Czym jest rozległa sieć komputerowa (WAN)?

Jak wiemy, sieć lokalna (LAN) służy do łączenia ze sobą urządzeń znajdujących się blisko siebie. Dlatego też prędkości transmisji danych w sieciach lokalnych są często dość wysokie. Z drugiej strony sieć WAN łączy urządzenia, które są od siebie oddalone geograficznie, dlatego technologia WAN różni się także od technologii LAN.

W sieci WAN stosowane są inne metody transmisji, inny sprzęt i inne protokoły niż w sieci LAN. Prędkość transmisji danych w sieci WAN jest również znacznie niższa w porównaniu do sieci LAN. Przeanalizujemy technologie WAN z różnych perspektyw.

Dowiedz się więcej o sieci WAN

Historia sieci WAN

Sieci WAN istniały od początków informatyki. Sieci WAN opierają się na przełączanych liniach telefonicznych i modemach, ale współczesne opcje łączności obejmują również łącza dzierżawione, łączność bezprzewodową, MPLS, szerokopasmowy Internet i satelitę.

Wraz ze zmianą technologii zmieniają się również prędkości transmisji. Początkowe modemy 2400bps ewoluowały do ​​dzisiejszych połączeń o przepustowości 40 Gbps i 100 Gbps. Wzrost prędkości pozwolił na podłączenie do sieci większej liczby urządzeń, co przyczyniło się do gwałtownego wzrostu liczby podłączonych komputerów, telefonów, tabletów i mniejszych urządzeń Internetu rzeczy .

Ponadto poprawa szybkości umożliwiła aplikacjom wymagającym większej przepustowości przesyłanie danych przez sieć WAN z bardzo dużą prędkością. Dzięki temu firmy mogą wdrażać aplikacje umożliwiające prowadzenie spotkań online i tworzenie kopii zapasowych dużych plików danych. Nikt nigdy nie pomyślałby o przeprowadzeniu spotkania online za pośrednictwem modemu 28 kbps, ale teraz pracownicy mogą siedzieć w domu i uczestniczyć w spotkaniach firmowych na całym świecie za pośrednictwem wideokonferencji.

Wiele łączy WAN jest udostępnianych przez dostawców usług, gdzie ruch klientów przechodzi przez obiekty współdzielone z innymi klientami. Klienci mogą również zakupić dedykowane linki, które będą wykorzystywane tylko dla ruchu jednego klienta. Są one często wykorzystywane w przypadku zastosowań wymagających dużych opóźnień lub najwyższego priorytetu i dużej przepustowości, takich jak wideokonferencje.

Czym jest rozległa sieć komputerowa (WAN)?
Sieci WAN pojawiły się już na początku istnienia sieci komputerowych.

Jaka jest różnica między WAN i LAN?

Sieć WAN jest często porównywana z siecią lokalną lub LAN. Sieć LAN jest zwykle ograniczona do budynku lub małego kampusu. Są one prywatne i należą do organizacji lub nawet osób prywatnych, a ich utworzenie wymaga stosunkowo niedrogiego sprzętu. Twoja domowa sieć WiFi to sieć LAN.

Technologie i protokoły, które ułatwiają konfigurację sieci LAN, nie są w stanie przekroczyć pewnego limitu skalowalności ani obsłużyć naprawdę ogromnej liczby punktów końcowych. Celem sieci WAN jest dostosowanie jej do takiej skali poprzez połączenie jednej lub większej liczby sieci LAN. Technologie sieciowe i protokoły używane w sieciach WAN do przesyłania informacji różnią się od tych stosowanych w sieciach LAN.

Ściśle rzecz biorąc, Internet jest siecią WAN. Kiedy jednak mówimy o sieciach WAN, mamy na myśli zazwyczaj sieci prywatne lub półprywatne, które łączą w sobie odległe sieci LAN. Na przykład oddziały w różnych miastach mogą współdzielić prywatne wewnętrzne zasoby firmy poprzez sieć WAN.

Architektura WAN

Podczas gdy za utrzymanie sieci LAN zazwyczaj odpowiadają pracownicy działu IT danej organizacji, sieci WAN często przynajmniej częściowo zależą od połączeń fizycznych zapewnianych przez dostawców usług telekomunikacyjnych. Decyzja o rodzaju połączenia lub protokołu komunikacyjnego, którego chcesz użyć, i sposobie jego wdrożenia, stanowi podstawę do stworzenia architektury sieci WAN.

Przegląd komunikacji WAN

Sieci WAN wykorzystują infrastrukturę transmisyjną zewnętrznego dostawcy usług, zazwyczaj firmy telekomunikacyjnej, w celu zapewnienia usług łączności dalekobieżnej. Najczęściej spotykana konfiguracja sieci WAN obejmuje komponenty pokazane poniżej. Wiadomość jest inicjowana przez klienta i wysyłana przez urządzenie zwane DTE do dostawcy usług WAN. Urządzenia DCE w centrali dostawcy usług „przekazują” pakiet do sieci WAN, a następnie przechodzą przez przełączniki, aby dotrzeć do miejsca przeznaczenia. Podobne urządzenia po stronie odbiorczej zakończą podróż.

Czym jest rozległa sieć komputerowa (WAN)?
Typowa sieć WAN

Urządzenie końcowe danych (DTE): Urządzenie znajdujące się na skraju łącza WAN, które wysyła i odbiera dane. Urządzenie DTE znajduje się w lokalizacji abonenta i stanowi punkt połączenia między siecią LAN abonenta a siecią WAN dostawcy usługi. Urządzeniem DTE jest zazwyczaj router, ale w niektórych przypadkach może to być komputer lub multiplekser. Urządzenia DTE na jednym końcu będą komunikować się z odpowiadającym im sprzętem DTE na drugim końcu.

