Принципы построения компьютерных сетей

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

На сегодняшний день развитие инфокоммуникационных услуг осуществляется в основном в рамках компьютерной сети Интернет, доступ к услугам которой происходит через традиционные сети связи. В то же время в ряде случаев услуги Интернета, ввиду ограниченных возможностей её транспортной инфраструктуры, не отвечают современным требованиям, предъявляемым к услугам информационного общества. В связи с этим развитие инфокоммуникационных услуг требует решения задач эффективного управления информационными ресурсами с одновременным расширением функциональности сетей связи. Рост количества абонентов способствует появлению все больших услуг, а области коммуникаций.

Протоколы используемы на сетях имеют огромное многообразие, каждый из которых работает согласно своим стандартам и соответствующем уровне сетевой модели OSI. Самыми яркими представителями сетевых протоколов данного времени являются: ADSL, ISDN, SDH, Ethernet (протоколы физического уровня); FDDI, ATM, Frame Relay, PPP, IEEE 802.11(16) (канальный уровень); https://ru.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11 IGRP, IP (v6, v4), SCCP, ICMP (сетевой уровень). А также протоколы верхних уровней модели OSI: TCP, UDP, ESP, NCP, NFS и т.д.

Подробнее рассмотрим протокол IP. IP объединяет сегменты сети в единую сеть, обеспечивая доставку пакетов данных между любыми узлами сети через произвольное число промежуточных узлов (маршрутизаторов). Он классифицируется как протокол третьего уровня по сетевой модели OSI. IP не гарантирует надёжной доставки пакета до адресата -- в частности, пакеты могут прийти не в том порядке, в котором были отправлены, продублироваться (приходят две копии одного пакета), оказаться повреждёнными (обычно повреждённые пакеты уничтожаются) или не прийти вовсе. Гарантию безошибочной доставки пакетов дают некоторые протоколы более высокого уровня -- транспортного уровня сетевой модели OSI, -- например, TCP, которые используют IP в качестве транспорта. Наиболее распространенные услуги, используемые в IP-сетях это VoIP и IPTV. И если посмотреть на тенденции распространения данных услуг, можно сделать вывод, что данные технологии имею как огромный потенциал в подключении пользователей, так и возможность развития сети в дальнейшем.

IPTV в мире и в России: Сегодня самой передовой страной в Западной Европе, где коммерческое использование IPTV лидирует и по территориальному проникновению, и по количеству абонентов, является Франция. Здесь рынок IPTV разделен между тремя операторами: NeufTelecom, Free и FranceTelecom. Вместе эти компании обслуживают около 1 700 000 абонентов. За Францией следуют Италия и Испания. А вот в Великобритании услугами IPTV пользуются всего около 170 000 абонентов. По мнению аналитиков, рынок западной Европы по IPTV к концу 2010 года будет составлять 5 миллионов абонентов. Конечно, такой рост будет происходить на фоне жесткой борьбы с другими телевизионными форматами, в первую очередь с кабельными операторами. У наших ближайших соседей, в России, доступ ко всему платному телевидению имеют свыше 25 миллионов абонентов. При этом на долю IPTV в конце 2013 года пришлось всего 4% рынка. Если судить лишь по этим абсолютным цифрам, то можно сказать, что это незначительно. С другой стороны, стоит учитывать, что за этот же 2013 год рост абонентской базы в "русском" IPTV составил 70%, в то время как "кабельщики" выросли только на 13%.

1. Принципы построения IP сетей

Описание IP-сетей.

Известно множество вариантов построения сети. Сетевые платформы могут быть реализованы как с помощью беспроводных технологий (Bluetooth, ZigBee, мобильная связь 3G, Wi-Fi и т.д.), так и с помощью проводных технологий (TCP/IP over Ethernet, CAN, Modbus, Profinet и др.). Однако сетевой технологией, которая полностью изменила современные возможности коммуникации, является Internet Protocol (IP).

Рис. 1. Сеть с пакетной коммутацией

На рисунке 1 пакеты перемещаются в одном направлении, от рабочей станции на базе ПК к встраиваемой системе. При дуплексном обмене используются два канала (маршрута) и обработка пакетов осуществляется в обоих направлениях. Аналогичная обработка требуется для пакетов, передающихся от встраиваемой системы к ПК. Важным аспектом технологии пакетной коммутации является то, что пакеты могут проходить разными маршрутами от источника к приемнику. В данном примере пакет 2 может появиться раньше пакета 1 во встраиваемой системе.

