Магистральная сеть
| компьютерных сетей Типы по масштабу |
|---|
 |
Магистральная — это или базовая сеть часть компьютерной сети , которая соединяет сети, обеспечивая путь для обмена информацией между различными локальными сетями или подсетями . [1] Магистраль может связывать различные сети в одном здании, в разных зданиях кампуса или на больших территориях. Обычно пропускная способность магистральной сети превышает пропускную способность подключенных к ней сетей. [2]
Крупная корпорация, имеющая множество офисов, может иметь магистральную сеть, которая связывает все филиалы вместе, например, если к кластеру серверов требуется доступ к различным отделам компании, расположенным в разных географических точках. Части сетевых подключений (например, Ethernet, беспроводная связь), которые объединяют эти отделы, часто называют магистралью сети. Перегрузка сети часто принимается во внимание при проектировании магистральных сетей. [3] [4]
Одним из примеров магистральной сети является магистраль Интернета . [5]
История
[ редактировать ]Теория, принципы проектирования и первая реализация магистральной сети возникли в базовой телефонной сети, когда трафик был чисто голосовым. Базовая сеть представляла собой центральную часть телекоммуникационной сети , которая предоставляла различные услуги клиентам, подключенным к сети доступа . Одной из основных функций была маршрутизация телефонных звонков через PSTN .
Обычно этот термин относится к средствам связи высокой пропускной способности, соединяющим первичные узлы. Базовая сеть обеспечивала пути для обмена информацией между различными подсетями .
В Соединенных Штатах базовые сети местных АТС были связаны несколькими конкурирующими сетями АТС ; в остальном мире базовая сеть расширена до национальных границ.
Базовые сети обычно имели ячеистую топологию , которая обеспечивала соединения «любой к любому» между устройствами в сети. Многие основные поставщики услуг будут иметь свои собственные взаимосвязанные базовые/магистральные сети. Некоторые крупные предприятия имеют собственную опорную/магистральную сеть, которая обычно подключена к сетям общего пользования.
Магистральные сети создают каналы, позволяющие осуществлять передачу на большие расстояния, обычно от 10 до 100 миль, а в некоторых случаях — до 150 миль. на большие расстояния Это делает магистральную сеть необходимой для предоставления беспроводных решений для предоставления интернет-услуг , особенно в отдаленных районах. [6]
Функции
[ редактировать ]Базовые сети обычно предоставляли следующие функции:
- Агрегация: самый высокий уровень агрегации в сети поставщика услуг. Следующий уровень иерархии под основными узлами — это распределительные сети, а затем периферийные сети. Оборудование в помещении клиента (CPE) обычно не подключается к базовым сетям крупного поставщика услуг.
- Аутентификация : функция, позволяющая решить, имеет ли пользователь, запрашивающий услугу из телекоммуникационной сети, право делать это в этой сети или нет.
- Управление вызовом/переключение: функция управления вызовом или переключения определяет будущий ход вызова на основе обработки сигналов вызова. Например, функция переключения может решить на основе « вызываемого номера », что вызов будет направлен к абоненту в сети этого оператора, или с переносимостью номера, более распространенной в сети другого оператора.
- Взимание платы: эта функция сопоставления и обработки данных о взимании платы, генерируемых различными сетевыми узлами. В современных сетях используются два распространенных типа механизмов взимания платы: взимание платы с предоплатой и взимание платы по факту. См. Автоматический учет сообщений.
- Вызов службы: базовая сеть выполняет задачу вызова службы для своих абонентов. Вызов службы может произойти на основе какого-либо явного действия (например, перевода вызова ) пользователя или неявно ( ожидание вызова ). Однако важно отметить, что «выполнение» службы может быть или не быть функцией базовой сети, поскольку сторонние сети/узлы могут принимать участие в фактическом выполнении службы.
- Шлюзы : Шлюзы должны присутствовать в базовой сети для доступа к другим сетям. Функциональность шлюза зависит от типа сети, с которой он взаимодействует.
Физически одна или несколько из этих логических функций могут одновременно существовать в данном узле базовой сети.
