Menu

Čo je Wide Area Network (WAN): Príklady živej siete WAN

  • Hlavná
  • Iné
  • Čo je Wide Area Network (WAN): Príklady živej siete WAN

what is wide area network

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov

Všetko, čo potrebujete vedieť o dizajne siete Wide Area Network (WAN):

V tomto Sieťové tréningové série , dozvedeli sme sa všetko o Model TCP / IP v našom predchádzajúcom návode.

Tento výukový program podrobne vysvetlí všetko o sieti WAN spolu s príkladmi.

Wide area networks (WAN) je telekomunikačná sieť, ktorá sa rozprestiera na veľkej geografickej oblasti s primárnym účelom počítačových sietí. Sieť WAN spája rôzne malé lokálne siete LAN a MAN v oblasti metra.

Na vytvorenie siete WAN je potrebná kombinácia rôznych sieťových zariadení, ako sú mosty, prepínače a smerovače.

Najznámejšou sieťou WAN je internet. Sieť WAN pokrýva mestá, štáty, krajiny alebo dokonca kontinenty. WAN môže byť verejná sieť alebo súkromná sieť.

Wide Area Network WAN

Čo sa dozviete:

Prehľad návrhu siete WAN

Pretože sa sieť šíri na veľké vzdialenosti, sú potrebné spoľahlivé a rýchle prenosové médiá s vysokou šírkou pásma, preto sa na pripojenie k sieti WAN väčšinou používa optický kábel. Prepínacia technológia používaná vo WAN zahŕňa prepínanie obvodov aj paketov v závislosti od sieťovej architektúry.

Sieť WAN je navrhnutá takým spôsobom, že ústredie podniku bude prepojené s pobočkami a centralizovaným dátovým centrom s pripojením na internet pre všetkých koncových používateľov, ak sú relevantné.

V tomto návode preskúmame aspekty návrhu sietí WAN s významom spojení STM v technológii WAN.

Obavy z dizajnu

  • Sieť by mala byť navrhnutá takým spôsobom, aby celková navrhnutá architektúra mala byť nákladovo efektívna a v rámci rozpočtu.
  • Odkazy používané na pripojenie by mali byť spoľahlivé a chránené. Poskytnutím ochrany, ak jedno prepojenie zlyhá, bude sieť stále aktívna pomocou ochranného prepojenia.
  • Celková priepustnosť siete by mala vyjsť najlepšie a oneskorenie paketov by malo byť čo najmenšie.
  • Sieť by mala byť navrhnutá takým spôsobom, aby dochádzalo k minimálnemu rušeniu, chveniu a strate paketov.
  • Základným cieľom dobre navrhnutej siete je dodávať údaje cieľovému hostiteľovi zo zdrojového hostiteľa pomocou najkratšej cesty.
  • Komponenty vybavené v sieti by mali byť dobre využité a správne riadené.
  • Na zabezpečenie spoľahlivého a bezpečného prenosu by sa mal použiť silný systém brány firewall.
  • Topológia siete, režimy prenosu, politika smerovania a ďalšie parametre siete by sa mali zvoliť v závislosti od typu a potreby systému, ktorý sa má implementovať.

Sieťové technológie WAN

Pri navrhovaní siete WAN sa používajú dve technológie.

čo použiť na otvorenie súborov XML

Nižšie uvádzame klasifikácie:

  1. Prepínanie obvodov: Príklad prepínania obvodov zahŕňa DWDM, SDH alebo TDM.
  2. Prepínanie paketov: Typ prepínania zahŕňa ATM, rámcové relé, prepínanie štítkov s viacerými protokolmi (MPLS) a IPV4 alebo IPV6.

# 1) Prepínanie obvodov

Je to spôsob využívania komunikačného sieťového systému, v ktorom je medzi dvoma komunikujúcimi uzlami v priebehu komunikačného procesu ustanovený vyhradený komunikačný kanál. Kanál alebo obvod bol počas procesu komunikácie vybavený vyhradenou šírkou pásma.