Punkt Damarkacyjny: Punkt połączenia między linią telefoniczną firmy telekomunikacyjnej a linią abonenta. Punkt graniczny jest również znany jako interfejs sieciowy lub punkt obecności. Zazwyczaj klient odpowiada za cały sprzęt znajdujący się w obrębie punktu granicznego, a firma telekomunikacyjna za cały sprzęt po drugiej stronie.

Kabel ostatniej mili ( pętla lokalna ): Kabel łączący punkt graniczny z centralą firmy telefonicznej. Zazwyczaj jest to kabel skrętkowy (UTP), ale może to być również kombinacja kabla skrętkowego, kabla światłowodowego i innych typów nośników transmisyjnych.

Biuro Centralne: Najbliższa stacja telefoniczna, będąca również najbliższym abonentowi punktem obsługi sieci WAN. Centrala stanowi punkt wejścia dla połączeń do „chmury WAN” i zapewnia punkty wyjścia dla połączeń z chmury WAN do użytkowników telefonów. Ponadto pełni funkcję punktu przełączania sieci, przesyłającego pakiety danych do innych centrali. Zapewnia także stabilny prąd stały do ​​systemu okablowania ostatniej mili, w celu ustanowienia obwodu.

Urządzenia kończące obwód danych (DCE)

Urządzenie komunikacyjne z chmurą DTE i WAN. DCE to zazwyczaj router dostawcy usług, który przesyła dane między klientem a chmurą WAN. W węższym znaczeniu DTE to dowolne urządzenie dostarczające sygnał zegara do DTE. DCE może być również urządzeniem podobnym do DTE (zwykle routerem), z tą różnicą, że każdy typ urządzenia pełni odrębną rolę.

Chmura WAN: Sieć łączy, centrali i biur centralnych, które tworzą infrastrukturę transmisyjną firmy telekomunikacyjnej. Na rysunku jest ona przedstawiona w postaci chmury, ponieważ struktura fizyczna często się zmienia i tylko osoby odpowiedzialne za WebTech360 wiedzą, dokąd dane trafią w centralach. Dla klienta istotne jest, aby dane zostały przesłane do miejsca przeznaczenia.

Centrala z przełączaniem pakietów: centrale przełączające w sieci z przełączaniem pakietów firmy telekomunikacyjnej. Urządzenia PSE to punkty pośrednie w chmurze WAN.

Dane przesyłane przez sieć LAN są głównie przesyłane z jednego urządzenia cyfrowego (komputera) do innego urządzenia cyfrowego poprzez połączenie bezpośrednie. Tymczasem ponieważ niektóre sieci WAN wykorzystują istniejące analogowe sieci telefoniczne, transmisja danych może wykorzystywać jedną lub kombinację następujących metod:

Transmisja sygnału analogowego

Sygnały analogowe są zwykle przedstawiane jako przebiegi falowe. Intensywność i częstotliwość sygnału analogowego zmieniają się w sposób ciągły, dzięki czemu może on dokładnie odzwierciedlać ruch ciągły, dźwięk lub ruch wielostanowy. Intensywność i częstotliwość sygnału zwiększają się i zmniejszają zależnie od wysokości i głośności dźwięku. Sygnały analogowe są często używane do reprezentacji danych w czasie rzeczywistym. Radio, telefon i inne media często wykorzystują sygnały analogowe.

Cyfrowa transmisja sygnału

Zamiast ciągle zmieniającego się strumienia, sygnały cyfrowe wykorzystują tylko dwa stany, 0 i 1, do reprezentowania bitów danych. Jest to idealna metoda sygnalizacji dla sieci komputerowych. Komputery będą potrzebować modemu, czyli urządzenia zamieniającego cyfrowe sygnały komputera na sygnały analogowe, umożliwiające przesyłanie danych przez analogowe linie telefoniczne.

Uwaga : Wcześniej sieć telefoniczna PSTN była siecią całkowicie analogową. Sygnały analogowe z telefonu docierają do firmy telekomunikacyjnej i nadal będą przesyłane za pośrednictwem systemów wykorzystujących sygnały analogowe, aby dotrzeć do miejsca przeznaczenia. Współczesne systemy telefoniczne wykorzystują kombinację obu metod. Większość sieci komutowanych łączących firmy telekomunikacyjne została zdigitalizowana, ale na ostatniej mili łączącej większość gospodarstw domowych i niektóre firmy nadal wykorzystuje się sygnały analogowe. Poniższy schemat pokazuje, w jaki sposób można połączyć dwa komputery cyfrowe za pomocą sieci WAN zawierającej zarówno komponenty cyfrowe, jak i analogowe. Gdy komputer wysyła sygnał przez sieć WAN, modem zamienia sygnał cyfrowy na sygnał analogowy, aby przesłać go do firmy telefonicznej. Następnie modem firmy telekomunikacyjnej przetwarza dane na postać cyfrową w celu przesłania ich przez sieć komutowaną. Następnie sygnał jest ponownie konwertowany na analogowy u operatora telekomunikacyjnego i przesyłany do modemu komputera odbierającego dane. Następnie modem zamienia sygnał analogowy na postać cyfrową dla komputera.

