Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Technologie a protokoly WAN sítí Josef Horálek. Obsah  Základní principy WAN technologií  Protokoly linkové vrstvy  xDSL sítě  Frame Relay  ATM.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Technologie a protokoly WAN sítí Josef Horálek. Obsah  Základní principy WAN technologií  Protokoly linkové vrstvy  xDSL sítě  Frame Relay  ATM."— Transkript prezentace:

1 Technologie a protokoly WAN sítí Josef Horálek

2 Obsah  Základní principy WAN technologií  Protokoly linkové vrstvy  xDSL sítě  Frame Relay  ATM

3 Informační zdroje k přednášce

4 WAN základní principy  Wide Ares Networks – představují technologie a přístupy pro vytváření sítí velkého rozsahu v georgraficky oddělených lokalitách (řádově desítky až tisíce kilometrů)  Tyto sítě zahrnují velké množství technologií a protokolů mezi které patří zejména:  Sítě telefonních operátorů (vytáčené spojení, ISDN, xDSL…)  Kabelové sítě poskytovatelů multimediálního obsahu (CATV sítě)  GMS/CDMA (sítě první až čtvrté generace, 1G – 4G sítě)  Satelitní sítě  Sítě WAN jsou budovány pro soukromé společnosti, připojení LAN do Internetu (poskytovateli připojení a služeb).  Nepoužívají sdílený přenosový prostředek, respektive síť

5 WAN základní principy  Podporují omezené vysílání na skupinové adresy a všesměrové adresy – tuto vlastnost však vyžadují některé směrovací protokoly  WAN jsou zpravidla Non Broadcast Media Access sítěmi vyžadující složitější konfiguraci  WAN standardy jsou definovány a řízeny především autoritami:  International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T), formerly the Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT)  International Organization for Standardization (ISO)  Internet Engineering Task Force (IETF)  Electronic Industries Association (EIA)

6 WAN základní principy  Pronajatá linka  Point-to-Point připojení mezi dvěma počítači nebo LAN.  Protokoly: PPP, HDLC  Přepojování okruhů  Mezi koncovými body je vyhrazený okruh - vytáčené připojení.  Protokol a technologie: PPP, ISDN  Přepojování paketů  Zařízení posílají pakety přenosovou sítí, tvořenou trvalým virtuálním nebo přepínaným virtuálním okruhem.  Protokol a technologie: X.25, Frame Relay  Přepojování buněk  Data jsou rozdělena do buněk stejné délky a následně odeslána přes virtuální okruhy - technologie ATM

7 WAN - rozdělení sítí dle způsobu komunikace

8 Základní pojmy WAN sítí  Data Terminal Equipment  Koncové zařízení pro synchronizaci datového přenosu a parametrů s DCE (zejména hodinového signálu – clock rate)  Zprostředkovává propojení koncových modemů, terminálů, čteček…  Data Circuit Equipment  Koncové zařízení okruhu  Zajišťující synchronizaci, fázování, převod signálů…  Demarkační bod – místo kde končí odpovědnost (rozdílné zejména v USA a Evropě) poskytovatele služeb  Místní smyčka – propojení demarkačního bodu s ústřednou  Ústředna (CO) spojuje zákazníka s přepínanou sítí poskytovatele (ISP)

9 Demarkační bod, rychlosti WAN spojů

10 Sériové vs. paralelní přenosy  Paralelní komunikace umožňují realizovat přenos více bitů za jednotku času  Více násobná komunikace po stejné lince = efektivní využití linky (např. drátů metalického vedení nebo více optických vláken)  Vhodná pouze na kratší vzdálenosti  Příkladem je např. ISA, ATA, FSB, CENTRONICS  Sériová komunikace realizuje odeslání jednoho bitu za jednotku času  Zjednodušení komunikace vytváří předpoklady pro komunikaci na delší vzdálenost  Původně reprezentovaná pomalými technologiemi determinovanými sériovými přenosy přes hlasové sítě  Příkladem je RS-232, V.35, HSSI (Používáné pro vysokorychlostní spoje, komunikace až 52 Mb it. na lince)

11 Nevýhody paralelní komunikace  Synchronizace – nutnost za jistit synchronizaci a správné doručení pořadí bitů, nutná interpretace chybové složky  Inference vysílání – vysílání na médiu může být rušeno interním či externími vlivy, výsledkem je nekonzistentní datový proud

12 Přístupové metody WAN technologií  WAN technologie nepoužívají kolizní přístupové metody, tak jak je známe např. u Ethernetu (CSMA/CD, CSMA/CA)  Využití kolizních přístupových metod je problematické při velkém množství uzlů na segmentu a rozsáhlých sítích  WAN technologie využívají různé přístupové metody, mnohé zdědily z hlasových sítí – opačná idea přenosu informace, kterou je nutné garantovat nehledě na neefektivitu přenosu  TCP/IP a Ethernet nemají v základu žádné mechanizmy pro  FDM (Frequency Division Multiplexing) – modulace signálů do signálově oddělených frekvenčních úseků  TDM (Time Division Multiplexing) – fixní časový multiplex = fixní bandwith (např. technologie ISDN nebo SONET)  STM (Statistical Multiplexing) = variabilní časový multiplex = variabilní bandwith (např. technologie X.25 nebo Frame Relay)