SDH a ​​DWDM technológie využívajú na komunikáciu prepínanie obvodov.

ZvážtePríkladpodniku na testovanie softvéru , ktorá má centrum pre výskum a vývoj v Bangalore, zatiaľ čo ústredie je v Bombaji a pobočky v Chennai, Hyderabade a Pune.

Teraz je potrebou podniku vzájomne prepojiť všetky kancelárie spolu s ústredím v Bombaji. Dátové centrum sa má tiež pripojiť priamo k ústrediu.

Pretože všetko testovanie a vývoj sa vykonáva v kancelárii v Bangalore, odkaz by mal byť chránený a musí byť spoľahlivý a bezpečný. Veľkosť dát vymieňaných medzi týmito prepojeniami bude veľmi veľká a môže medzi nimi byť veľmi veľké množstvo dát, ktoré budú prúdiť naraz.

S ohľadom na všetky tieto skutočnosti sa navrhuje prepojenie medzi všetkými mestami a výskumným a vývojovým centrom podniku s vysokou šírkou pásma a vysokokapacitnými duálnymi spojeniami STM.

Ako prenosové médium sa samozrejme používa optické vlákno a na pripojenie cez vlákno používame linky STM.

Synchrónny transportný modul (STM):

21 E1 (tok 2 Mb / s obsahujúci 30 hlasových / dátových kanálov) sa skombinuje do jedného virtuálneho kontajnera (VC). 3 počty VC sa skombinujú a vytvorí modul STM-1 obsahujúci 63 E1.

Odkazy STM majú rôznu šírku pásma. Ten základný je STM-1 a je to prvá úroveň synchrónnej digitálnej hierarchie. Ponúka šírku pásma 155 Mbps. Ak k tomu pripočítame štyri STM-1, stane sa z nich STM-4, ktorý ponúka šírku pásma 622 Mbps.

Ďalej sa spoja 4 počet STM-4, aby sa vytvoril STM-16, ktorý zaberá šírku pásma asi 2,5 Gbps, a potom sa spojí 4 počet STM-4, čím sa vytvorí STM-64, ktorý zaberá šírku pásma asi 10 Gb / s.

Tieto systémy SDH majú veľmi elegantný dizajn a zaberajú dokonca menej ako jednu desatinu priestoru, ktorý zaberajú systémy PDH. Tiež je tu pozoruhodne oveľa menšia potreba energie.

Ak potrebujete ešte väčšiu šírku pásma, musíme ísť na systémy DWDM, ktoré majú konfiguráciu 4/8/16 alebo 32 lambda. Každá lambda je schopná prenášať akékoľvek množstvo šírky pásma od PDH alebo STM-1 po STM-64 v závislosti od zložitosti a nákladov, ktoré sme schopní znášať podľa našich potrieb.

Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) je technika multiplexovania kombinujúca množstvo dátových tokov rôznych veľkostí, t. J. Optické nosné signály rôznych vlnových dĺžok (farebné alebo lambda) laserového svetla, na jednom optickom vlákne.

DWDM umožňuje obojsmernú komunikáciu, ako aj znásobenie kapacity signálu.

Úroveň SDHŠírka pásma užitočného zaťaženia (Mb / s)Rýchlosť linky (Mbps)
STM-1150,336155,52
STM-4601,344622,08
STM-162405 3762488,32
STM-649621 5049953,28

Rámec STM-1 sa prenáša presne v 125 µs , preto v systéme s rýchlosťou 155,52 Mb / s existuje 8 000 snímok za sekundu. Rámec STM-1 sa skladá z réžie a ukazovateľov plus užitočné informácie.

Hlavné vlastnosti rámu sú nasledovné:

Informácie o užitočnom zaťažení, ktoré sa majú poslať ďalej, majú rámec VC-4.