Rodzaje połączeń w sieci WAN

Gdy wiadomość przesyłana jest przez chmurę WAN, sposób jej przemieszczania się z jednego punktu do drugiego na swojej trasie będzie różny w zależności od używanego połączenia fizycznego i protokołu. Połączenia WAN można podzielić na następujące typy:

Połączenie dedykowane

Jest to połączenie stałe, łączące jedno urządzenie bezpośrednio z drugim. Połączenia dedykowane są stabilne i szybkie, ale mogą być bardzo drogie. Wynajmując łącze od dostawcy usług WAN, płacisz za połączenie, nawet jeśli z niego nie korzystasz. Ponadto, ponieważ dedykowane linie tworzą bezpośrednie połączenia tylko między dwoma punktami, liczba wymaganych linii wzrasta wykładniczo wraz ze wzrostem liczby lokalizacji, które mają zostać połączone. Na przykład, jeśli chcesz połączyć 2 lokalizacje, potrzebujesz jednej linii, ale jeśli chcesz połączyć 4 lokalizacje, będziesz potrzebować 6 linii.

Cechy dedykowanego połączenia:

  • Zawsze dostępny
  • Użyj dzierżawionego łącza abonenckiego dostawcy usług WAN
  • Droższe niż inne rozwiązania WAN
  • Użyj oddzielnych połączeń między punktami

Użyj dedykowanego połączenia, gdy:

  • Przez sieć LAN przepływa duża ilość danych.
  • Trzeba się często łączyć
  • Niewiele lokalizacji wymaga połączenia ze sobą

sieć z przełączaniem obwodów

Przełączanie łączy stanowi alternatywę dla łączy dzierżawionych (połączeń dedykowanych) i pozwala na korzystanie z łączy współdzielonych. Sieć przełączana działa dwukierunkowo, umożliwiając zarówno nawiązywanie połączeń przychodzących, jak i wychodzących.

Jeśli korzystasz z sieci przełączanej:

  1. Komputer wysyła dane wybierania na linię i nawiązywane jest połączenie.
  2. Komputer odbierający dane wysyła potwierdzenie i blokuje linię.
  3. Komputer wysyłający dane transmituje je poprzez ustanowione połączenie.
  4. Po zakończeniu transferu danych połączenie zostanie zwolnione dla innych użytkowników.

Sieci przełączane wykorzystują przełączane obwody wirtualne (SVC). Na początku procesu komunikacji ustanawiana jest dedykowana ścieżka danych, składająca się z serii przełączników elektronicznych. Ta prywatna ścieżka pozostanie aktywna do końca procesu komunikacji).

Publiczny system telefoniczny jest siecią z komutacją obwodów. Gdy wykonujesz połączenie, PSTN używa przełączników do utworzenia fizycznego, bezpośredniego, dedykowanego połączenia na czas trwania połączenia. Po zakończeniu połączenia przełączniki zwalniają linię dla innych użytkowników. Komputery połączone w sieć działają w podobny sposób. Gdy komputer łączy się z siecią, najpierw ustanawiana jest ścieżka w sieci, tak aby dane mogły być przesyłane przez tymczasową, dedykowaną ścieżkę.

Sieć z przełączaniem pakietów

Sieci z przełączaniem pakietów nie wymagają dzierżawionego łącza ani tymczasowego łącza dedykowanego. Zamiast tego ścieżka wiadomości jest ustalana dynamicznie w miarę przesyłania danych przez sieć. Połączenie z przełączaniem pakietów jest połączeniem, które jest zawsze aktywne. Oznacza to, że nie musisz się martwić nawiązywaniem połączenia ani utrzymywaniem prywatności linii. Każdy pakiet zawiera informacje niezbędne do dotarcia do miejsca przeznaczenia.

Sieci z przełączaniem pakietów charakteryzują się następującymi cechami:

  • Wiadomości dzielone są na małe jednostki, zwane pakietami.
  • Pakiety są przesyłane niezależnie przez internet (prawdopodobnie różnymi ścieżkami)
  • Pakiety są ponownie zamawiane do pierwotnej kolejności w miejscu docelowym.
  • Urządzenia wysyłające i odbierające domyślnie traktują połączenie jako trwałe (nie jest wymagane połączenie dial-up)

Sieci z przełączaniem pakietów wykorzystują stałe obwody wirtualne (PVC). Mimo że połączenia PVC przypominają dedykowane, bezpośrednie połączenia, ścieżka, jaką pokonuje każdy pakiet w sieci, może być inna.

Usługi sieci rozległych

PSTN

Publiczna sieć telefoniczna jest najstarszą i największą siecią dostępną do komunikacji WAN. Funkcje PSTN obejmują:

  • Jest to sieć z komutacją obwodów o zasięgu globalnym.
  • Interfejs do sieci PSTN jest analogowy, więc komputery łączą się z siecią PSTN za pośrednictwem modemu.
  • Prędkość transmisji danych w sieciach PSTN jest zazwyczaj ograniczona do 56 Kbit/s.
  • Możesz korzystać z PSTN na żądanie lub wynająć dedykowany obwód.

Rysunek 8: Sieć telefoniczna PSTN

Linia dzierżawiona

Dla niektórych firm korzyści wynikające z dzierżawy łączy mogą znacznie przewyższać koszty. Wydzierżawione łącze jest niezależne i ma większą prędkość niż zwykłe łącze PSTN. Jest to jednak rozwiązanie dość drogie, dlatego korzystają z niego zazwyczaj jedynie duże firmy. Inne cechy łączy dzierżawionych obejmują:

  • Zapewnij regularne, stabilne połączenia wysokiej jakości
  • Możesz zapłacić dodatkowo, aby ulepszyć swoją dzierżawioną linię.

X.25

X.25 powstał w latach 70-tych XX wieku. Jego pierwotnym przeznaczeniem było łączenie komputerów mainframe ze zdalnymi terminalami. Zaletą X.25 w porównaniu z innymi rozwiązaniami WAN jest wbudowana funkcja sprawdzania błędów. Wybierz X.25, jeśli musisz użyć łącza analogowego lub jakość łącza nie jest wysoka.

