Menu

Co to jest sieć rozległa (WAN): przykłady aktywnych sieci WAN

  • Główny
  • Inny
  • Co to jest sieć rozległa (WAN): przykłady aktywnych sieci WAN

what is wide area network

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów

Wszystko, co musisz wiedzieć o projektowaniu sieci rozległych (WAN):

W tym Seria szkoleń dotyczących sieci , dowiedzieliśmy się wszystkiego Model TCP / IP w naszym poprzednim samouczku.

Ten samouczek zawiera szczegółowe wyjaśnienia dotyczące sieci WAN wraz z przykładami.

Sieci rozległe (WAN) to sieć telekomunikacyjna, która jest rozłożona na dużym obszarze geograficznym, a jej głównym celem jest sieć komputerowa. Sieć WAN łączy różne małe lokalne sieci LAN i sieci miejskie MAN.

Aby zbudować sieć WAN, wymagana jest kombinacja różnych urządzeń sieciowych, takich jak mosty, przełączniki i routery.

Najbardziej znaną siecią WAN jest Internet. Sieć WAN obejmuje miasta, stany, kraje, a nawet kontynenty. WAN może być siecią publiczną lub prywatną.

Sieć rozległa WAN

Czego się nauczysz:

Omówienie projektu sieci WAN

Ponieważ sieć jest rozłożona na duże odległości, wymagane są niezawodne i szybkie media transmisyjne o dużej przepustowości, dlatego do połączeń WAN najczęściej używany jest kabel światłowodowy. Technologia przełączania stosowana w sieci WAN obejmuje przełączanie obwodów i pakietów w zależności od architektury sieci.

Sieci WAN są zaprojektowane w taki sposób, aby centrala przedsiębiorstwa była połączona z oddziałami i scentralizowanym centrum danych z łącznością internetową dla wszystkich użytkowników końcowych, jeśli mają one znaczenie.

W tym samouczku zbadamy aspekty projektowania sieci WAN ze znaczeniem łączy STM w technologii WAN.

Obawy projektowe

  • Sieć powinna być zaprojektowana w taki sposób, aby cała zaprojektowana architektura była opłacalna i mieściła się w budżecie.
  • Łącza używane do łączności powinny być niezawodne i chronione. Dzięki zapewnieniu ochrony, jeśli jedno łącze ulegnie awarii, sieć będzie nadal działać, korzystając z łącza zabezpieczającego.
  • Ogólna przepustowość sieci powinna być jak najlepsza, a opóźnienie pakietów powinno być jak najmniejsze.
  • Sieć powinna być zaprojektowana w taki sposób, aby występowały minimalne zakłócenia, jitter i utrata pakietów.
  • Podstawowym celem dobrze zaprojektowanej sieci jest dostarczanie danych do hosta docelowego z hosta źródłowego przy użyciu najkrótszej ścieżki.
  • Komponenty wyposażone w sieć powinny być dobrze wykorzystywane i odpowiednio zarządzane.
  • Aby zapewnić niezawodną i bezpieczną transmisję, należy zastosować silny system zapory.
  • Topologię sieci, tryby transmisji, zasady trasowania i inne parametry sieci należy dobierać w zależności od typu i potrzeb wdrażanego systemu.

Technologie sieci WAN

Przy projektowaniu sieci WAN wykorzystywane są dwie technologie.

modele cyklu życia oprogramowania pdf

Poniżej znajdują się klasyfikacje:

  1. Przełączanie obwodów: Przykład przełączania obwodów obejmuje DWDM, SDH lub TDM.
  2. Przełączanie pakietów: Typ przełączania obejmuje ATM, Frame Relay, Multi-Protocol Label Switching (MPLS) oraz IPV4 lub IPV6.

# 1) Przełączanie obwodów

Jest to metoda wykorzystania systemu komunikacji sieciowej, w którym dedykowany kanał komunikacyjny jest ustanawiany między dwoma komunikującymi się węzłami w całym procesie komunikacji. Kanałowi lub obwodowi zapewniono dedykowaną szerokość pasma w całym procesie komunikacji.