Sekcia Nad hlavou je hlavička rámu, ktorá je ďalej rozdelená na:

  1. RSOH (sekcia regenerátora nad hlavou): V tejto časti sa vykonáva zarovnanie rámca, kódovanie a regulácia prenosového vedenia, ktorá zahŕňa hlavne regeneráciu slabých signálov a skúma chyby.
  2. MSOH (časť multiplexora nad hlavou): Táto časť sa zaoberá prenosom medzi miestami, kde AUG ( Príklad: AU-4) je zmontovaný a rozobratý. Dohliada na synchronizáciu sekcie multiplexov, stavovú komunikáciu a kontrolu chýb.
  3. Ukazovateľ AU-4 (správna jednotka): Užitočné zaťaženie (VC-4) nie je v prispôsobenej fázovej situácii v porovnaní s rámom (dynamické rámovanie) a ukazovateľ udáva situáciu užitočného zaťaženia v porovnaní s rámcom. Rozdiel fázy a rýchlosť medzi VC a užitočným zaťažením môžeme vyrovnať zmenou ukazovateľa.
  4. AU-4 PTR (ukazovateľ): Ukazuje na prvý bajt rámca VC-4 (bajt VC-4 POH J1).

Rámec STM sa prenáša kontinuálnym sériovým spôsobom: bajt po bajte a riadok po riadku.

Tok signálu PDH 140 Mbps je mapovateľný priamo do rámca VC-4.

rámček stm-1

Hlavné parametre rámu sú nasledovné:

Čas snímania: 125 µs

Rámec sa skladá z 9 riadkov a 270 bajtov podľa riadkov.

9 x 270 x 8 x 8000 = 155 520 000 bitov za sekundu

| | + + snímka / s (čas snímania: 125 µs)

| | |

| | + jeden bajt = 8 bitov

| v rade je + 270 bajtov

+ počet riadkov v rámci

Rámec sa skladá z 2 430 bajtov (oktetov).

Užitočné zaťaženie pozostáva z 2349 bajtov (oktetov).

Réžia sa skladá z 81 bajtov (oktetov).

Vyššie uvedené vlastnosti hierarchie SDH pre prenos ho robia najvhodnejším pre prenosové médiá pre vysokú rýchlosť a veľkú šírku pásma pre spoľahlivú a synchrónnu komunikáciu na veľké vzdialenosti.

# 2) Prepínanie paketov

Prepínanie paketov je druh procesu prepínania, pri ktorom sa údaje odosielajú v sieti vo forme paketov.

Veľká časť údajov sa najskôr rozdelí na malé údaje s premenlivou dĺžkou, ktoré sa nazývajú pakety. Potom sa odosielajú cez prenosové médiá. Na konci cieľa sú tieto znova zostavené a doručené určenému hostiteľovi.

java ako obrátiť pole

V tejto metóde nie je potrebné žiadne prednastavenie odkazu. Prenos dát je rýchly a latencia prenosu je minimálna. Prepínaním paketov sa nasadí obchod a postupuje sa postup smerovania paketov. Každý z paketov má zdrojovú aj cieľovú adresu, cez ktorú sa môže dostať do cieľa sledovaním rôznych ciest.

Ak dôjde k preťaženiu na ktorejkoľvek úrovni chmeľu, paket bude nasledovať inú cestu, aby sa dostal do cieľa. Ak prijímač zahodí dátové pakety, môže sa znova vysielať.

Prepínanie paketov je dvoch typov, t.j. Prepínanie zamerané na pripojenie a bez pripojenia .

i) Prepínanie bez pripojenia : Pri streamovaní videa, hraní hier online, online televízii, internete atď. Sa prepínanie paketov bez pripojenia používa, akoby sa niektoré z paketov počas prenosu stratili, nemá to veľký vplyv na celkové údaje.

ii) Prepínanie zamerané na pripojenie : Pri fakturácii a prenose dát sa používa prepínanie paketov orientovaných na pripojenie.

IPV4 a IPV6 je niekoľko bežných typov metód prepájania paketov.