В сети с пакетной коммутацией узлы весьма загружены, т.к. требуется одинаковая обработка для каждого пакета, передаваемого от источника к приемнику. Однако узлы не осведомлены о соединении, об этом знают только терминальные точки (хосты и устройства). В современных сетях широко используется технология пакетной коммутации. Основные особенности сети с пакетной коммутацией:

- сетевая передача пакетов с промежуточным хранением;

- пакеты имеют максимальную длину;

- длинные сообщения разбиваются на несколько пакетов (процесс фрагментации);

- в каждом пакете содержатся адреса источника и приемника.

Технология пакетной коммутации использует коммутаторы пакетов (компьютеры) и цифровые линии передачи. В ней не используются соединения по запросу. Сетевые ресурсы используются совместно всей коммуникационной системой. Здесь также применяется механизм передачи с промежуточным хранением, который в IP-технологии называется маршрутизацией.

Передача пакетов с промежуточным хранением означает:

- хранение каждого поступающего пакета;

- считывание адреса приемника в пакете;

- обращение к таблице маршрутизации для определения следующего сетевого сегмента;

- пересылку пакета.

В конце 1990-х гг. полоса пропускания сервиса передачи данных впервые начала превышать полосу пропускания сервиса услуг в режиме реального времени. Эта тенденция озадачила телекоммуникационных операторов: направлять ли капитальные вложения на замену оборудования PSTN для того, чтобы обеспечить как сервис реального времени, так и сервис передачи данных, когда последний начнет доминировать в трафике? В противном случае, как следует перераспределить свои инвестиции в пользу сервиса передачи данных?

Сегодня большая часть капитальных затрат в сетевой инфраструктуре тратится на оборудование поддержки сервиса передачи данных. Две технологии, которые получили большую часть инвестиций -- это Ethernet и Internet Protocol (IP). Эти инвестиции гарантируют, что в ближайшем будущем наши телефонные службы будут работать исключительно с помощью технологии Voice over IP (VoIP), а телевидение -- с помощью IP-сетей (IPTV). Звук, видео и все сервисы реального времени, имеющие дело с критичными по срокам данными, будут зависеть от IP-технологии.

Internet Protocol быстро становится распространенной сетевой технологией. Набором протоколов, которые связаны с этой технологией и используются множеством устройств, является стек протоколов TCP/IP.

В современных IP-сетях для корректной и безотказной работы существует огромное множество технологий, а также оборудования.

Для построения простейшей сети необходимо наличие как оконечных устройств, так и сетевых. К оконечным или терминальным устройствам можно отнести:

· Персональные компьютеры PC;

· Ip-телефоны (технология VoIp);

· Телевизионное оборудование (технология IPTV);

· Смарт девайсы (смартфоны, планшеты)

Но основную работу, по маршрутизации информации на сети, используются сетевые устройства:

· Маршрутизатор Router;

· Коммутатор Switch;

· Концентратор Hub;

Маршрутизатор (Router) специализированный сетевой компьютер, имеющий два или более сетевых интерфейсов и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети. Маршрутизатор может связывать разнородные сети различных архитектур. Для принятия решений о пересылке пакетов используется информация о топологии сети и определённые правила, заданные администратором.

Коммутатор (Switch) устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне модели OSI. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы (3 уровень OSI).

Концентратор (Hub) Концентратор работает на первом (физическом) уровне сетевой модели OSI, ретранслируя входящий сигнал с одного из портов в сигнал на все остальные (подключённые) порты, реализуя, таким образом, свойственную Ethernet топологию общая шина, c разделением пропускной способности сети между всеми устройствами и работой в режиме полудуплекса.

Все эти устройства имеют свой порядок подключения в сети передачи данных. Конкретнее правила подключения представлены на Рис. 2.

Рис. 2. Пример использования сетевых устройств

Концентраторы и коммутаторы осуществляют функцию объединения абонентов внутри одной сети, Маршрутизаторы же занимаются перенаправлением потоков информации из одних сетей в другие, а также выполнение функций сетевого уровня.