SDH i DWDM technologie wykorzystują komutację obwodów do komunikacji.

Weź pod uwagęPrzykładprzedsiębiorstwa testującego oprogramowanie , posiadając centrum badawczo-rozwojowe w Bangalore, podczas gdy główna siedziba znajduje się w Bombaju, a oddziały w Chennai, Hyderabad i Pune.

Teraz potrzebą przedsiębiorstwa jest połączenie wszystkich biur ze sobą wraz z centralą w Bombaju. Data center ma być również podłączone bezpośrednio do Centrali.

Ponieważ wszystkie testy i prace rozwojowe są wykonywane w biurze w Bangalore, łącze powinno być chronione oraz musi być niezawodne i bezpieczne. Rozmiar danych wymienianych między tymi łączami będzie bardzo duży i może oznaczać, że bardzo duża ilość danych będzie przepływać jednocześnie między tymi łączami WAN.

Mając na uwadze wszystkie te punkty, sugerowane są podwójne łącza STM o dużej przepustowości i przepustowości, umożliwiające łączność między wszystkimi miastami i ośrodkami badawczo-rozwojowymi przedsiębiorstwa.

Oczywiście światłowód jest używany jako medium transmisyjne i używamy łączy STM do łączenia się przez światłowód.

Moduł transportu synchronicznego (STM):

21 E1 (strumień 2 Mbps zawierający 30 kanałów głosowych / danych) jest łączonych, aby utworzyć VC (wirtualny kontener). 3 liczby VC są połączone, aby utworzyć moduł STM-1 zawierający 63 E1.

Łącza STM mają różne szerokości pasma. Podstawowym jest STM-1 i jest to pierwszy poziom synchronicznej hierarchii cyfrowej. Oferuje przepustowość 155 Mbps. Jeśli dodamy razem cztery STM-1, otrzymamy STM-4, który oferuje przepustowość 622 Mb / s.

Ponadto 4 liczby STM-4 są łączone w celu utworzenia STM-16, który zajmuje około 2,5 Gb / s szerokości pasma, a następnie 4 liczby STM-16 są łączone w celu utworzenia STM-64, który zajmuje około 10 Gb / s przepustowości.

Te systemy SDH są bardzo eleganckie i zajmują nawet mniej niż jedną dziesiątą przestrzeni zajmowanej przez systemy PDH. Ponadto zapotrzebowanie na moc jest tutaj znacznie mniejsze.

Jeśli potrzebujesz jeszcze większej przepustowości niż to, musimy przejść do systemów DWDM, które są dostępne w konfiguracjach 4/8/16 lub 32 lambda. Każda lambda może przenosić dowolną przepustowość, począwszy od PDH lub STM-1 do STM-64, w zależności od złożoności i kosztów, które jesteśmy w stanie udźwignąć zgodnie z naszymi potrzebami.

Multipleksowanie z gęstym podziałem długości fal (DWDM) to technika multipleksowania polegająca na łączeniu wielu strumieni danych o różnych rozmiarach, tj. Optycznych sygnałów nośnych o różnych długościach fal (barwie lub lambda) światła laserowego, na jednym włóknie światłowodowym.

DWDM umożliwia dwukierunkową komunikację, a także zwielokrotnienie przepustowości sygnału.

Poziom SDHPrzepustowość ładunku (Mbps)Szybkość łącza (Mbps)
STM-1150,336155,52
STM-4601,344622.08
STM-162405,3762488,32
STM-649621,5049953,28

Ramka STM-1 jest przesyłana dokładnie w 125 µs Dlatego w systemie 155,52 Mb / s jest 8 000 ramek na sekundę. Ramka STM-1 składa się z narzutu i wskaźników oraz ładunku informacyjnego.