X.25 to standard ITU-T dla komunikacji WAN z przełączaniem pakietów w sieci telefonicznej. Termin X.25 jest również używany w odniesieniu do protokołów warstwy fizycznej i warstwy łącza danych, które tworzą sieć X.25. W pierwotnej wersji protokół X.25 wykorzystywał linie analogowe do tworzenia sieci z przełączaniem pakietów, choć sieci X.25 można również budować w oparciu o sieć cyfrową. Obecnie protokół X.25 to zbiór reguł definiujących sposób nawiązywania i utrzymywania połączeń między urządzeniami DTE i DCE w publicznej sieci danych (PDN). Określa sposób, w jaki urządzenia DTE/DCE i PSE (Packet-swiching exchange) będą przesyłać dane.

  • Aby korzystać z sieci X.25, należy uiścić opłatę abonamentową.
  • W przypadku korzystania z sieci X.25 można nawiązać połączenie z PDN za pomocą dedykowanego łącza.
  • Sieci X.25 działają z szybkością 64 Kbit/s (przez linie analogowe)
  • Rozmiar pakietu (nazywany ramką) w sieci X.25 nie jest stały.
  • Protokół X.25 charakteryzuje się bardzo silnym mechanizmem kontroli i korekcji błędów, dzięki czemu może działać stosunkowo stabilnie na analogowych liniach telefonicznych niskiej jakości.
  • Standard X.25 jest obecnie szeroko stosowany w wielu krajach na całym świecie, w których numery nie są jeszcze popularne, a jakość łączy jest nadal niska.

Przekaźnik ramowy

Frame Relay jest bardziej wydajny niż X.25 i stopniowo zastępuje ten standard. Korzystając z Frame Relay płacisz opłatę za dzierżawę łącza do najbliższego węzła w sieci Frame Relay. Wysyłasz dane przez swoje łącze, a sieć Frame Relay kieruje je do węzła znajdującego się najbliżej odbiorcy i przekazuje je wzdłuż łącza odbiorcy. Frame Relay jest szybszy niż X.25

Frame Relay to standard komunikacji WAN z przełączaniem pakietów za pośrednictwem wysokiej jakości łączy cyfrowych. Sieć Frame Relay charakteryzuje się następującymi cechami:

  • Istnieje wiele podobieństw do wdrażania sieci X.25.
  • Istnieje mechanizm sprawdzania błędów, ale nie ma mechanizmu korekcji błędów
  • Prędkość przesyłu danych może wynosić do 1,54 Mbit/s
  • Umożliwia różne rozmiary pakietów
  • Można podłączyć jako łącze szkieletowe do sieci LAN
  • Możliwość wdrożenia na różnych typach połączeń (56K, T-1, T-3)
  • Działa na warstwie fizycznej i warstwie łącza danych w modelu OSI.

Rejestrując się w usłudze Frame Relay, zobowiązujesz się do korzystania z określonego poziomu usług zwanego CIR (Committed Information Rate). CIR to maksymalna gwarantowana szybkość transmisji danych w sieci Frame Relay. Jednakże, gdy ruch w sieci jest niewielki, można przesyłać dane z prędkością większą niż CIR. W przypadku dużego ruchu w sieci priorytet będą mieli klienci z wysokim poziomem CIR.

ISDN (zintegrowana sieć usług cyfrowych)

Jednym z celów ISDN jest zapewnienie dostępu do sieci WAN użytkownikom domowym i firmom za pomocą miedzianych linii telefonicznych. Z tego powodu pierwsze plany wdrożenia ISDN zakładały zastąpienie istniejących łączy analogowych liniami cyfrowymi. Obecnie na całym świecie intensywnie przechodzi się z technologii analogowej na cyfrową. Technologia ISDN zapewnia lepszą wydajność operacyjną w porównaniu z dostępem dial-up WAN i jest tańsza niż Frame Relay.

ISDN definiuje standardy wykorzystania analogowych linii telefonicznych zarówno do transmisji danych cyfrowych, jak i analogowych. Cechy charakterystyczne ISDN:

  • Umożliwia transmisję wielu typów danych (głos, wideo, grafika...)
  • Wyższe prędkości przesyłu danych i połączenia niż w przypadku tradycyjnych połączeń dial-up

bankomat

ATM (Asynchronous Transfer Mode) to zaawansowany system przełączania pakietów, który umożliwia równoczesną transmisję danych, głosu i obrazów cyfrowych w sieciach LAN i WAN.

Jest to jedna z najszybszych metod połączenia WAN dostępnych obecnie na rynku, zapewniająca prędkości od 155 Mbit/s do 622 Mbit/s. W rzeczywistości teoretycznie mogłoby obsługiwać prędkości wyższe niż te, które są obecnie możliwe przy użyciu dzisiejszych mediów transmisyjnych. Jednak większa prędkość oznacza także wyższy koszt. Technologia ATM jest znacznie droższa niż ISDN, X25 czy FrameRelay. Funkcje bankomatu obejmują:

Wykorzystuje małe pakiety danych (komórki) o stałym rozmiarze (53 bajty), które są łatwiejsze w obsłudze niż pakiety o zmiennym rozmiarze w X.25 i Frame Relay.

