Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл - Компьютерные сети (1114668), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Есть много видов доступа к Интернету и их обычно отличают тем, сколько пропускной способности ониобеспечивают и сколько они стоят, но самый важный признак — связь.Рис. 1.26. Краткий обзор архитектурыРаспространенный способ соединиться с провайдером состоит в том, чтобы использовать телефонную линию, ведущую к вашему дому в этом случае вашим провайдеромявляется ваша телефонная компания. DSL (сокращение Digital Subscriber Line) использует телефонную линию, которая соединяется с вашим домом для цифровой передачи данных. Компьютер соединен с устройством, названным модемом DSL, котороеосуществляет преобразование между цифровыми пакетами и аналоговыми сигналами,которые могут идти по телефонной линии.
С другой стороны, устройство, называемоеDSLAM (Цифровой мультиплексор доступа линии подписчика, Digital SubscriberLine Access Multiplexer), осуществляет преобразование между сигналами и пакетами.Несколько других популярных способов соединиться с провайдером показаны нарис. 1.26. DSL имеет более высокую пропускную способность при использовании местной телефонной линии, чем пересылка битов по традиционному телефонному звонкувместо голосового разговора. Это называется коммутируемым доступом и осуществляется с различными видами модемов на обоих концах.
Модем — сокращение для слов«модулятор демодулятор», так называют любое устройство, которое осуществляетпреобразование между цифровыми битами и аналоговыми сигналами.Другой метод — передавать сигналы по системе кабельного телевидения. Каки DSL, это способ использовать существующую инфраструктуру, в этом случае неиспользованные каналы кабельного телевидения.
Устройство в домашнем конце называют кабельным модемом, а устройство в головном узле кабеля называют CMTS (CableModem Termination System — система завершения кабельного модема).1.5. Примеры сетей 79DSL и кабель обеспечивают доступ к Интернету на скоростях от небольшой долимегабит в секунду до многих мегабит в секунду, в зависимости от системы. Эти скорости намного больше, чем коммутируемые скорости, которые ограничены 56 Кбит/сиз-за узкой пропускной способности, используемой для голосовых вызовов. Доступк Интернету с намного большими, чем коммутируемые, скоростями называют широкополосным. Название означает более широкую пропускную способность, котораяиспользуется для более быстрых сетей, а не для какой-то конкретной скорости.Методы доступа, упоминаемые до сих пор, ограничиваются пропускной способностью «последней мили» или последнего этапа передачи.
При проведении оптоволокнак местам жительства может быть обеспечен более быстрый доступ к Интернету, наскоростях порядка 10–100 Мбит/с. Этот проект называют FTTH (Волокно в дом).Для фирм в коммерческих областях может иметь смысл арендовать высокоскоростнуюлинию передачи от офисов до самого близкого провайдера. Например, в СевернойАмерике линии T3 работают на скоростях около 45 Мбит/с.Для доступа к Интернету также используется беспроводная связь. Примером,который мы исследуем коротко, является пример сетей мобильной связи третьегопоколения. Они могут обеспечить доставку данных на скорости 1 Мбит/с или вышек мобильным телефонам и неподвижным абонентам в зоне охвата.Теперь мы можем перемещать пакеты между домом и провайдером. Мы называемместоположение, в котором потребительские пакеты входят в сеть провайдера, POP(Point of Presence, Точка присутствия).
Далее мы объясним, как пакеты перемещаютсямежду точками присутствия различных провайдеров. С этого момента система является полностью цифровой и использует коммутацию пакетов.Сети могут быть региональными, национальными или международного масштаба.Мы уже видели, что их архитектура составлена из дальних линий передачи, которыесвязывают маршрутизаторы в точках присутствия в различных городах, где действуютпровайдеры.
Это оборудование называют магистралью ISP. Если пакет предназначендля узла, обслуживаемого непосредственно ISP, этот пакет будет направлен по магистрали и поставлен узлу. Иначе он должен быть передан другому ISP.Провайдеры соединяют свои сети, чтобы обмениваться трафиком в IXP (InterneteXchange Points, Точки обмена интернет-трафиком). Соединенные провайдеры, какговорят, видят друг друга. Множество провайдеров в городах во всем мире нарисованы вертикально на рис. 1.26, потому что сети накладываются географически. ОбычноIXP — это комната, полная маршрутизаторов, по крайней мере по одному на каждогопровайдера. ЛВС в комнате соединяет все маршрутизаторы, таким образом, пакеты могут быть отправлены от любой магистрали провайдера до любой другой.
Точки обменаинтернет-трафиком могут быть большими и находящимися в независимой собственности. Одна из самых больших — Amsterdam��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������Internet���������������������������������������������������������Exchange��������������������, с которым соединяются сотни провайдеров, где они обмениваются сотнями гигабит в секунду трафика.Равноправный информационный обмен, который происходит в точках обменаинтернет-трафиком, зависит от деловых отношений между провайдерами.
Есть многовозможных отношений. Например, маленький провайдер мог бы заплатить большомупровайдеру за интернет-связь, чтобы достигнуть отдаленных узлов; очень похожена то, как клиент покупает услугу у интернет-провайдера. В этом случае маленькийпровайдер, как говорят, платит за транзит.
Альтернативно, два больших провайдера80 Глава 1. Введениемогли бы обмениваться трафиком так, чтобы каждый из них мог поставить некоторыйтрафик другому, не имея необходимости платить за транзит.Один из парадоксов интернет-технологий заключается в том, что зачастую провайдеры, которые открыто конкурируют друг с другом в борьбе за клиентов, в то жесамое время организуют частную равноранговую связь между собой (Metz, 2001).Путь, по которому пакет перемещается по Интернету, зависит от выбора связимежду провайдерами.