Główne cechy ramy to:

Informacje o ładunku do przesłania mają ramkę VC-4.

Section Over Head to nagłówek ramki, który jest dalej podzielony na:

  1. RSOH (sekcja regeneratora nad głową): Ta sekcja przeprowadza wyrównywanie ramek, szyfrowanie i regulację linii transmisyjnej, która obejmuje głównie regenerację słabych sygnałów i bada problemy z błędami.
  2. MSOH (sekcja multipleksera nad głową): Ta sekcja obsługuje transmisję między miejscami, w których AUG ( Przykład: AU-4) jest składany i demontowany. Nadzoruje synchronizację sekcji multipleksu, komunikację stanu i badanie błędów.
  3. Wskaźnik AU-4 (jednostka administracyjna): Ładunek użytkowy (VC-4) nie znajduje się w sytuacji dopasowanej fazy w porównaniu z ramką (dynamiczne ramkowanie), a wskaźnik podaje sytuację ładunku w porównaniu z ramką. Możemy wyrównać różnicę fazy i szybkość między VC a ładunkiem za pomocą zmiany wskaźnika.
  4. AU-4 PTR (wskaźnik): Wskazuje na pierwszy bajt ramki VC-4 (bajt VC-4 POH J1).

Ramka STM jest przesyłana w sposób ciągły szeregowo: bajt po bajcie i wiersz po wierszu.

Strumień sygnału PDH o przepustowości 140 Mb / s można mapować bezpośrednio na ramkę VC-4.

rama stm-1

Główne parametry ramy są następujące:

Czas ramki: 125 µs

Ramka składa się z 9 wierszy i 270 bajtów po wierszach.

9 x 270 x 8 x 8000 = 155 520 000 bitów na sek

| | + + klatka / s (czas klatek: 125 µs)

| | |

| | + jeden bajt = 8 bitów

| w rzędzie jest + 270 bajtów

+ liczba rzędów w ramie

Ramka składa się z 2430 bajtów (oktetów).

Ładunek składa się z 2349 bajtów (oktetów).

Narzut składa się z 81 bajtów (oktetów).

Powyższe cechy hierarchii SDH do transmisji sprawiają, że najlepiej nadaje się do mediów transmisyjnych o dużej szybkości i szerokości pasma dla niezawodnej i synchronicznej komunikacji na duże odległości.

# 2) Przełączanie pakietów

Przełączanie pakietów to rodzaj procesu przełączania, w którym dane są przesyłane w sieci w postaci pakietów.

Duży fragment danych jest najpierw dzielony na małe dane o zmiennej długości, zwane pakietami. Następnie są one przesyłane przez media transmisyjne. Na końcu docelowym są one ponownie składane i dostarczane do docelowego hosta.

Ta metoda nie wymaga wstępnej konfiguracji łącza. Transmisja danych jest szybka, a opóźnienie transmisji jest minimalne. Przełączanie pakietów wdraża magazyn i przekazuje dalej procedurę routingu pakietów. Każdy z pakietów ma zarówno adres źródłowy, jak i docelowy, przez które może dotrzeć do celu, podążając różnymi ścieżkami.

Jeśli na jakimkolwiek poziomie przeskoków występuje przeciążenie, pakiet dotrze do celu inną ścieżką. Jeśli odbiornik odrzuci pakiety danych, można je ponownie przesłać.

Przełączanie pakietów jest dwojakiego rodzaju, tj. Przełączanie zorientowane na połączenie i bezpołączeniowe .

(ja) Bezpołączeniowe przełączanie : W przypadku strumieniowego przesyłania wideo, gier online, telewizji online, Internetu itp. Bezpołączeniowe przełączanie pakietów jest używane tak, jakby niektóre pakiety zostały utracone podczas transmisji, nie ma to dużego wpływu na ogólne dane.

(ii) Przełączanie zorientowane na połączenie : W przypadku przesyłania faktur i transmisji danych używane jest zorientowane połączeniowo przełączanie pakietów.