  • Wysoka prędkość transmisji danych, teoretycznie może osiągnąć 1,2 Gbit/s
  • Wysoka jakość, niski poziom hałasu, więc prawie nie ma potrzeby sprawdzania błędów
  • Można go stosować z różnymi fizycznymi nośnikami transmisyjnymi (kabel koncentryczny, kabel skrętkowy, kabel światłowodowy)
  • Można przesyłać jednocześnie wiele typów danych

Sprzęt WAN

Sprzęt WAN, którego używasz, zależy od usługi WAN, z którą chcesz się połączyć. Każdy protokół WAN ma inne specyfikacje i wymagania dotyczące sprzętu i nośników transmisyjnych. Jednak w zależności od dokonanego wyboru, istnieje wiele urządzeń, które mogą być kompatybilne z wieloma różnymi usługami WAN.

Dostawca usług WAN jest odpowiedzialny za sieć WAN i zapewnia pętlę lokalną do Demarc (patrz Internet Made Simple #2/2004). Kabel ostatniej mili jest zazwyczaj wykonany z miedzianego przewodu, takiego samego, jaki jest używany w telefonii.

Załóż linię telefoniczną

W wielu gospodarstwach domowych i firmach stosuje się dziś kabel 4-żyłowy, składający się z dwóch par skręconych przewodów miedzianych: pierwsza para jest używana do połączeń telefonicznych, a druga jako zapasowa. Dzięki temu nowe przedsiębiorstwa mogą przygotować się na łączność WAN bez konieczności instalowania nowego okablowania. Linia sygnałowa analogowa wykorzystuje dwa przewody miedziane, a linia sygnałowa cyfrowa może wykorzystywać dwa lub wszystkie cztery przewody miedziane kabla ostatniej mili, w zależności od rodzaju połączenia WAN. Firmy telekomunikacyjne muszą zmodyfikować przełączanie linii w Centrali, aby umożliwić transmisję sygnałów cyfrowych przez kabel ostatniej mili.

Przewodniki miedziane klasyfikuje się według szerokości pasma. Szerokość pasma z kolei określa, ile danych można przesłać i czy sygnał jest analogowy, czy cyfrowy. Poniżej przyjrzymy się dwóm metodom klasyfikacji szerokości pasma w kablach miedzianych.

Zwykła usługa telefoniczna (POTS)

Analogowe systemy telefoniczne przesyłają tylko jeden sygnał analogowy przez każdą parę przewodów: każdy z tych oddzielnych sygnałów jest uważany za kanał. Użycie POTS i modemu do przesyłania sygnałów analogowych zapewnia kanał o przepustowości 64 Kbit/s, z czego tylko 56 Kbit/s jest dostępne na transmisję danych. Do korzystania z Internetu do wysyłania poczty elektronicznej i innych ogólnych celów wystarczą modemy i tradycyjne linie telefoniczne. Jeśli jednak musisz wysłać i odebrać dużą ilość danych, zajmie to sporo czasu.

Usługa POTS charakteryzuje się następującymi cechami:

  • Obecnie w sieciach stosuje się wyłącznie dwie pary skręconych przewodów.
  • Sygnał na kablu Last Mile jest sygnałem analogowym.
  • Modem jest niezbędny do zamiany sygnałów cyfrowych na sygnały analogowe.
  • Efektywna prędkość łącza ograniczona jest do 56 Kbit/s.

T-Nosiciele

Warstwa fizyczna wielu systemów WAN w Stanach Zjednoczonych opiera się na technologii T-Carrier opracowanej przez Bell/AT&T. Linie T-1 wykorzystują wszystkie cztery przewody miedziane: jedną parę do wysyłania i jedną parę do odbierania danych. Nie wykorzystują dodatkowych fizycznych przewodów, lecz tworzą kanały wirtualne. Kable światłowodowe i inne rodzaje linii transmisyjnych stosowane w kablach ostatniej mili umożliwiają większą prędkość przesyłu danych.

Technologia T-carries charakteryzuje się następującymi cechami:

  • Użyj dwóch par skręconego kabla miedzianego
  • Korzystanie z sygnałów cyfrowych
  • Obsługuje wiele kanałów 64 Kbit/s na jednym przewodzie

Łącza T-carrier są klasyfikowane na podstawie liczby obsługiwanych kanałów.

  • T1 (24 kanały, używane w USA)
  • E1 (31 kanałów, używany w Europie)

Łącza T-carrier klasyfikuje się również według typu danych, które będą przesyłane przez łącze (np. czyste dane, dźwięk cyfrowy, obraz cyfrowy...). Ponadto użytkownicy mogą zasubskrybować część usługi linii T1 i korzystać z niektórych dostępnych kanałów.

Uwaga: Typy nośnych T są rozróżniane na potrzeby opisu przepustowości, a nie protokołów WAN. Na przykład ISDN jest usługą WAN wykorzystującą czteroprzewodową metodę transmisji sygnału cyfrowego. Szerokość pasma ISDN zależy od stopnia wykorzystania przepustowości łącza T1.

Podstawowa stawka ISDN (BRI)

Podstawowa przepustowość ISDN składa się z dwóch kanałów 64 Kbit/s (nazywanych kanałami B) i jednego kanału 16 Kbit/s (nazywanego kanałem D). Dlatego nazywa się ją także 2B+D. Kanały B przesyłają dane cyfrowe, dźwięk i obraz. Kanał D jest kanałem usługowym używanym zarówno do przesyłania danych, jak i informacji sterujących. ISDN BRI idealnie nadaje się do zastosowań domowych i małych firm, w których wymagana jest większa prędkość transmisji danych niż w przypadku tradycyjnych modemów.

Poniżej przedstawiono dwa najczęstsze przypadki użycia ISDN BRI:

  • Jeden kanał B jest używany do przesyłania głosu, drugi do przesyłania danych.
  • Oba kanały służą do transmisji danych z łączną szybkością 128 Kbit/s.