Если провайдер, отправляющий пакет, связан с местом назначения, он может доставить пакет непосредственно. Иначе он может направить пакетк самому близкому месту, в котором есть соединение с платным провайдером транзитатак, чтобы провайдер мог отправить пакет. На рисунке 1.26 показаны два примера путичерез провайдеров. Часто путь пакета через Интернет не будет кратчайшим путем.Наверху «пищевой цепи» находится маленькая горстка компаний, таких как AT&Tи Sprint, которые управляют большими международными базовыми сетями с тысячами маршрутизаторов, соединенных линиями оптоволокна высокой пропускнойспособности. Эти провайдеры не платят за транзит.
Их обычно называют первымярусом провайдеров, и они, как говорят, формируют магистраль Интернета, так каквсе остальные должны соединиться с ними, чтобы быть в состоянии достигнуть всегоИнтернета.Компании, которые обеспечивают много контента, такие как Google и Yahoo!,располагают свои компьютеры в информационных центрах, которые хорошо соединены с остальной частью Интернета. Эти информационные центры разработаны длякомпьютеров, а не для людей, и могут быть наполнены стойками машин, называемыхсерверной фермой.
Расположение клиентов информационных центров хостинга, которым позволяют поместить оборудование, такое как серверы в точках присутствияпровайдеров, таково, чтобы короткие, быстрые соединения могли быть сделаны междусерверами и магистралями провайдера.
Индустрия интернет-хостинга становится всеболее и более виртуальной, так что теперь, вместо того чтобы установить физическийкомпьютер, распространена возможность арендовать виртуальную машину, котораяработает на серверной ферме. Эти информационные центры являются настолькокрупными (десятки или сотни тысяч машин), что основными их затратами являетсяэлектричество, поэтому информационные центры иногда создаются в областях, гдеэлектричество дешево.На этом мы закончим наш краткий обзор архитектуры Интернета. Впереди ещемного разделов, посвященных изучению отдельных компонентов этого вопроса: проектирования, алгоритмов, протоколов. Еще один момент, стоящий упоминания, — изменение понятия «быть в Интернете». Мы привыкли, что машина находится в Интернете, если: (1) выполняется стек протокола TCP/IP; (2) у нее имеется IP-адрес; и (3)она может пересылать IP-пакеты другим машинам в Интернете.
Однако провайдерычасто повторно используют IP-адреса, в зависимости от того, какие компьютеры работают в настоящее время, и домашние сети часто совместно задействуют один IP-адресдля нескольких компьютеров. Эта практика подрывает второе условие. Меры по безопасности, такие как брандмауэры, могут также частично заблокировать компьютерыот получения пакетов, подрывая третье условие. Несмотря на эти трудности, имеетсмысл расценивать такие машины, как находящиеся в Интернете, в то время как онисоединены со своими провайдерами.1.5. Примеры сетей 81Хочется напоследок отметить еще один нюанс: некоторые компании, объединяющие свои внутренние сети, часто используют те же технологии, которые используютсяв глобальной сети Интернет.
Доступ к данным этих интрасетей обычно ограничивается пределами компании или ноутбуками, принадлежащими компании, но во всемостальном это тот же самый Интернет, только в миниатюре.1.5.2. Мобильная телефонная сетьтретьего поколенияЛюди любят говорить по телефону даже больше, чем путешествовать на просторахИнтернета, и это сделало мобильную телефонную сеть самой успешной сетью в мире.Количество абонентов уже превысило четыре миллиарда — это примерно 60 % населения Земли и больше чем количество интернет-узлов и стационарных телефонныхлиний (ITU, 2009). За последние 40 лет сеть мобильной связи очень разрослась, а ееархитектура сильно изменилась.
Системы первого поколения передавали голосовыевызовы в виде непрерывных (аналоговых) сигналов, а не как последовательностьбитов. Система AMPS (Advanced Mobile Phone System), развернутая в СоединенныхШтатах в 1982 году, была самой популярной системой первого поколения. Системывторого поколения перешли на передачу голосовых вызовов в цифровом виде, что увеличило пропускную способность, повысило безопасность и позволило осуществлятьобмен текстовыми сообщениями.
GSM (Глобальная система мобильной связи) быларазвернута с 1991 года и стала наиболее широко используемой системой мобильнойтелефонной связи в мире, относится к системам 2-го поколения.Третье поколение, или 3G-системы, были развернуты в 2001 году. Они предлагаюткак цифровую передачу голоса, так и широкополосную цифровую передачу данных.В 3G-системах используется множество различных стандартов. ITU (который мыобсудим в следующем разделе) утверждает, что 3G должен обеспечивать скоростьпередачи данных не менее 2 Мбит/с для неподвижных или идущих пользователейи 384 Кбит/с при перемещении в транспортном средстве. UMTS (Universal MobileTelecommunications System), также названный WCDMA (Wideband Code DivisionMultiple Access), является основной 3G-системой, которая быстро развертывается вовсем мире.
Она может обеспечить до 14 Мбит/с для входящей и почти 6 Мбит/с дляисходящей информации. Следующие версии 3G-системы будут использовать комплексы антенн и передатчиков, чтобы предоставить пользователям еще большие скорости.Наиболее критичный ресурс в системах 3G (как и в более ранних 2G- и 1G-системах) — ограниченность полосы радиочастот. Правительства предоставляют операторам мобильных сетей права на использование частотных диапазонов, для этогомогут проводиться аукционы, на которых заинтересованные лица делают ставки.Лицензирование частотного диапазона облегчает разработку и управление системами,так как никто больше не может получить разрешение передавать на этих частотах, нообходится достаточно дорого.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