Pobieranie biblioteki standardowej c ++

IPV4 i IPV6 to kilka typowych metod przełączania pakietów.

Topologie sieci WAN

Istnieje kilka typów topologii sieci, które są używane w systemach sieciowych. Jednak te, które są najczęściej używane do celów WAN, to topologie podwójnego pierścienia i siatki.

Ponieważ systemy WAN są fizycznie oddalone od siebie o setki kilometrów, bardzo ważne jest, aby działały głównie z metodologią łącza zabezpieczającego, aby uniknąć dużych przestojów w przypadku awarii jakiegokolwiek nośnika lub awarii urządzenia.

W związku z tym wdrażana jest topologia podwójnego pierścienia, w której każde urządzenie sieciowe hosta jest połączone za pośrednictwem innego zabezpieczenia połączonego ostatnio z pierwszym w obu kierunkach. Zatem w przypadku jakiegokolwiek przecięcia światłowodu lub awarii urządzenia, przepływ danych odbywa się przez łącze zabezpieczające, utrzymując sieć przy życiu.

Jest opłacalny, a zmiana jest bardzo szybka. Jest stosowany głównie w systemach sieci telekomunikacyjnych.

W topologii siatki każdy węzeł jest połączony ze sobą za pomocą topologii punkt-punkt. Jest używany przy większym natężeniu ruchu, np. W oprogramowaniu MNC. Dzięki topologii siatki można łatwo pokryć duże obszary, a także identyfikację i odbudowę usterek. Oferuje bardziej elastyczne podejście do ponownej konfiguracji.

Podstawowe komponenty modelu projektowego

Podstawowe komponenty modelu projektowego w sieci WAN obejmują:

  • Pierwszą rzeczą jest wygenerowanie topologii sieci zgodnie z podanym scenariuszem architektury sieci. Omówiliśmy odpowiednie topologie dla sieci WAN w powyższym segmencie. Spróbuj więc wybrać jeden z nich, ponieważ odegrają ważną rolę w dobrym rozwiązaniu projektowym.
  • Po wybraniu topologii, kieruj ruch do miejsca docelowego zgodnie z najlepszym odpowiednim algorytmem routingu.
  • Kolejnym zadaniem jest określenie ruchu wychodzącego i przychodzącego w każdym węźle sieci. Do określenia natężenia ruchu używane są różnego rodzaju wzory matematyczne. Po oszacowaniu ruchu określ przepustowość każdego łącza i odpowiednio przypisz pojemność do każdego węzła i łącza.
  • Teraz na następnym poziomie musimy zidentyfikować rodzaje opóźnień w sieci i sprawdzić punkty opóźnień. Podejmij również kroki i zastosuj taką metodologię, aby maksymalnie zminimalizować opóźnienie. Minimalne jest opóźnienie, wtedy najlepsze będzie rozwiązanie sieciowe. Najczęstsze opóźnienia obejmują opóźnienia routingu i kolejkowania.
  • Sprawdź niezawodność modelu sieci, stosując różne testy i ładując do pełnej przepustowości sieci. Jeśli sieć działa dobrze, jest to dobre podejście, w przeciwnym razie zmień podejście.
  • Po wykonaniu wszystkich odpowiednich testów i wykonaniu wszystkich czynności związanych z projektowaniem sieci ostatecznie oblicz koszt modelu sieci. Optymalne wykorzystanie elementów sieci jest bardzo istotne. Na dodatek koszt powinien być w budżecie sugerowanym przez klienta.

wan komponenty modelu projektowego

Żywe przykłady sieci WAN

Poniżej wymieniono kilka przykładów sieci WAN NA ŻYWO.

Przykład 1:

System rezerwacji Kolei Indyjskich: Przykładem sieci WAN jest system rezerwacji kolei indyjskich, który jest utrzymywany przez IRCTC. Sieć światłowodowa dostawców mediów, takich jak RAILTEL, BSNL i TATA, jest wykorzystywana z łączami o dużej szybkości i przepustowości STM-4, STM-16 do łączności.