Uwaga: Całkowita przepustowość łącza ISDN BRI wynosi 144 Kbit/s (2 kanały B i 1 kanał D), natomiast całkowita szybkość transmisji danych wynosi 128 Kbit/s (dane są przesyłane tylko przez 2 kanały B).

Podstawowa stawka ISDN(PRI)

W USA standard Primary Rate ISDN wykorzystuje całą linię T1, obsługując 23 kanały B o przepustowości 64 Kbit/s i jeden kanał D o przepustowości 64 Kbit/s, dlatego nazywa się go 23B+D. ISDN PRI jest używany w firmach wymagających szybkich i ciągłych połączeń.

W Europie standard Primary Rate jest często określany jako 30B+D, ponieważ wykorzystuje całą linię E-1 do obsługi 30 kanałów B i 1 kanału D1.

Oprócz linii potrzebny jest sprzęt umożliwiający podłączenie do sieci WAN i odpowiedni format sygnału dostosowany do używanego typu połączenia. Przykładowo sprzętem tym mogą być modemy, które zamieniają sygnały cyfrowe na sygnały analogowe. W przypadku sieci całkowicie cyfrowych będziesz używać jednego lub dwóch z następujących typów sprzętu.

Multiplekser

Jak pokazano na poniższym rysunku, multipleksery działają na obu końcach linii transmisyjnej. Po stronie nadawczej multiplekser jest urządzeniem łączącym sygnały z dwóch lub więcej innych urządzeń w celu przesłania ich przez jedną linię transmisyjną. Po stronie odbiorczej multiplekser z funkcją demultipleksowania rozdziela połączony sygnał na oryginalne oddzielne sygnały. Wiele routerów WAN ma wbudowane multipleksery.

Czym jest rozległa sieć komputerowa (WAN)?
Opisz połączenie multipleksera w sieci WAN

Multiplekser statystyczny: Używa oddzielnych kanałów wirtualnych na tej samej linii fizycznej do jednoczesnego przesyłania różnych sygnałów. (sygnały są przesyłane równocześnie linią).

Multiplekser z podziałem czasu: wysyła pakiety danych różnych sygnałów w różnych odstępach czasu. Zamiast dzielić medium fizyczne na kanały, pozwala strumieniom danych korzystać z medium w określonych „przedziałach” czasowych (sygnały na zmianę korzystają z medium przez krótkie okresy czasu).

CSU/DSU (Jednostka obsługi kanału/Jednostka obsługi danych)

Jest to urządzenie łączące sieci z liniami dużych prędkości, takimi jak T-1. Urządzenie to formatuje strumienie danych do formatów ramkowych i określa kody liniowe dla transmisji cyfrowych. Niektóre jednostki CSU/DSU są także multiplekserami lub są wbudowane w routery. Można też usłyszeć, że CSU/DSU to rodzaj modemu cyfrowego, ale nie jest to do końca prawdą. Modem konwertuje dane z postaci analogowej na cyfrową i odwrotnie, natomiast CSU/DSU jedynie przekształca dane z istniejącej formy cyfrowej.

Jednostka CSU odbiera sygnał i przesyła go do linii WAN, odbija sygnał zwrotny, gdy operatorzy telefonii muszą sprawdzić sprzęt, i zapobiega zakłóceniom elektromagnetycznym.

DSU działa podobnie do modemu pomiędzy DTE i CSU. Konwertuje ramki danych z formatu używanego w sieci LAN na format używany na łączu T-1 i odwrotnie. Zajmuje się również zarządzaniem linią, błędami podziału czasu i regeneracją sygnału.

Protokół interfejsu

Istnieją różne typy protokołów „interfejsu” dla połączeń WAN. „Interfejs” w tym kontekście oznacza format ramek warstwy fizycznej lub metody definiowania sygnałów bitowych (formatowanie impulsów elektromagnetycznych).

Protokół szeregowy synchroniczny

Protokoły szeregowe synchroniczne wykorzystują precyzyjne sygnały zegara pomiędzy DCE i DTE w celu pomiaru czasu transmisji danych. W komunikacji synchronicznej wysyłana jest duża liczba ramek danych, gdy zegar synchronizacji i szybkość transmisji danych są już ustalone. Jest to metoda komunikacji, która bardzo efektywnie wykorzystuje przepustowość.

Protokoły sygnalizacji synchronicznej obejmują:

  • Wersja 35
  • RS-232 (EAI/TIA)
  • X.21
  • RS-449
  • RS-530

Mimo że każdy protokół „interfejsu” wykorzystuje określony typ złącza, większość złączy można stosować do wielu interfejsów. Zazwyczaj rodzaj posiadanego sprzętu decyduje o tym, jakie złącze zostanie użyte. Należy sprawdzić numer pinu w złączu, aby upewnić się, że odpowiada on numerowi portu szeregowego urządzenia. Do powszechnie stosowanych typów złączy należą (liczby oznaczają liczbę pinów w złączu): DB60, DB25, DB15, DB9.

Protokół asynchroniczny

Protokoły transmisji asynchronicznej dodają do każdego pakietu bity startu i stopu, aby go zmniejszyć, zamiast wymagać, aby urządzenia wysyłające i odbierające korzystały z wcześniej uzgodnionych zegarów. Sygnalizacja asynchroniczna jest powszechnie stosowana pomiędzy dwoma modemami. Jest to jednak kosztowna metoda transmisji, ponieważ dodatkowe bity spowalniają prędkość transmisji danych.

Protokoły asynchroniczne służą do ustalania standardów komunikacji modemów analogowych. Zakupiony modem może obsługiwać jeden lub więcej standardów komunikacji asynchronicznej. Do protokołów komunikacji asynchronicznej zaliczają się: V.92, V.45, V.35, V.34, V.32, V.32 bis, V.32 turbo, V.22.