Topológie siete WAN

Existuje niekoľko typov topológií sietí, ktoré sa používajú v sieťových systémoch. Avšak tie, ktoré sa najčastejšie používajú na účely WAN, sú topológie Dual ring a mesh.

Pretože systémy WAN sú fyzicky umiestnené stovky kilometrov od seba, je veľmi dôležité, aby fungovali hlavne s metodikou ochranného spojenia, aby sa zabránilo veľkému výpadku v prípade poruchy média alebo zlyhania zariadenia.

Preto je nasadená dvojitá kruhová topológia, kde je každé zariadenie hostiteľskej siete pripojené prostredníctvom iného poskytovania, ktoré je naposledy spojené s prvým v oboch smeroch. Takže v prípade prerušenia vlákna alebo poruchy zariadenia sa dátový tok uskutočňuje cez ochranný odkaz udržiavaním siete nažive.

Je to nákladovo efektívne a prepínanie je veľmi rýchle. Väčšinou sa používa v telekomunikačných sieťových systémoch.

V sieťovej topológii je každý uzol prepojený navzájom cez topológiu bod-bod. Používa sa na vyššie objemy prenosu, napríklad v softvérových MNC. Vďaka sieťovej topológii je ľahké pokryť veľké plochy a ľahká je tiež identifikácia a obnova poruchy. Ponúka flexibilnejší prístup k novým konfiguráciám.

Súčasti základného konštrukčného modelu

Medzi základné komponenty modelu v sieti WAN patria:

  • Prvá vec je vygenerovať topológiu siete podľa daného scenára architektúry siete. Diskutovali sme o vhodných topológiách pre sieť WAN v uvedenom segmente. Skúste si teda vybrať jednu z nich, pretože budú hrať dôležitú úlohu v dobrom dizajnovom riešení.
  • Po výbere topológie nasmerujte prenos do cieľa podľa najvhodnejšieho smerovacieho algoritmu.
  • Ďalšou úlohou je určiť odchádzajúcu a prichádzajúcu komunikáciu v každom z uzlov siete. Na určenie prenosu sa používajú rôzne typy matematických vzorcov. Po odhade prenosu určte kapacitu každého spojenia a podľa toho priraďte kapacitu každému uzlu a spoju.
  • Teraz na ďalšej úrovni musíme určiť typy oneskorenia v sieti a skontrolovať body oneskorenia. Prijmite tiež opatrenia a použite takúto metodiku, pri ktorej môžeme oneskorenie čo najviac minimalizovať. Minimálne je oneskorenie, najlepšie potom bude sieťové riešenie. Medzi najčastejšie oneskorenia patrí oneskorenie smerovania a zaradenia do frontu.
  • Spoľahlivosť sieťového modelu skontrolujte uplatnením rôznych testov a načítaním na celú kapacitu siete. Ak sieť funguje dobre, potom je to dobrý prístup, inak prístup zmeňte.
  • Po vykonaní všetkých vhodných testov a dokončení všetkých druhov činností v oblasti projektovania sietí konečne vypočítajte náklady na model siete. Optimálne využitie sieťových prvkov je veľmi dôležité. Ako doplnok by náklady mali byť v rozpočte, ktorý navrhuje zákazník.

wan navrhnúť komponenty modelu

Živé príklady sietí WAN

Nižšie je uvedených niekoľko Živých príkladov sietí WAN.

Príklad 1:

Indický železničný rezervačný systém: Indický železničný rezervačný systém udržiavaný IRCTC je príkladom siete WAN. Sieť optických vlákien poskytovateľov médií, ako sú RAILTEL, BSNL a TATA, sa používa na pripojenie pomocou vysokorýchlostných a šírkových pásiem STM-4 a STM-16.

Pretože linka STM poskytuje bezpečný, synchrónny a rýchly prenos na stovky kilometrov, je nasadená v rezervačnom systéme a spája celú krajinu v jednej sieti.