Помимо вышеупомянутых функций, в базовую телекоммуникационную сеть также входят следующие функции:
- O&M: Центр эксплуатации и обслуживания или системы поддержки операций для настройки и обеспечения узлов базовой сети. Количество абонентов, скорость звонков в часы пик , характер услуг, географические предпочтения — вот некоторые из факторов, влияющих на конфигурацию. Сбор сетевой статистики (управление производительностью), мониторинг аварийных сигналов (управление сбоями) и протоколирование действий различных сетевых узлов (управление событиями) также происходит в центре эксплуатации и технического обслуживания. Эти статистические данные, сигналы тревоги и трассировки представляют собой важные инструменты для сетевого оператора, позволяющие отслеживать состояние и производительность сети, а также импровизировать в этом направлении.
- База данных абонентов: Базовая сеть также содержит базу данных абонентов (например, HLR в системах GSM). База данных подписчиков доступна узлам базовой сети для таких функций, как аутентификация, профилирование, вызов службы и т. д.
Распределенная магистраль
[ редактировать ]Распределенная магистральная сеть — это магистральная сеть, состоящая из ряда устройств подключения, подключенных к ряду центральных устройств подключения, таких как концентраторы, коммутаторы или маршрутизаторы, в иерархии. [7] Такая топология обеспечивает простое расширение и ограниченные капитальные затраты на рост, поскольку к существующим слоям можно добавить больше уровней устройств. [7] В распределенной магистральной сети все устройства, имеющие доступ к магистральной сети, совместно используют среду передачи, поскольку каждое устройство, подключенное к этой сети, отправляет все передачи, размещенные в этой сети. [8]
Распределенные магистрали практически используются во всех крупномасштабных сетях. [9] Приложения в масштабах предприятия, ограниченные одним зданием, также практичны, поскольку определенные устройства подключения могут быть назначены определенным этажам или отделам. [7] На каждом этаже или в отделе есть локальная сеть и коммутационный шкаф, а главный концентратор или маршрутизатор рабочей группы подключен к шинной сети с помощью магистрального кабеля. [10] Еще одним преимуществом использования распределенной магистральной сети является возможность сетевого администратора разделять рабочие группы для упрощения управления. [7]
Существует вероятность возникновения единой точки отказа, относящейся к устройствам подключения, расположенным высоко в последовательной иерархии. [7] Распределенная магистральная сеть должна быть спроектирована так, чтобы отделять сетевой трафик, циркулирующий в каждой отдельной локальной сети, от трафика магистральной сети с помощью устройств доступа, таких как маршрутизаторы и мосты. [11]
Разрушенный позвоночник
[ редактировать ]Обычная магистральная сеть охватывает большие расстояния и обеспечивает взаимосвязь между несколькими местоположениями. В большинстве случаев магистрали являются связующими звеньями, а функции коммутации или маршрутизации выполняются оборудованием в каждом месте. Это распределенная архитектура.
Свернутая магистраль (также известная как инвертированная магистраль или магистраль в коробке) — это тип архитектуры магистральной сети. В случае разрушенной магистральной сети каждое местоположение имеет обратную связь с центральным местоположением, которое необходимо подключить к разрушенной магистральной сети. Свернутая магистральная сеть может представлять собой кластер, одиночный коммутатор или маршрутизатор. Топология и архитектура разрушенной магистрали — это звезда или корневое дерево .
Основными преимуществами подхода с коллапсом позвоночника являются
- простота управления, поскольку магистраль находится в одном месте и в одном ящике, и
- поскольку магистраль по сути представляет собой объединительную панель или внутреннюю коммутационную матрицу коробки, запатентованную высокопроизводительную технологию . можно использовать
Однако недостатком разрушенной магистрали является то, что если блок, в котором находится магистраль, выйдет из строя или возникнут проблемы с доступом к центральному месту, вся сеть выйдет из строя. Эти проблемы можно свести к минимуму за счет наличия резервных блоков магистральных сетей, а также наличия вторичных/резервных мест расположения магистральных сетей.