Ponieważ łącze STM zapewnia bezpieczną, synchroniczną i szybką transmisję na odległość setek kilometrów, jest rozmieszczone w systemie rezerwacyjnym i łączy cały kraj w jednej sieci.

Przykład 2:

Sieć UP-SWAN: Rządowa sieć państwowa UP jest przykładem projektu sieci WAN, która łączy wszystkie dzielnice i miasta stanu z trzema głównymi okręgami węzłowymi - odpowiednio Lucknow, Gorakhpur i Varanasi i łączy każdy węzeł podstawowy ze sobą za pomocą łącza STM-16 który działa w topologii podwójnego pierścienia.

Ponieważ węzły podstawowe są ze sobą bezpośrednio połączone, wszelkie dane, głos lub wideo mogą być łatwo wymieniane między nimi w czasie rzeczywistym. Ponadto łącza działają w ścieżce głównej i ochrony. Więc jeśli światłowód przecina którekolwiek z nich, to sieć będzie żyła, a dane będą przesyłane przez łącze wspierające.

Wszystkie pozostałe dzielnice i miasta, które są również połączone połączeniami STM i DS3 o niskiej przepustowości z odpowiednimi węzłami rdzeniowymi zgodnie z regionem, do którego należą. UP-SWAN jest siecią działającą na żywo i jest utrzymywana przez technologie HCL i Narodowe Centrum Informatyczne (NIC).

Przykład 3:

Oprogramowanie sieci MNC: Osoby pracujące w dziedzinie oprogramowania i technologii informatycznych wykorzystują również sieć WAN do łączności między centralami a biurami regionalnymi w celu udostępniania danych i umieszczania danych na scentralizowanym serwerze, takim jak narzędzie do testowania oprogramowania lub inne narzędzie, które może być dostępne dla hostów końcowych. zgodnie z uprawnieniami nadanymi przez administratorów IT.

Organizacje mogą łączyć się za pomocą routerów i przełączników i wykorzystywać przełączanie pakietów zamiast przełączania obwodów jako technologii transmisji.

Ponieważ wymieniają tylko dane, obraz lub wideo między źródłem a celem, a nie głosem, nie ma potrzeby wydawania pieniędzy na łącza STM. Mogą korzystać z technologii IPV4 lub IPV6, która jest najnowszą i znaną w dziedzinie oprogramowania do łączności.

Projekt sieci WAN dla wielu połączeń biurowych

Projekt WAN dla wielu połączeń biurowych

Powyższy diagram przedstawia projekt WAN dla łączności centrali, tj. Głównej lokalizacji biura z jego regionalnymi i zdalnymi biurami końcowymi. Lokalizacją biura regionalnego może być duże miasto, z kolei można połączyć z nim różne dzielnice. Podczas gdy zdalne biuro to lokalizacja lub biuro o określonej lokalizacji.

Jeśli liczba lokalizacji odległych, które mają być połączone, wynosi tylko kilkaset, nie musimy do tego używać routera, ale jeśli liczba lokalizacji jest w tysiącach, to zdecydowanie potrzebujemy routera z szybkimi łączami WAN.

Projekt zdalnej sieci WAN: Proces projektowania dla odległego końca jest prosty. Potrzebujemy tylko jednego routera i jednego przełącznika na drugim końcu.

Przełącznik jest połączony z urządzeniem końcowym, takim jak komputer PC lub serwer. Do łączności między routerem a przełącznikiem używamy szybkiego łącza Ethernet znanego jako Gigabit Ethernet, które zapewnia prędkość 1 gigabita.

Używamy prostego łącza DS3 do łączności między komputerem a przełącznikiem, ponieważ nie ma obciążenia związanego z routingiem danych na tych dwóch urządzeniach. Po prostu działają na warstwie 1 i 2. Łącze DS3 zapewnia prędkość 45 Mb / s. Na tym poziomie nie ma potrzeby stosowania łącza zabezpieczającego.