Asynchroniczna transmisja sygnału przy użyciu standardowych linii telefonicznych i gniazd. Złącza mogą być następujące: RJ-11 (2-żyłowe), RJ-45 (4-żyłowe), RJ-48.

Czym jest rozległa sieć komputerowa (WAN)?
Transmisja danych synchroniczna (po lewej) i asynchroniczna (po prawej)

Metody enkapsulacji danych w sieci WAN

Protokół warstwy fizycznej sieci WAN definiują sprzęt i metodę przesyłania sygnałów bitowych. Protokół warstwy łącza danych kontroluje następujące funkcje:

  • Sprawdź i napraw błędy
  • Skonfiguruj łącze
  • Organizowanie pól ramki danych
  • Kontrola przepływu z punktu do punktu

Protokół warstwy łącza fizycznego definiują również metodę kapsułkowania danych lub format ramki danych. Metodę enkapsulacji danych w sieciach WAN powszechnie nazywa się HDLC (High-Level Data Link Control). Termin ten jest zarówno nazwą ogólną protokołów łącza danych, jak i nazwą protokołu w ramach protokołu WAN i zestawu usług. W zależności od usługi WAN i metody połączenia możesz użyć jednej z następujących metod kapsułkowania danych:

  • Cisco HDLC umożliwia synchroniczną łączność typu punkt-punkt z innymi routerami Cisco.
  • LAPB dla sieci X.25
  • LAPD, używany w połączeniu z innymi protokołami dla kanałów B w sieciach ISDN.
  • Cisco/IETF dla sieci Frame Relay
Czym jest rozległa sieć komputerowa (WAN)?
Metody enkapsulacji danych w sieci WAN

Na rysunku przedstawiono najpopularniejsze metody enkapsulacji danych i sposób ich wykorzystania w typowych typach połączeń WAN. Jak widać na rysunku, PPP to elastyczna metoda, którą można stosować w przypadku wielu typów połączeń WAN. Ogólnie rzecz biorąc, wybór metody zależy od typu usługi WAN, np. Frame Relay lub ISDN, a także od metody kapsułkowania danych stosowanej przez dostawcę usług sieciowych.

Zarządzanie i optymalizacja sieci WAN

Ponieważ transmisja danych wciąż opiera się na zasadach fizycznych, im większa odległość między dwoma urządzeniami, tym dłużej trwa transmisja danych między nimi. Podobnie, im większa odległość, tym większe opóźnienie. Przeciążenie sieci i gubienie pakietów również mogą powodować problemy z wydajnością.

Część z tych problemów można rozwiązać stosując optymalizację sieci WAN, dzięki której transmisja danych staje się bardziej wydajna. Jest to istotne, gdyż łącza WAN mogą być drogie, dlatego opracowano wiele technologii mających na celu redukcję ruchu przesyłanego łączami WAN i zapewnienie jego wydajnego przesyłu. Do metod optymalizacji zalicza się redukcję nadmiarowych danych (tzw. deduplikację), kompresję i buforowanie (przybliżanie często wykorzystywanych danych do użytkownika końcowego).

Ruch można kształtować w taki sposób, aby nadać aplikacjom zależnym od czasu, np. VoIP, wyższy priorytet niż innemu, mniej pilnemu ruchowi, np. poczcie e-mail, co poprawia ogólną wydajność sieci WAN. Można to sformalizować w ustawieniu Jakości Usługi (QoS), które definiuje klasy ruchu według priorytetu, jaki każda klasa otrzymuje w stosunku do innych klas, typu połączenia WAN, przez które będzie przesyłana każda klasa ruchu, oraz przepustowości, jaką otrzymuje każda klasa.

SD-WAN to osobna kategoria, która optymalizuje sieć WAN.

Bezpieczeństwo sieci WAN

Ruch między lokalizacjami WAN może być chroniony za pomocą wirtualnej sieci prywatnej (VPN), która zapewnia bezpieczeństwo podstawowej sieci fizycznej, w tym uwierzytelnianie, szyfrowanie, poufność i niezaprzeczalność. Zasadniczo bezpieczeństwo jest istotnym elementem wdrażania sieci WAN, ponieważ łączność WAN stanowi potencjalne zagrożenie, które atakujący mogą wykorzystać w celu uzyskania dostępu do sieci prywatnej.

Na przykład oddział, w którym nie ma pełnoetatowego specjalisty ds. bezpieczeństwa informacji, może nie dokładać starań, aby zapewnić cyberbezpieczeństwo. W rezultacie haker, który włamał się do sieci oddziału, może nadal mieć dostęp do głównej sieci WAN firmy, w tym do cennych zasobów, które w innym przypadku pozostałyby nietykalne. Oprócz funkcji sieciowych wiele usług SD-WAN oferuje również usługi bezpieczeństwa, o których należy pamiętać podczas wdrażania.

Międzyplanetarny Internet

Technologia WAN nie ogranicza się wyłącznie do Ziemi. NASA i inne agencje kosmiczne pracują nad stworzeniem niezawodnej sieci „internetu międzyplanetarnego”, której celem będzie przesyłanie eksperymentalnych wiadomości pomiędzy Międzynarodową Stacją Kosmiczną a stacjami naziemnymi.

Program Disruption Tolerant Networking (DTN) to pierwszy krok w kierunku zapewnienia struktury podobnej do Internetu, umożliwiającej komunikację pomiędzy urządzeniami znajdującymi się w kosmosie, w tym komunikację pomiędzy Ziemią a Księżycem i innymi planetami. Jednak o ile nie nastąpią żadne znaczące przełomy w fizyce, prędkość sieci prawdopodobnie przekroczy prędkość światła.