13 Příklad STDM přístupové metody

14 Propojení s linkovou vrstvou - enkapsulace  Jednotlivé WAN technologie a přístupy se vzájemně prolínají, což znesnadňuje jejich kategorizaci, nejdůležitější protokoly a vazby:  HDLC – výchozí typ enkapsulace na CISCO směrovačích při spojení point to point. Vytváří základ pro synchronní protokol PPP a technologie přidružené k tomuto protokolu (např. DSL).  PPP – Často využívaný protokol pro spojení mezi směrovači, ale také počítači (vytáčené spojení) PPP pracuje s několika protokoly síťové vrstvy (IP či IPX). Obsahuje bezpečnostní mechanismy (PAP and CHAP.  Serial Line Internet Protocol (SLIP) – historický standard pro point to point spojen pracující na TCP/IP. Nahrazen protokolem PPP.  X.25 – standard definující přístup a komunikaci k lince (Link Access Procedure, Balanced - LAPB). ITU-T standard definuje způsob propojení DCE a DTE (přesah do fyzické vrstvy). Linkový protokol X.25 je předchůdcem Frame Relay.

15 Propojení s linkovou vrstvou - enkapsulace  Frame Relay – je průmyslovým standardem a přepínaných okruhů. Linková vrstva specifikuje různé typy DLCI okruhů včetně jejich identifikátorů. Obsahuje efektivnější mechanizmy při detekci chyby a řízení datového toku oproti X.25. Jedná se o dosluhující technologie, která se stále prodává…  ATM – mezinárodní standard využívaný v telekomunikacích. Umožňuje přenášené typy služeb a garantovat kvalitu služeb z podstaty své přístupové metody. Ta je založena na fixních buňkách o velikost 53 bytů. Umožnují snadnější implementaci do HW a zvýšení rychlosti. Zaručuje vysoké přenosové skrze a efektivní doručování paketů.  SONET – není standardem či protokolem pro transmisi dat v síti na druhé vrstvě, tak jako předchozí technologie. Jedná se zejména o technologii fyzické vrstvy určenou pro synchronní přenos dat skrze optické sítě.  MetroEthernet – variace Ethernetu určená pro přenos po MAN/WAN.

16 PPP  Point to Point Protokol je rozšířeným protokolem, který umožňuje přenášet data po NBMA sítích  Chybí kontrola přístupu k médiu (Media Access Controll)  Není nutné definovat identifikátory = MAC adresy  Dle RFC 1567 (PPP Design Requirements) definuje:  Enkapsulaci datagramů do rámců linkové vrstvy  Schopnost demultiplexu k vyšším vrstvám  Bitovou transparnetnost bitů – musí být schopen přenést různé bitové interpretace v datových objektech (rámcích).  Zajistit detekci chyb (bez korekce)  Detekce stavu linku – nečinnost a nesprávné spojení do síťové vrstvy  Zprostředkování a schopnost naučit se síťové adresy komunikujících uzlů

17 PPP  Vychází z obecného HDLC rámce, který může nabývat různých hodnot (některé jsou fixní)  Adresa ve spojích bod-bod není relevantní (nastavení FF)  Control – nevyužitá, otevřené pro budoucí rozšíření  Protocol - Vyjednání pomocí služebního protokolu LCP. Podporuje známé síťové protokoly (IP, NetBeui, IPX, AppleTalk, IPC…)  FCS analogie kontroly chyb v ostatních linkových protokolech

18 PPP  Pro zahájení komunikace musí PPP projít třemi základními fázemi pomocí LCP a NCP protokolů:  LCP – Link Control Protocol – slouží k řízení relace a dohodě o základních parametrech spojení (např. Autentizace apod.)  Network Control Protocol – jedná se o skupinu protokolů definovaných pro konkrétní protokoly vyšších vrstev (IPv4, IPv6…) Pomocí těchto definic je možné vytvářet napojení na vyšší vrstvy.  IPCP protokol umožňuje nastavit parametry IP na PPP protokolem  První fáze – Sestavení spojení a konfiguračních parametrů. Fáze končí po oboustranném potvrzení konfiguračních parametrů.  Druhá fáze – Volitelná fáze sloužící k determinaci kvality linky před předáním komunikace vyšší vrstvě.  Třetí fáze – Poté co LCP finalizuje komunikační parametry. NCP proces vyjedná, respektive zkonfiguruje parametry síťové vrstvy. Následně je aktivována/deaktivována standardní datová komunikace.

