji sygnał nie jest konwertowany do żadnej innej postaci. Sygnał zmienia się nieliniowo (w danej jednostce czasu sygnał zmienia sie skończoną ilość razy), a więc to on jest najlepszym medium to przesyłania pakietów danych.

Oto podstawowe technologie, których używa się do przesyłania danych:

Technologie:
  • T1/E1,
  • T3/E3,
  • ISDN,
  • Switched 56,
  • ADSL.

T1/E1

Pozwala na full dupleksowe ( a więc jedna stacja robocza może jednocześnie wysyłać i odbierać informacje) przesyłanie danych z prędkością około 1.5 Mb/s. To jedna z najczęściej stosowanych technologii na świecie. W europie używa się odmiany E1.Idealnie nadaje się do przesyłania głosu i danych (dzięki swojej prędkości ). Łącze E1 pracuje na dwóch oddzielnych zestawach kabli, zwykle skrętka lub bardzo rzadko dziś kabel koncentryczny. Czas transmisji pojedynczej porcji danych (tzw. ramki) na łączu E1 jest dzielony na 32 przedziały czasowe(oznacza to, że porcje pakietów są bardzo małe, a co za tym idzie bardzo łatwe do przesyłania).

T3/E3

Znana też pod nazwą DS-3. To bardzo szybka technologia przesyłu informacji. Zapewnia transmisje do 45 Mb/s. Znajduje szerokie zastosowanie praktycznie wszędzie, lecz najczęściej wykorzystywana jest w dużych korporacjach mieszczących sie w wieżowcu. Pozwala w czasie rzeczywistym przesyłać obraz i dzwięk. T3 jest znacznie lepszym rozwiązaniem w porównaniu z T1, lecz niestety jest też znacznie droższa. Koszt założenia lini T1 plasuje sie w cenie około 800 USD, natomiast T3 to już wydatek około 1500 USD.

ISDN

ISDN (ang. Integrated Services Digital Network) jest formą cyfrowej technologii, która umożliwia jednoczesne przesyłanie głosu i danych przez to samo fizyczne łącze, w której połączenie jest nawiązywane zależnie od potrzeb (określone łącze nie pozostaje bezustannie zajęte lecz jest ono wykorzystywane w czasie użytkowania). Potrzeby te można realizować przy użyciu złączy dostępnych w dwóch trybach:

Basic rate ISDN:
  • zawiera 2 kanały typu B o przepustowości 56 kb/s( można ja łączyć, wtedy uzyskujemy sumę 128 kb/s),
  • bitowego kanału sterowania,
  • kanał sygnalizujący D (16 kb/s).
Primary rate ISDN:
  • 30 kanałów B (w USA tylko 23+1),
  • kanał D posiada przepustowość 28 kb/s.

Switched.56

System ten udostępnia szybkość transmisji 56 kb/s między dwoma dowolnymi punktami korzystającymi z tej usługi. Podobnie jak w przypadku pozostałych systemów telefonicznych, przed nawiązaniem połączenia nie ma fizycznego połączenia między dwoma punktami . Obwód przestaje istnieć po zakończeniu połączenia. Użytkownik takiego systemu płaci tylko za czas połączenia, a nie jak to dzieje się w przypadku stałych łączy - za dzierżawę.

ADSL

Technologia została opracowana z myślą o szybszej transmisji pomiędzy serwerem a klientem (obecnie najczęściej stosowana w Polsce). Ta technologia opiera się o kable miedziane. ADLS można sklasyfikować pod względem szybkości przesyłania danych.

Wersje ADSL
  1. ADSL1 - najstarsza wersja technologii - umożliwiająca transmisję danych z prędkością 1536 kb/s lub 2048 kb/s,
  2. ADSL 2 - umożliwia transmisję danych z prędkością 3072 kb/s lub 4096 kb/s,
  3. ADSL 2+ - umożliwia transmisję danych z prędkością około 24 Mb/s. Umożliwia odbiór cyfrowych kanałów telewizyjnych,
  4. ADSL 3 umożliwia transmisję danych z prędkością 200 Mb/s na odległość nie większą niż 300 metrów. Prędkość wysyłania natomiast wynosi ok. 100 Mb/s.

Jak widać łączenie za pomocą techniki ADSL pozwala na szybsza wymianę danych. We wcześniejszych technologiach sygnał cyfrowy musiał zostać zamieniony na analogowy, a następnie usługodawca sieci musiał go powtórnie zamienić na cyfrowy (co stwarzało większe możliwości wygenerowania błędów). Sygnał w technologii ADSL nie jest już konwertowany na analogowy przez co zaistniała potrzeba instalowania modemów zarówno po stronie użytkownika i providera (dostawcy Internetu).