2. Технология VoIP

VoIP (Voice over IP) -- это система передачи голосовых сообщений посредством интернета протоколов. IP-телефония, являясь приложением технологии VoIP, позволяет вести телефонные переговоры как через глобальную сеть Internet, так и по локальной сети.

Звонки через VoIP можно осуществлять даже, не имея телефонного аппарата, достаточно установить необходимое программное обеспечение, и вы сможете общаться при помощи микрофона и динамиков компьютера.

Применение VoIP.

Внедрение технологии IP-телефонии позволило снизить расходы за телефонные переговоры на предприятиях. Ведь для связи сотрудников теперь нет необходимости пользоваться услугами операторов связи, достаточно организовать внутрикорпоративную цифровую телефонную сеть.

Также возможно наладить телефонию и в небольшой частной сети, затраты при построении сети минимальны, а выгода очевидна.

Прогрессивная технология VoIP делает доступными всевозможные виды передачи голосовых вызовов:

· При помощи стационарного компьютера;

· Посредством специального VoIP телефона;

· Через обычный телефон с использованием специального адаптера.

Также благодаря специальным сервисам и программам можно дозвониться со стационарного телефона на VoIP телефон и наоборот. Для пользования всеми возможностями IP-телефонии достаточно иметь доступ к сети Internet, здесь решающую роль играет скорость доступа к глобальной сети. Чем шире и быстрее линия для приема интернет трафика, тем выше качество передаваемого звука.

Преимущества и недостатки технологии.

Благодаря тому, что система передачи голоса VoIP является современной цифровой технологией, это позволяет предоставить пользователям ряд достоинств перед аналоговой системой:

· Организация конференцсвязи;

· Передача данных (фото, видео) параллельная с разговором;

· Низкая стоимость междугородних и международных разговоров;

· Отсутствие затрат на переговоры по внутрикорпоративной сети.

Но существует у Интернет-телефонии и ряд недостатков:

· Прямая зависимость качества звука от пропускной способности Internet канала;

· Возможна задержка голосового сигнала;

· Безопасность и конфиденциальность разговоров по VoIP зависит от качества применяемого оборудования;

· Невозможность проведения переговоров при отключении электроэнергии.

Всякая технология имеет свои достоинства и негативные стороны, но на сегодняшний день IР-телефония широко используется в офисах. Многие пользователи уже не представляют себе современное общение с близкими или коллегами без сервиса Skype, который позволяет общаться людям, находящимся на разных континентах.

Аудио кодеки, применяемые в IP телефонии.

Передача голоса в IP телефонии осуществляется в цифровом коде, так же как и передача данных. Преобразование аналогового сигнала в цифровой и наоборот делает АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) и ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь), соответственно. А сам процесс называется кодированием или декодированием аналогового сигнала.

Существует большое количество методов кодирования аналогового сигнала. Наиболее популярным, является метод импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) (Pulse Code Modulation, PCM) и его вариации.

Так же, кодирование сигнала должно обеспечивать эхоподавление. Сжатие голосового трафика позволяет экономить трафик, это очень важно, если вы имеете большое количество телефонных разговоров (подключений) одновременно. Еще одним из способов уменьшения трафика, является метод подавления пауз, т.е. когда в телефонном разговоре наступает пауза, пакеты не передаются в сеть.

Битрейт (bit rate) - показывает, сколько бит прошло через коммуникационный канал в единицу времени. Обычно указывается в Кбит/с.

Частота дискретизации - частота взятия отсчетов непрерывного во времени сигнала при его дискретизации (в частности, аналого-цифровым преобразователем). Измеряется в герцах.

Размер кадра - время между отправкой пакетов с информацией.

MOS (Mean Opinion Score) - усредненная оценка разборчивости речи, измеряется от 1 до 5.

3. Технология IPTV

IPTV или Телевидение по протоколу интернета (англ. Internet Protocol Television) (IP-TV, IP-телевидение) -- технология (стандарт) цифрового телевидения в сетях передачи данных по протоколу IP, новое поколение телевидения. В последнее время часто путается с технологией ОТТ, которая, в свою очередь является подклассом IPTV в области распространения видео контента.

