ГЛОБАЛЬНАЯ СЕТЬ

Широкополосная сеть (WAN) - это сеть устройств, локальных сетей (LAN) или городских сетей (MAN), которые подключены либо через беспроводные, либо через проводные линии связи.[1] Виртуальная частная сеть (VPN) соединяет различные WAN-сайты.[2] Такие связи охватывают большие географические районы и могут возникать между городами, регионами и даже странами. WAN часто используется крупными компаниями, которые хотят управлять и обмениваться информацией и ресурсами между филиалами. Этот тип сети в основном используется для подключения небольших локальных сетей и, хотя и имеет более медленные возможности передачи данных из локальных сетей, может подключать более широкую зону покрытия.

Функциональность

Управление глобальными вычислительными сетями осуществляется поставщиками сетевых услуг, такими как спутниковые компании, телефонные компании, кабельные компании или провайдеры интернет-услуг (ISP).[3] Эти компании способны устанавливать крупные сетевые связи, охватывающие города или штаты. Затем пользователи могут арендовать использование этих сетей у этих компаний. Такие междугородние соединения устанавливаются через спутниковую связь, медные телефонные провода или, в последнее время, оптоволоконные кабели, которые либо создают соединения типа "точка-точка", либо работают через сети с пакетной коммутацией.[4] В сетях точка-точка используются аналоговые телефонные линии, в то время как модем работает для подключения устройства, такого как персональный компьютер, к телефонным линиям. Передача данных осуществляется в пакетах по сетям с пакетной коммутацией, которые широко распространены между устройствами.

Для обеспечения безопасности данных в этих крупных сетях предусмотрена виртуальная частная сеть (VPN).[5] VPN функционирует для обеспечения безопасности связи в большой сети путем интеграции системы методов аутентификации. Пользователи должны иметь необходимые коды доступа, пароли или другие формы идентификации, чтобы получить доступ к частным и конфиденциальным приложениям или ресурсам.[6]

Классификации

Хотя общий принцип установления сетевых связей между более широкими областями сохраняется, существуют различные способы установления таких связей. Типы WAN-подключений можно разделить на 3 категории: выделенные линии, сети коммутации каналов и сети пакетной коммутации.

Арендованные линии

Арендованные линии - это частные сети, которые поставщики сетевых услуг предоставляют в аренду крупным компаниям и организациям, желающим использовать частную и безопасную линию для обмена конфиденциальными ресурсами данных. Эти линии также называются выделенными линиями, которые создаются через единственное соединение точка-точка сети к удаленным друг от друга ответвлениям. Эти выделенные линии способны передавать данные на высоких скоростях до 64 Гбит/сек.

Сеть коммутации цепей

Коммутационная сеть способна управлять и контролировать передачу данных на основе использования. Соединения инициируются, когда есть сообщение, которое должно быть отправлено, и заканчиваются, когда отпадает необходимость в соединении. Доступные линии связи доступны и зарезервированы в зависимости от необходимости передачи данных.[7] Недостатком такого вида подключения является наличие задержек при использовании нескольких линий. Другие линии будут недоступны до тех пор, пока эти соединения не будут прерваны.[8] Цифровая сеть интегрированных услуг (ISDN) - это широко используемое соединение, которое относится к этой категории.

Сеть пакетной коммутации

Поставщики сетевых услуг могут оптимизировать физическую инфраструктуру, построенную для поддержки сети WAN, используя подключение к сети с пакетной коммутацией, поскольку оно позволяет пользователям совместно использовать общие сетевые ресурсы. Создавая виртуальные каналы внутри сети с целью создания частных индивидуальных сетей для пользователей, разделяющих основную линию, провайдеры услуг Интернет могут максимально эффективно использовать свои ресурсы. Это делается путем создания более мелких пакетов данных, которые содержат части целого сообщения; каждый пакет данных содержит адреса источника и назначения для облегчения передачи данных. Несколько примеров сетей пакетной коммутации: ATM, Frame Relay и X.25.[9] Пакеты данных и пакеты данных виртуального контура отличаются по способу передачи данных по сети.[10] Пакеты данных могут принимать любые линии связи в сети для достижения адреса назначения, в то время как пакеты данных виртуального контура зависят от использования наиболее логичного соединения для передачи данных между узлом-источником и узлом-получателем.