Príklad 2:

Sieť UP-SWAN: Vládna celoštátna sieť UP je príkladom návrhu siete WAN, ktorá spája všetky okresy a mestá štátu s tromi okresmi hlavných uzlov - Lucknow, Gorakhpur a Varanasi a spája každý hlavný uzol medzi sebou pomocou spojenia STM-16. ktorý pracuje v topológii s dvoma kruhmi.

Pretože sú uzly jadra navzájom spojené priamo, je možné medzi nimi v reálnom čase ľahko vymieňať akékoľvek dáta, hlas alebo video. Odkazy tiež fungujú na hlavnej a ochrannej ceste. Takže ak sa vlákno pretína medzi niektorým z nich, potom bude sieť nažive a dáta budú prúdiť cez podporný odkaz.

Všetky ostatné okresy a mestá, ktoré sú tiež spojené s nízkokapacitnými STM a DS3, sa pripájajú k svojim hlavným uzlom v súlade s regiónom, do ktorého patria. UP-SWAN je živá sieť a udržiavajú ju technológie HCL a Národné informačné centrum (NIC).

Príklad 3:

Softvérová sieť MNC: Ľudia pracujúci v oblasti softvéru a informačných technológií tiež používajú sieť WAN na pripojenie medzi ústredím a regionálnymi kanceláriami na zdieľanie údajov a ukladanie údajov na centralizovaný server, ako je napríklad softvérový testovací nástroj alebo akýkoľvek iný nástroj, ktorý je prístupný koncovým hostiteľom. podľa práv, ktoré poskytujú správcovia IT.

Organizácia sa môže prepojiť prostredníctvom smerovačov a prepínačov a ako prenosová technológia môže namiesto prepínania okruhov použiť prepínanie paketov.

Pretože si vymieňajú iba údaje, obraz alebo video medzi zdrojom a cieľom a nie hlasom, nie je potrebné utrácať peniaze za odkazy STM. Môžu využívať technológie IPV4 alebo IPV6, čo je najnovšia a medzi softvérovou oblasťou známa konektivita.

Dizajn WAN pre pripojenie viacerých kancelárií

Dizajn WAN pre viac kancelárskych pripojení

Vyššie uvedený diagram zobrazuje návrh siete WAN na pripojenie ústredia, t. J. Hlavného umiestnenia kancelárie s regionálnymi a vzdialenými pobočkami. Miestom regionálneho úradu môže byť veľké mesto a následne s ním možno spojiť rôzne okresy. Zatiaľ čo kancelária vzdialeného pracoviska je konkrétna pracovná stanica alebo pracovisko.

Ak je počet vzdialených lokalít, ktoré sa majú pripojiť, iba pár stovák, nemusíme na to používať smerovač, ale ak je počet webov v tisícoch, potom určite potrebujeme smerovač s vysokorýchlostnými odkazmi na WAN.

Návrh vzdialeného konca WAN: Proces návrhu vzdialeného konca je jednoduchý. Potrebujeme iba jeden smerovač a jeden prepínač na vzdialenom konci.

Prepínač je pripojený ku koncovému zariadeniu, napríklad k počítaču alebo serveru. Na pripojenie medzi smerovačom a prepínačom používame vysokorýchlostné ethernetové spojenie známe ako Gigabit Ethernet, ktoré poskytuje rýchlosť 1 gigabit.

rozdiel medzi testovaním verzie alfa a beta

Na pripojenie medzi počítačom a prepínačom používame jednoduché prepojenie DS3, pretože na týchto dvoch zariadeniach nie je zaťažené smerovanie údajov. Fungujú iba na vrstve 1 a vrstve 2. Spojenie DS3 poskytuje rýchlosť 45 Mb / s. Na tejto úrovni nie je potrebný ochranný odkaz.

Regionálny dizajn siete WAN: Pripojenie medzi smerovačom 1 umiestneným na vzdialenom mieste a smerovačom 2 umiestneným v regionálnej kancelárii sa uskutočňuje s vysokou rýchlosťou a vysokou šírkou pásma STM-4 s dvojitým prepojením, zabezpečujúcim šírku pásma 601,3 Mb / s.