Архитектура комплекса IPTV, как правило, включает в себя следующие составляющие:

· Подсистема управления комплексом и услугами, которую ещё называют «Промежуточное программное обеспечение» или «IPTV Middleware»,

· Подсистема приёма и обработки контента,

· Подсистема защиты контента,

· Подсистема видео серверов,

· Подсистема мониторинга качества потоков и клиентского оборудования.

В качестве клиентского оборудования могут выступать все компьютеры (соответствующие системным требованиям), специализированные ТВ приставки, медиа-плееры, телевизоры с технологией Smart TV, мобильные устройства. На программном уровне доступ к ресурсам IPTV может осуществляться как при помощи специальных приложений (программ), так и при помощи обычного интернет-браузера, встроенного в устройство.

Доставка контента до клиентского оборудования осуществляется либо по управляемой IP-сети оператора связи с использованием технологии multicast или unicast (в зависимости от топологии сети), либо без привязки в сетях операторов связи (ОТТ).

Главным достоинством IPTV является интерактивность и возможность предоставления пользователям широкого набора дополнительных услуг, связанных с потреблением контента (Video on Demand (VoD), TVoIP, Time Shifted TV, Network Personal Video Recorder, Electronic Program Guide, Near Video on Demand). Возможности протокола IP позволяют предоставлять не только видеоуслуги, но и гораздо более широкий пакет услуг, в том числе интерактивных и интегрированных.

Помимо базовых услуг, IPTV может включать ряд дополнительных сервисов (Video Telephony, Voting, Information Portals, Web, Games, MOD KOD). Это возможно на основе унификации и стандартизации различных оконечных устройств, интеграции звука, видео и данных на основе IP-протокола и предоставления услуг на единой технологической платформе.

В IPTV есть возможность использовать для одного видеоряда двух и более каналов звукового сопровождения, например на русском и английском языках.

Преимущество IPTV перед аналоговым кабельным ТВ:

· Изображение и звук обычно качественнее, вплоть до HD-разрешения и 5.1-канального аудио

· Интерактивность (возможность просмотреть, например, справку по фильму, оставить отзыв)

· Сервисные возможности timeshift и video-on-demand

PTV функционирует в IP-сетях на основе следующих протоколов:

· UDP -- для передачи потокового видео и аудио.

HTTP -- для организации интерактивных сервисов (таких как пользовательские меню и пр.), передачи потокового видео и аудио.

· RTSP -- для управления потоками вещания.

· RTP -- для передачи потокового видео.

· IGMP -- для управления мультикаст-потоками.

В качестве технологии распространения пакетов может использоваться, как multicast, так и unicast. В последнее время, за счет роста пропускных способностей сетей операторов связи и производительности оборудования, в основном используются протокол UDP и HTTP.

Middleware -- промежуточное программное обеспечение для управления комплексом IPTV. Это основной компонент IPTV решения, так как он, в конечном итоге, и определяет набор услуг, доступный абоненту, пользовательский интерфейс, логику переходов и алгоритм управления. На Middleware возлагается роль координатора в процессе взаимодействия практически всех компонентов комплекса.

Ядро подсистемы управляет внешними компонентами комплекса, поддерживает базу данных абонентов и предоставляемых им услуг, занимается аутентификацией и авторизацией абонентских устройств, взаимодействует с системой учёта услуг (система управления имуществом, в отеле -- система приёма-поселения PMS).

Абонентский портал (другое название: Пользовательский интерфейс абонента, Subscriber User Interface) -- лицо всего комплекса, интерфейс, который видит абонент на своём экране, и благодаря которому он пользуется услугами.

4. Требования к IP сетям при предоставлении доступа

Время задержки прохождения пакета между маршрутизаторами. Для VoIP tз?10мс, для IPTV tз ?150мс.

Надежность. Вероятность потери пакета для VoIP Pп?3%, для IPTV Pп?1%.

Скорость передачи данных. Требования к скорости передачи информации для разных услуг варьируются очень широко. Например, передача данных телеметрии в реальном времени может требовать скорости несколько бит/с, для речевой информации удовлетворительного качества потребуется от 4 до 32 Кбит/с, для обеспечения качества на уровне ТфОП необходимо до 64 Кбит/с, передача видео требует от десятков Кбит/с до десятков Мбит/с (HDTV), в зависимости от характеристик системы (размер изображения, частота кадров, способ кодирования и т.д.). Требования ко времени доставки тоже могут быть различны.