Параллельная магистраль
[ редактировать ]Существует несколько различных типов магистральных сетей, которые используются для сети в масштабе предприятия. Когда организациям нужна очень сильная и надежная магистральная сеть, им следует выбрать параллельную магистраль. Эта магистраль является разновидностью свернутой магистрали, поскольку в ней используется центральный узел (точка соединения). Хотя параллельная магистраль позволяет дублировать соединения при наличии более одного маршрутизатора или коммутатора . Каждый коммутатор и маршрутизатор соединены двумя кабелями. Наличие более одного кабеля, соединяющего каждое устройство, обеспечивает сетевое подключение к любой области сети в масштабе предприятия. [12]
Параллельные магистральные сети стоят дороже, чем другие магистральные сети, поскольку для них требуется больше кабелей, чем для других сетевых топологий . Хотя это может быть основным фактором при принятии решения о том, какую топологию в масштабе предприятия использовать, затраты на нее компенсируют создаваемую ею эффективность за счет повышения производительности и отказоустойчивости . Большинство организаций используют параллельные магистрали, когда в сети есть критически важные устройства. Например, если есть важные данные, такие как расчет заработной платы , к которым несколько отделов должны постоянно иметь доступ, тогда вашей организации следует выбрать внедрение параллельной магистральной сети, чтобы гарантировать, что соединение никогда не будет потеряно. [12]
Последовательная магистраль
[ редактировать ]Последовательная магистральная сеть — это самый простой вид магистральной сети. [13] Последовательные магистрали состоят из двух или более работающих в Интернете устройств, соединенных друг с другом одним кабелем в последовательном порядке. Шлейфовая цепочка — это группа устройств, соединенных между собой последовательным образом. Концентраторы часто подключаются таким образом для расширения сети. Однако концентраторы — не единственное устройство, которое можно подключить к последовательной магистральной сети. Шлюзы , маршрутизаторы , коммутаторы и мосты чаще всего являются частью магистральной сети. [14] Топологию последовательной магистральной сети можно использовать для сетей масштаба предприятия, хотя она редко реализуется для этой цели. [15]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Что такое позвоночник?» . Whatis.com . Архивировано из оригинала 16 мая 2008 года . Проверено 25 июня 2007 г.
- ^ «Магистральные сети» . Глава 8 . Ангельский огонь. Архивировано из оригинала 28 июля 2020 года . Проверено 2 октября 2013 г.
- ^ Тернер, Бро (12 сентября 2007 г.). «Перегрузка в магистральной сети: телекоммуникационные и интернет-решения» . ID круга. Архивировано из оригинала 18 февраля 2020 года . Проверено 2 октября 2013 г.
- ^ Кашьяп, Абхишек; Сунь, Фантинг; Шейман, Марк. «Размещение реле для минимизации перегрузки в беспроводных магистральных сетях» (PDF) . Кафедра электротехники и вычислительной техники Мэрилендского университета. Архивировано (PDF) из оригинала 5 октября 2013 года . Проверено 2 октября 2013 г.
- ^ Хауди, Бен (28 января 2013 г.). «Основная сеть подключена к…» . КашФлоу. Архивировано из оригинала 5 октября 2013 года . Проверено 2 октября 2013 г.
- ^ Сети, Серагон. «Что такое беспроводная транзитная связь 5G» . www.ceragon.com . Архивировано из оригинала 20 мая 2022 г. Проверено 9 мая 2022 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Дин, Тамара (2010). Руководство Network+ по сетям, 5-е издание . Бостон, Массачусетс: Технология курса Cengage. п. 202. ИСБН 978-1423902454 .
- ^ «Распределенная магистральная сеть». Руководство по проектированию локальной сети BICSI (PDF) . 1996. с. 20. Архивировано (PDF) из оригинала 19 июля 2011 г. Проверено 7 мая 2011 г.
- ^ Дули, Кевин (1 января 2002 г.). «Проектирование крупномасштабных сетей» . Интернет-каталог O'Reilly . п. 23. Архивировано из оригинала 7 ноября 2012 года . Проверено 7 мая 2011 г.
- ^ «Распределенная магистраль» . Архивировано из оригинала 9 октября 2011 года . Проверено 7 мая 2011 г.
- ^ Бун и Кепекчи (1996). Руководство по проектированию локальной сети BICSI . Тампа, Флорида. стр. 20–21.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б Дин, Тамара (2010). Руководство Network+ по сетям, 5-е издание . Бостон, Массачусетс: Технология курса Cengage. стр. 203–204. ISBN 978-1423902454 .
- ^ CompTIA Network+ Подробно, глава 5, с. 169
- ^ Дин, Тамара (2010). Руководство Network+ по сетям, 5-е издание . Бостон, Массачусетс: Технология курса Cengage. ISBN 978-1423902454 .
- ^ «Магистральные сети» . Архивировано из оригинала 18 июля 2006 г.