Sign up and earn $1000 a day ⋙

Leave a Comment

Dlaczego oświadczać się na jednym kolanie?

Dlaczego oświadczać się na jednym kolanie?

Średniowieczni rycerze (oraz Jon Snow z Gry o Tron) słynęli z klęczącej postawy, co mogło mieć wpływ na dzisiejsze oświadczyny. Oto dlaczego mężczyźni klękają na jedno kolano, gdy oświadczają się swoim dziewczynom.

Pozytywne cytaty, szczęśliwy status, krótki optymistyczny i pozytywny status

Pozytywne cytaty, szczęśliwy status, krótki optymistyczny i pozytywny status

Który radosny i optymistyczny stan najbardziej poprawia Ci humor? W tym artykule znajdziesz krótkie, pełne znaczenia, szczęśliwe i optymistyczne informacje, które pomogą Ci szybko odzyskać ducha.

Zagrożenia dla zdrowia wynikające z niedoboru witaminy B12

Zagrożenia dla zdrowia wynikające z niedoboru witaminy B12

Twoje czerwone krwinki, nerwy i mózg są zależne od witaminy B12. Niektórzy ludzie nie dostarczają organizmowi wystarczającej ilości tego składnika odżywczego, a niedobór witaminy B12 może powodować szereg problemów zdrowotnych.

Co się dzieje z Twoim ciałem, jeśli codziennie nosisz biustonosz?

Co się dzieje z Twoim ciałem, jeśli codziennie nosisz biustonosz?

Biustonosze nie tylko stanowią podstawę stroju i poprawiają Twój wygląd, ale także mają za zadanie przynosić Ci wiele innych korzyści.

ChatGPT ulega awarii globalnie

ChatGPT ulega awarii globalnie

Rankiem 22 listopada chatbot ChatGPT firmy OpenAI napotkał poważne problemy i wielu użytkowników na całym świecie nie mogło korzystać z tej aplikacji opartej na sztucznej inteligencji.

Jak używać WiFi Analyzer do wzmocnienia połączenia Wi-Fi

Jak używać WiFi Analyzer do wzmocnienia połączenia Wi-Fi

Sam zakup nowego routera Wi-Fi nie wystarczy, aby poprawić wydajność sieci. Aby w pełni wykorzystać potencjał sieci Wi-Fi, należy upewnić się, że zapewnia ona najlepszy zasięg, sygnał i częstotliwość.

Sposoby, w jakie ciało komunikuje się z nami, które często są pomijane

Sposoby, w jakie ciało komunikuje się z nami, które często są pomijane

Nasze ciała są jak maszyny, nieustannie wysyłające sygnały i wiadomości, ale rzadko zwracamy na nie uwagę. Zobaczmy, co nasze ciało chce nam powiedzieć za pomocą sygnałów podanych poniżej.

Najwyższe zwierzęta lądowe na świecie

Najwyższe zwierzęta lądowe na świecie

Jakie jest najwyższe zwierzę na świecie? W tym artykule znajdziesz podsumowanie największych zwierząt lądowych.

Podstawowe jednostki miary w komputerach

Podstawowe jednostki miary w komputerach

Bit oznacza cyfrę binarną, czyli najmniejszą część pamięci komputera, która może przechowywać jeden z dwóch stanów informacji: 0 lub 1 (co można rozumieć jako stan włączony lub wyłączony tranzystora w komputerze).

Jak ulepszyć swoje nawyki robienia notatek za pomocą przypomnień

Jak ulepszyć swoje nawyki robienia notatek za pomocą przypomnień

Dobry nawyk zapamiętywania zaczyna się od przypomnień — pojawiają się one we właściwym momencie, aby uchwycić ulotne myśli.

7 darmowych aplikacji, które natychmiast poprawią jakość Twoich zdjęć na smartfonie

7 darmowych aplikacji, które natychmiast poprawią jakość Twoich zdjęć na smartfonie

Istnieje wiele darmowych i skutecznych narzędzi fotograficznych, dzięki którym możesz udoskonalić swoje zdjęcia.

Sztuczki, dzięki którym widżet wyszukiwarki Google będzie bardziej użyteczny

Sztuczki, dzięki którym widżet wyszukiwarki Google będzie bardziej użyteczny

Widżet wyszukiwarki Google zapewnia szybki dostęp do wyszukiwarki Google i kanału Discover, a także do wyszukiwania głosowego i funkcji Google Lens.

Jak się zalogować i wyłączyć przypomnienie o wygaśnięciu hasła

Jak się zalogować i wyłączyć przypomnienie o wygaśnięciu hasła

Jeśli na ekranie logowania systemu Windows pojawi się komunikat Hasło wygasło i należy je zmienić, oznacza to, że hasła do kont lokalnych systemu Windows domyślnie wygasają co 42 dni.

Jak przekonwertować obrazy WebP na PNG, JPG w Chrome, Coc Coc

Jak przekonwertować obrazy WebP na PNG, JPG w Chrome, Coc Coc

Aby przekonwertować obrazy WebP do formatów PNG i JPG, możemy to zrobić na wiele sposobów, np. bezpośrednio w adresie URL obrazu lub korzystając z narzędzi do konwersji obrazów.

4 sposoby wykorzystania trybu Canvas w ChatGPT

4 sposoby wykorzystania trybu Canvas w ChatGPT

Nowy tryb Canvas programu ChatGPT wprowadza nowy wymiar pisania i edycji w wiodącym na świecie generatywnym silniku sztucznej inteligencji.