5. Технологии сетевого абонентского доступа

В современно мире существует большое количество способов подключения абонентов к сети передачи данных. Все эти способы носят общее название, технологии абонентского доступа. Эти технологии могут быть реализованы за счет подключения физического проводника (медная жила, оптический кабель), так и беспроводное подключение, при помощи электромагнитных волн. Примеры технологий: ADSL, PON, Wi-fi, Ethernet, Wi-Max, Doxis.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line -- асимметричная цифровая абонентская линия) модемная технология, в которой доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком асимметрично. Так как у большинства пользователей объём входящего трафика значительно превышает объём исходящего, то скорость исходящего трафика значительно ниже. Это ограничение стало проявляться шире в связи с распространением пиринговых сетей и видеосвязи.

Технология ADSL представляет собой вариант DSL, в котором доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком несимметрично -- для большинства пользователей входящий трафик значительно более существенен, чем исходящий, поэтому предоставление для него большей части полосы пропускания вполне оправдано. Обычная телефонная линия использует для передачи голоса полосу частот 0,3…3,4 кГц. Чтобы не мешать использованию телефонной сети по её прямому назначению, в ADSL нижняя граница диапазона частот находится на уровне 26 кГц. Верхняя же граница, исходя из требований к скорости передачи данных и возможностей телефонного кабеля, составляет 1,1 МГц. Эта полоса пропускания делится на две части -- частоты от 26 кГц до 138 кГц отведены исходящему потоку данных, а частоты от 138 кГц до 1,1 МГц -- входящему. Полоса частот от 26 кГц до 1,1 МГц была выбрана не случайно. В этом диапазоне коэффициент затухания почти не зависит от частоты.

Передача к абоненту ведётся на скоростях до 10 Мбит/с, хотя сегодня существуют устройства, передающие данные со скоростью до 25 Мбит/с (VDSL), однако в стандарте такая скорость не определена. В системах ADSL под служебную информацию отведено 25 % общей скорости, в отличие от ADSL2, где количество служебных битов в кадре может меняться от 5,12 % до 25 %. Максимальная скорость линии зависит от ряда факторов, таких как длина линии, сечение и удельное сопротивление кабеля. Также существенный вклад в повышение скорости вносит тот факт, что для ADSL линии рекомендуется витая пара (а не ТРП) причём экранированная, а если это многопарный кабель, то и с соблюдением направления и шага повива.

Распределительная сеть доступа PON основана на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания узлов сети и пропускной способности, в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов. Может предоставлять семеричный поток скоростью до 100 Мбит /с.

Основная идея архитектуры PON -- использование всего одного приёмопередающего модуля в OLT (англ. optical line terminal) для передачи информации множеству абонентских устройств ONT (optical network terminal в терминологии ITU-T), также называемых ONU (optical network unit) в терминологии IEEE и приёма информации от них.

Число абонентских узлов, подключенных к одному приёмопередающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приёмопередающей аппаратуры. Для передачи потока информации от OLT к ONT -- прямого (нисходящего) потока, как правило, используется инфракрасное излучение с длиной волны 1490 нм. Наоборот, потоки данных от разных абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (восходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. Для передачи сигнала телевидения используется длина волны 1550 нм. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки.

Прямой поток на уровне оптических сигналов является широковещательным. Каждый абонентский узел ONT, читая адресные поля, выделяет из этого общего потока предназначенную только ему часть информации. Фактически мы имеем дело с распределённым демультиплексором.

Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделением TDMA (time division multiple access). Чтобы исключить возможность пересечения сигналов от разных ONT, для каждого из них устанавливается своё индивидуальное расписание по передаче данных с учётом поправки на задержку, связанную с удалением данного ONT от OLT. Эту задачу решает протокол TDMA.

Ethernet.

Семейство технологий пакетной передачи данных для компьютерных сетей.

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде -- на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологии, как ARCNET и Token ring.

Название «Ethernet» (буквально «эфирная сеть» или «среда сети») отражает первоначальный принцип работы этой технологии: всё, передаваемое одним узлом, одновременно принимается всеми остальными (то есть имеется некое сходство с радиовещанием). В настоящее время практически всегда подключение происходит через коммутаторы (switch), так что кадры, отправляемые одним узлом, доходят лишь до адресата (исключение составляют передачи на широковещательный адрес) -- это повышает скорость работы и безопасность сети.