Pakietowe przesyłanie informacji (oczkowe)

System został stworzony tak, że uszkodzenie jednego pasma połączeń nie powoduje wymuszonego obiegu całej transakcji przepływu danych. Przesyłane dane są dzielone na pakiety. W każdym zawarta jest informacja o adresie odbiorcy oraz numer porządkowy. Te informacje są zawarte dlatego że, każdy pakiet może podróżować inna trasą. Żeby host główny mógł poukładać pakiety w logiczna całość nadawane są numery porządkowe. Pakiet danych może byc przesyłany do różnych wezłów sieciowych. Przykładowa trasa pakietu danych to np:

  • komputer wysyłajacy informacje  >>A>>B>>F>>   komputer odbierający informacje,
  • komputer wysyłajacy informacje   >>A>>C>>D>>E>>F>>   komputer odbierający informacje.
Przełacznik

Jeżeli jeden z węzłów zostanie uszkodzony wtedy pakiety poszukują innej drogi - tak aby mogły dotrzeć do miejsca docelowego. Gdy pakiet zostanie zagubiony, odbiorca wysyła informacje tylko o brakującym elemencie (całość nie zostaje potwornie wysłana). Dlatego takie sieci charakteryzują się wysoką efektywnością. Oplata za takie łącze jest naliczana za ilość pobranych pakietów.

Trzy popularne sieci pakietowe

  • X.25,
  • Frame Relay,
  • ATM.

X.25

X.25 jest protokołem komunikacyjnym WAN, opracowanym przez organizację CCIT (ITU – Międzynarodowa Unia Telekomunikacyjna - Opiekę nad nią sprawuje ONZ). Pierwszy raz pierwszy udostępniona w latach 70. Sieć X.25 pozwala na inicjowanie połączenia przez jedną ze stacji, i trwa ono do czasu zakończenia połączenia przez jednego z dwóch uczestników.

Zasada działania:

  • DTE (ang. data terminal equipment) - terminal użytkownika tworzy połączenie bezpośrednie zapewniające dostęp w firmie telekomunikacyjnej.
  • DCE (ang. data circuit-terminating equipment) urządzenie kończące obwód.

Urządzenie DCE połączone jest bezpośrednio z przełącznikami (centralami komutacji pakietów). Przełączniki po wymianie informacji przekazują dalej je do DCE stacji docelowej , a on następnie odpowiedniemu terminalowi. Do komunikacji wykorzystuje się tzw. obwód wirtualny. Służy on do generowania liczby połączeń (z racji tego punktów komunikacji może być dowolnie dużo). Nie jest on fizycznym elementem sieci.

Wyróżniamy dwa typy obwodów wirtualnych:

  • Obwody stałe PVC (ang.permanent virtual circuits) wykorzystywane do regularnej stałej komunikacji ,ale użytkownik płaci jedynie za czas połączenia.
  • Obwody okresowe SVC (ang. switched virtual circuits) Przydzielane tylko w czasie sesji. Za każdym razem wyznacza się nowa trasę przepływu danych.
Komutatywne

Frame Relay

W związku z upowszechnieniem sieci oraz technologii (łącza cyfrowe i światłowodowe), istota wykorzystywania mechanizmów sprawdzania spójności pakietów dla X.25 stała się niewygodna. Stworzono sieć Frame Relay która w części opiera się na X.25, lecz podstawową różnicą jest to, iż pozwala na zmienna ilość przesyłania pakietów. Stworzono system kontroli CRC (ang. Cyclic Redundancy Check), który polega tylko na znajdowanie uszkodzonych pakietów. Dzięki temu szybkość inicjowania połączeń została zwiększona. Frame Relay korzysta z obwodów wirtualnych (PVC). Głowna zasada funkcjonowania opiera się na unikaniu obliczania drogi, pomiędzy docelowymi punktami sieci (jest ona po prostu z góry określona).

ATM

Sieć ATM (ang. Asynchronous Transfer Mode). Każdy pakiet zawiera 5 bajtów nagłówka i 48 bajtów danych. Co jak łatwo zauważyć pozwala na szybsze przesyłanie danych (gdyż są o tej samej - stosunkowo małej długości). Przesyłane są za pomocą urządzeń noszących nazwę ATM switch. Ich zadaniem jest znalezienie adresu docelowego. Wykorzystują dane zawarte w nagłówkach. Transakcje wykonywane są za pomocą pakietów żądań. Zawierają one tzw QOS (ang. Quality of Service), czyli określone warunki wymagane przy realizacji transmisji. Gdy siec jest przeciążona, przełącznik może odrzuci komórkę, ponieważ parametry jej nie spełniają norm jakościowych.


Łukasz Kędzierski

Wyrażona powyżej opinia jest prywatnym poglądem autora wypowiedzi.