Dvojité spojenie znamená, že sú medzi nimi nadviazané dve spojenia STM-4, ktoré poskytujú redundanciu. Ak niektoré spojenie z nejakých dôvodov zlyhá, načítanie prevezme druhý a pripojenie zostane živé.

Na pripojenie smerovača k prepínaču sa opäť používa gigabitové ethernetové prepojenie. Na tejto úrovni sa na pripojenie používajú dva prepínače, ktoré pracujú v režime master & slave a poskytujú redundanciu sieti. Tieto dva sú navzájom prepojené prepojovacím káblom na ethernetovom porte, ktorý zaisťuje vysokorýchlostné pripojenie.

Router je pripojený k obom prepínačom. Návrh sa robí tak, že sa pamätá na to, že ak jeden prepínač prestane fungovať v dôsledku hustej premávky alebo akejkoľvek inej poruchy, tok údajov zostane pokračovať cez ďalší prepínač. Koncové zariadenia sú spojené s prepínačom s prepojením DS3.

Hlavné umiestnenie Dizajn WAN: V základnom umiestnení je nasadený scenár duálneho smerovača a dual-link pripojenia. Pretože základné umiestnenie podniku prenáša veľkú premávku, používajú sa dve spojenia STM-16.

Tu si všimnite, že odkaz STM je založený na prenajatom mediálnom vlákne, a preto by sme mali brať médiá v prenájme, aby sme vždy mohli prepojiť ten istý odkaz s dvoma rôznymi poskytovateľmi médií. Rovnako si vezmite jedno médium od spoločnosti RAILTEL alebo iné od spoločnosti TATA, a tým urobíme našu sieť neochotnejšou a efektívnejšou.

Opäť sa používa dizajn s dvojitým prepínačom a oba smerovače sú prepojené s obidvomi prepínačmi na ethernetovej linke. Servery a počítače sú prepojené prepínačom na linkách Ethernet a DS3.

Dopravný tok: Koncový užívateľ na vzdialenom konci chce poslať nejaké informácie vo forme údajov na stránku hlavnej kancelárie. Tu prepínač na vzdialenom konci nasmeruje údaje do smerovača na prenos do hlavnej kancelárie.

Smerovač 1 bude smerovať údaje cez STM odkaz na smerovač 3 a obíde tak sprostredkujúci smerovač 2. ​​Teraz sú údaje dodávané cieľovému hostiteľovi pomocou prepínača, ktorý vykonáva ARP a poskytuje cieľovú adresu MAC prijímača.

Prípad zlyhania spojenia: Ako je znázornené na obrázku vyššie, ak jedno spojenie medzi smerovačom 1 a smerovačom 2 zlyhá, bude prevádzka prebiehať cez ochranné prepojenie.

Rovnakým spôsobom, ak v mieste jadra, ak prepínač 3 nie je schopný doručiť údaje do prijímača alebo ak je zaneprázdnený, potom sú dáta smerované cez prepínač 4, pretože obidva sú navzájom spojené. Zlyhanie spojenia alebo zariadenia na ktoromkoľvek konci teda nebude mať vplyv na celkový výkon siete.

Záver

Dozvedeli sme sa o základných koncepciách navrhovania sietí WAN a o dôležitosti odkazov SDH pri navrhovaní WAN. Tu sú tiež vysvetlené živé príklady systémov využívajúcich technológiu WAN pre sieťové systémy.

Ako softvérový tester je dôležité pochopiť význam vysokorýchlostných a širokopásmových odkazov STM v oblasti softvéru a informačných technológií. Komunikačný systém sa vďaka systémom WAN stal spoľahlivejším, rýchlejším a nákladovo efektívnejším.

Analyzovali sme tiež štruktúru návrhu WAN pre viacnásobné kancelárske pripojenie v sieti na jednoduchom príklade.

Výukový program PREV | NEXT Tutorial

Odporúčané čítanie

^