19 PPP – detail navázání spojení

20 PPP – detail NCP procesu

21 Technologie xDSL  (x)DSL technologie jsou po světě velice rozšířené, v některých zemích vytvářejí páteř vysokorychlostního přístupu k Internetu  Klasické telefonní sítě přenášejí na účastnické přípojce frekvence v rozsahu 300 – 3400 Hz  Myšlenkou DSL je přenos dat v rozsahu nad 4 kHz a tím pádem umožnit koexistenci hlasových a datových služeb

22 Technologie xDSL – základní pojmy  DSLAM (DSL Access Multiplexor) – zařízení poskytovatele umístěné v ústředně, slouží pro komunikaci s koncovým bodem. Koncentruje a vyjednává parametry služby  BRAS (Broadband Remote Access Server) – směrovač poskytovatele DSL služby spravující datové toky od jednotlivých zákazníků. Ukončuje ATM okruhy účastníků, pomocí L2TP je přeposílá k poskytovateli.  Splitter zařízení sloužící k modulace, respektive oddělení frekvenční úrovně signálu (data a hlas)  Microfilter – frekvenční filtr propouštějící frekvence pod 4 Hz,. Umožňuje odfiltrovat nežádoucí rušení.  DATA se v DSL přenášejí jako ATM buňky

23 Struktura DSL služeb

24 Srovnání DSL technologií  Existuje mnoho variant xDSL, mnohé jsou ve vývoji. Následující tabulka uvádí základní přehled technologií: VARIANTA RYCHLOST DOWN/UP DOSAH

25 Struktura DSL služeb  Při použití PPPoE (RFC 2516) se enkapsulace realizuje v pořadí: TCP/UDP – IP – PPP – PPPoE – Ethernet  PPPoE definuje pomocnou 6B hlavičku, která se vkládá do linkového rámce těsně před PPP hlavičkou

26 ADSL komunikace a protokoly  ADSL je nejrozšířenější DSL technologií, ATM komunikace je možné propojit s linkovou vrstvou a přenést třemi způsoby:  RFC 1483/2684 Bridged  PPPoE (PPP over Ethernet, přepínané řešení)  PPPoA (PPP over ATM, směrované řešení)

27 Technologie Frame Relay  Typický představitel přepínaných sítí, starší technologie a přesto stále používaná technologie z finančních důvodu.  Non Broadcast Media Access síť – nemá vlastnosti jako Ethernet (mnohé protokoly a služby nefungují nebo je nutné ručně konfigurovat)  FRAME RELAY je příbuzný a nástupce technologie X.25 odstranění nepoužívaných a nepotřebných mechanismů (např. korekce chyb z důvodu vyšší spolehlivosti moderních tech.)  FRAME RELAY je primárně určen pro vícebodové spoje na rozdíl od PPP.  Historicky se jedná o technologii pracující na principech vynalezených v 70tých letech (X.25) a 90tých letech ve spojení s inovacemi v laboratořích CISCO  FRForum průmyslové sdružení pro vývoj Frame Relay (dnes součástí MPLS fora)

28 Frame Relay – základní pojmy  FRAD (Frame Relay Access Device) – jedná se o zařízení, které využívá FR pro spojování sítí (zpravidla směrovač)  DCE – zařízení nastavující parametry Frame Relay (obdoba nastavení parametrů linky, neplést!!!), zpravidla se jedna o FR SWITCH  DTE – koncové zařízení FR, zpravidla směrovač s FR rozhraním  CIR (Commited Information Rate) – propustnost zajištěná sítí  DLCI – 10bitové datové identifikátory okruhů s lokální význam  PVC – permanentní virtuální okruhy nastavené administrátorem  SVC – přepínaný virtuální okruhy vznikají na základě požadavků na zavolání spojení  LMI – Local Management Interface je rozšíření FR, které umožňuje nést další dodatečné informace o stavu a parametrech spojení

29 Frame Relay - enkapsulace  Frame Relay reprezentuje první dvě vrstvy ISO/OSI  Hlavička 7E v hexa reprezentuje Frame Relay  Rámce jsou proměnlivé délky pomocí LAPF protokolu (Link Access Procedure) do velikosti 8189 oktetů

30 Frame Relay rámec  DLCI – obsahuje lokální a vzdálený okruh  C/R bit není ve Frame Relay zpravidla využíván  EA – rozšiřující adresa (nastavena na 1pro budoucí rozšíření)  FECN, BECN a DE jsou slouží pro mechanismy proti zahlcení sítě

31 Frame Relay –přepínání okruhů

32 Konec  Děkuji Vám za pozornost


Stáhnout ppt "Technologie a protokoly WAN sítí Josef Horálek. Obsah  Základní principy WAN technologií  Protokoly linkové vrstvy  xDSL sítě  Frame Relay  ATM."

Podobné prezentace


Reklamy Google