Существует несколько способов подключения локальной сети к более крупной сети. Протокол WAN относится к тому, как устанавливаются эти соединения. Ранее в общих типах соединений, таких как выделенные линии, коммутация каналов и сети пакетной коммутации, были представлены методы, в которых создается сеть и как они передают данные. Если говорить более конкретно, существует несколько широко используемых протоколов WAN, которые включают в себя различные типы протоколов:[11]

HDLC

Управление каналом передачи данных высокого уровня (HDLC) - это протокол WAN, который функционирует на втором уровне эталонной модели взаимодействия открытых систем (OSI), относящейся к уровню данных системы. Организация данных в кадры, которые представляют собой отдельные устройства, доставляемые по сети по адресу назначения. Процесс верификации осуществляется по адресу назначения.

Созданный на основе Synchronous Data Link Control (SDLC), созданного IBM, HDLC теперь модифицирован Cisco и используется в качестве протокола по умолчанию для большинства последовательных интерфейсов Cisco. Протокол HDLC представляет собой разновидность бит-ориентированного протокола, способного поддерживать различные формы соединений, такие как: Связь точка-точка связи Связь точка-в-многоточку Двустороннее одновременное соединение по полным дуплексным линиям связи Двустороннее альтернативное подключение по полным дуплексным линиям связи Синхронное соединение Асинхронное соединение Соединение между эквивалентными станциями Соединение между хост-узлом и удаленными станциями Полная прозрачность данных

ЧАСТНО-ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАРТНЕРСТВО

Протокол точка-точка (PPP) - это соединение, которое устанавливается между двумя основными узлами и способно аутентифицировать данные, обнаруживать ошибки, контролировать качество связи и балансировать нагрузки. PPP основан на HDLC и также создает пакеты данных, называемые кадрами, которые должны содержать (1) флаг для определения начала кадра, (2) последовательность протокола для определения типа протокола, идентифицированного в пакете данных, (3) фактические данные для передачи, (4) последовательность проверки кадров, используемую для проверки на ошибки. Теперь используемый в качестве отраслевого стандарта, этот протокол обеспечивает связь между узлами по принципу "точка-точка". Он также наиболее часто используется для коммутируемых соединений с Интернетом,

Frame Relay (Реле рамки)

Тип сети с ретранслятором кадров основан на соединении сети с коммутацией пакетов данных типа виртуальной цепи, известной как постоянные виртуальные цепи (ПВХ). В основе этого лежит сеть пакетной коммутации, разработанная в 1990-х годах, которая способна работать на скорости 64 Кбит/с - 45 Мбит/с. Frame relay switch находятся на кадре пакетов данных, что позволяет этому типу сети контролировать загруженность трафика и использовать динамический метод распределения полосы пропускания. Frame Relay сети были популярны много лет назад, но в настоящее время заменены более новыми технологиями.

X.25

X.25 был первоначально разработан в 1970-х годах для передачи сигналов голосовой передачи данных по телефонным медным линиям в качестве аналоговых данных. Рассматриваемый как один из старейших методов подключения с пакетной коммутацией, он был позже интегрирован в качестве протокола WAN для создания сети, позволяя устройствам в различных публичных сетях общаться и подключаться через промежуточное устройство на 3-м уровне OSI, сетевом уровне. Использование X.25 стало популярным в 1980-х годах. X.25 пакеты данных могут вмещать до 128 байт, что ограничивает основное использование этого метода подключения приложениями для банкоматов и процессами проверки кредитных карт.

БАНКОМАТ

Асинхронный режим передачи данных (ATM) основан на технологии, ориентированной на подключение, которая работает путем создания двух конечных точек с виртуальной схемой. Он использует метод пакетной коммутации, основанный на передаче данных в виде небольших ячеек фиксированного размера. Эти данные упаковываются в 53-байтовые пакеты, которые передаются асинхронно по физическому кабелю или проводу. Скорость передачи данных может составлять от 155,520 Мбит/с до 622,080 Мбит/с. В нем используется протокол ретрансляции данных по сотовым сетям, который лучше всего подходит для сетей передачи данных WAN и передачи мультимедиа в режиме реального времени. Возможности ATM позволили ему функционировать в качестве основного протокола для Синхронной оптической сети (SONET), которая является скелетом ISDN.