В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.

Преимущества использования витой пары по сравнению с коаксиальным кабелем:

· возможность работы в дуплексном режиме;

· низкая стоимость кабеля витой пары;

· более высокая надёжность сетей: при использовании витой пары сеть строится по топологии «звезда», поэтому обрыв кабеля приводит лишь к нарушению связи между двумя объектами сети, соединёнными этим кабелем (при использовании коаксиального кабеля сеть строится по топологии «общая шина», для которой требуется наличие терминальных резисторов на концах кабеля, поэтому обрыв кабеля приводит к неисправности сегмента сети);

· уменьшен минимально допустимый радиус изгиба кабеля;

· большая помехоустойчивость из-за использования дифференциального сигнала;

· возможность питания по кабелю маломощных узлов, например, IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, PoE);

· гальваническая развязка трансформаторного типа. В условиях СНГ, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто приводило к выходу из строя сетевых карт в результате электрического пробоя.

Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.

Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) -- множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер кадра от 64 до 1518 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала -- не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.

В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи пооптическому волокну и ещё через два года для передачи по витой паре.

Wi-fi.

Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредствомсетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID (англ.)русск.) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с -- наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения. Более подробно принцип работы описан в официальном тексте стандарта.

Однако стандарт не описывает всех аспектов построения беспроводных локальных сетей Wi-Fi. Поэтому каждый производитель оборудования решает эту задачу по-своему, применяя те подходы, которые он считает наилучшими с той или иной точки зрения. Поэтому возникает необходимость классификации способов построения беспроводных локальных сетей.

По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:

· Автономные точки доступа (называются также самостоятельные, децентрализованные, умные),

· Точки доступа, работающие под управлением контроллера (называются также «легковесные», централизованные),

· Бесконтроллерные, но не автономные (управляемые без контроллера).

По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:

· Со статическими настройками радиоканалов,

· С динамическими (адаптивными) настройками радиоканалов,

· Со «слоистой» или многослойной структурой радиоканалов.

Заключение

Были рассмотрены такие услуги, как VoIP и IPTV. Приведено описание архитектуры сети IP-телефонии и сети IPTV, рассмотрены различные виды соединений в сети IP-телефонии, процедуры обработки речи и видео, кодеки, используемые в IP-телефонии и IPTV. Были произведены расчеты основных параметров таких, как пропускная способность, загрузка, задержка, вероятность своевременной доставки и вероятность потерь для каждого маршрутизатора, а также интенсивность поступающей нагрузки.

Качество предоставления услуг является хорошим, если вероятность потерь не превышает 3% для VoIP и 1% для IPTV, задержка пакета не превышает 10 мс для VoIP и 150мс для IPTV. В результате расчетов выяснилось, что некоторые параметры выходят за пределы нормы. Поэтому, можно сказать о том, что спроектированная сеть не обладает высоким качеством обслуживания, то есть может появиться подвисание изображения, неразборчивость речи, запаздывание звука от картинки и другое. Для того, чтобы вероятность потерь и время задержки были в допустимых пределах необходимо использовать маршрутизаторы с большей производительностью, увеличить пропускную способность каналов, на маршрутизаторах прописать статические маршруты и назначить метрики, также возможно увеличить количество маршрутизаторов для разгрузки сети. Чтобы уменьшить задержку распространения пакетов можно использовать более новые линии связи, такие как оптоволоконные линии.

Литература

маршрутизатор сетевой коаксиальный интерфейс

1. Рудинская С.Р. Инфокоммуникационные сети. Методы расчета: учеб.-метод. пособие - Минск:РУМЦ ФВН, 2008. - 120с.

2. Рудинская С.Р. Протоколы маршрутизации в системах пакетной коммутации: конспект лекций по дисциплине «Системы коммутации» для студентов специальности 1-45 01 03 - Сети телекоммуникаций.

3. СТП ВГКС 1.01-2005. Правила компьютерного оформления текстовых и графических документов.

4. Рудинская С.Р. Системы коммутации: методические указания по выполнению курсового проектирования для студентов специальности 1-45 01 03 - Сети телекоммуникаций - Минск: УО ВГКС, 2011.

Размещено на Allbest.ru

...