Широкополосный доступ

Широкополосный доступ в Интернет относится к самому популярному на сегодняшний день протоколу WAN. Он обеспечивает высокоскоростной доступ в Интернет с высокой скоростью передачи данных, превышающей 256Kbps. В настоящее время широкополосные технологии включают цифровую абонентскую линию (DSL) и кабельные модемы. Новейшей широкополосной связью является использование волоконно-оптических кабелей для передачи данных. Результатом является широкая полоса пропускания передачи данных, которая способна передавать или принимать многочисленные сигналы и различные типы данных.

Устройства WAN

Несмотря на множество типов соединений, которые могут быть созданы для формирования сети WAN, эти линии полагаются на похожие аппаратные или программные компоненты, необходимые для создания публичной или частной сети.

WAN-коммутатор

Коммутатор WAN функционирует как многопортовое межсетевое устройство, работающее на канальном уровне модели OSI. Используется в операторских сетях для коммутации трафика.

Сервер доступа

Функционируя в качестве точки доступа для других узлов сети, сервер доступа представляет собой сервер доступа, на котором сосредоточены входящие и исходящие коммутируемые соединения. Сервер физического доступа может быть настроен для предоставления прав другим компьютерам, которые являются или не являются членами сети.

модем

Модем сокращенно от Модулятор / Демодулятор. Это часть оборудования, которое отвечает за преобразование цифровых данных в аналоговые, что позволяет передавать данные по телефонным линиям.

CSU/DSU

Сервисный блок канала или цифровой сервисный блок - это устройство с цифровым интерфейсом, обеспечивающее синхронизацию сигнала для соединений между оконечным оборудованием передачи данных (DTE) и оконечным устройством цепи передачи данных (DCE). CSU/DSU интерпретирует физический интерфейс DTE к интерфейсу DCE.

ISDN терминальный адаптер

Это необходимо для установления соединения между интерфейсом базовой скорости ISDN (BRIC) и другими интерфейсами; в основном он функционирует как модем ISDN, позволяющий пользователям подключать свои устройства или локальную сеть к прерванной коммутируемой линии ISDN.

Высокоскоростной интерфейс

Он интегрирует интерфейсы DTE и DCE, обеспечивая высокоскоростные соединения до 53 Мбит/с по WAN. Обычно это применяется как короткое соединение для маршрутизатора LAN и линии T3, устанавливающее соединение LAN-WAN путем функционирования на физическом уровне модели OSI Reference Model.

История

Основное использование сети WAN заключалось в создании частных соединений через филиалы компании в отдаленных районах, что позволяло передавать сигналы голосовой передачи данных внутри компании. Протокол X.25 WAN был создан в 1970-х годах и выполнял эту коммерческую функцию. Однако, арендованные линии WAN стали гораздо более популярными в 1990-х годах, поскольку все больше компаний стали использовать их в качестве метода приватизации и обеспечения безопасности соединений внутри компании. За это время был также разработан протокол Frame Relay Protocol. Через десять лет была также разработана технология многопротокольной коммутации меток (MPLS), и в настоящее время были созданы линии T1 или T3 для создания MPLS-соединений или обеспечения VPN-связи через Интернет. В настоящее время арендуемые линии WAN значительно дороже и дороже по сравнению с современными домашними или корпоративными линиями связи, поскольку для создания межконтинентальных линий связи требуются подводные сетевые кабели.[12]


  1. https://www.inc.com/encyclopedia/wide-area-networks-wans.html ↩︎

  2. https://searchnetworking.techtarget.com/definition/WAN-wide-area-network ↩︎

  3. https://networklessons.com/cisco/ccna-routing-switching-icnd1-100-105/introduction-to-wans-wide-area-network ↩︎

  4. https://www.inc.com/encyclopedia/wide-area-networks-wans.html ↩︎

  5. https://www.lifewire.com/wide-area-network-816383 ↩︎

  6. https://searchnetworking.techtarget.com/definition/virtual-private-network ↩︎

  7. http://docwiki.cisco.com/wiki/Introduction_to_WAN_Technologies ↩︎

  8. http://www.pearsonitcertification.com/articles/article.aspx?p=2481850&seqNum=3 ↩︎

  9. http://docwiki.cisco.com/wiki/Introduction_to_WAN_Technologies ↩︎

  10. http://docwiki.cisco.com/wiki/Introduction_to_WAN_Technologies ↩︎

  11. http://www.freeccnastudyguide.com/study-guides/ccna/ch11/11-1-introduction-wide-area-networks/ ↩︎

  12. https://www.lifewire.com/wide-area-network-816383 ↩︎