Regionalny projekt sieci WAN: Łączność między routerem 1 znajdującym się w lokalizacji zdalnej a routerem 2 znajdującym się w biurze regionalnym jest realizowana z dużą szybkością i szerokością pasma podwójnego łącza STM-4 o szerokości 601,3 Mb / s.

Podwójne łącze oznacza, że ​​między nimi ustanowione są dwa łącza STM-4 w celu zapewnienia redundancji. Jeśli jakieś łącze ulegnie awarii z jakichś powodów, drugie przejmie obciążenie, a łączność pozostanie aktywna.

Ponownie, do połączenia routera z przełącznikiem używane jest łącze Gigabit Ethernet. Na tym poziomie do łączności wykorzystywane są dwa przełączniki, które pracują w trybie master i slave i zapewniają redundancję w sieci. Te dwa są połączone ze sobą za pomocą kabla krosowego na porcie Ethernet, który zapewnia szybkie łącze.

Router jest połączony z obydwoma przełącznikami. Przy projektowaniu należy pamiętać, że jeśli z powodu dużego ruchu lub jakiejkolwiek innej awarii jeden przełącznik przestanie działać, przepływ danych będzie kontynuowany przez inny przełącznik. Urządzenia końcowe są połączone przełącznikiem z łączem DS3.

dobry downloader mp3 dla Androida za darmo

Projekt sieci WAN w lokalizacji głównej: W głównej lokalizacji wdrażany jest scenariusz z dwoma routerami i łącznością z dwoma łączami. Ponieważ główna lokalizacja przedsiębiorstwa jest obciążona dużym ruchem, wykorzystywane są dwa łącza STM-16.

Proszę zauważyć, że łącze STM jest oparte na dzierżawionym światłowodzie medialnym i zawsze powinniśmy dzierżawić media na łączność tego samego łącza z dwoma różnymi dostawcami mediów. Podobnie weź jeden nośnik od RAILTEL lub inny od TATA, a robiąc to, sprawimy, że nasza sieć będzie bardziej niechętna i wydajna.

Ponownie zastosowano konstrukcję z dwoma przełącznikami i oba routery są połączone z obydwoma przełącznikami na łączu Ethernet. Serwery i komputery PC są połączone za pomocą przełącznika odpowiednio na łączach Ethernet i DS3.

Ruch uliczny: Użytkownik końcowy w zdalnym miejscu chce przesłać pewne informacje w postaci danych do siedziby głównej siedziby. W tym przypadku przełącznik na drugim końcu przekieruje dane do routera w celu przesłania do głównego biura.

Router 1 przekieruje dane przez łącze STM do routera 3 z pominięciem routera pośredniego 2. Teraz dane są dostarczane do docelowego hosta za pomocą przełącznika, który wykonuje ARP i dostarcza docelowy adres MAC odbiornika.

Przypadek awarii łącza: Jak pokazano na powyższym rysunku, jeśli jedno łącze między routerem 1 a routerem 2 ulegnie awarii, ruch będzie przepływał przez łącze zabezpieczające.

W ten sam sposób, w głównej lokalizacji, jeśli Przełącznik 3 nie jest w stanie dostarczyć danych do odbiornika lub jest zajęty, dane są kierowane przez Przełącznik 4, ponieważ oba są ze sobą połączone. W związku z tym awaria łącza lub urządzenia na jakimkolwiek końcu nie wpłynie na ogólną wydajność sieci.

Wniosek

Poznaliśmy podstawowe koncepcje projektowania sieci WAN oraz znaczenie łączy SDH w projektowaniu sieci WAN. W tym miejscu wyjaśniono również rzeczywiste przykłady systemów wykorzystujących technologię WAN do systemów sieciowych.

Będąc testerem oprogramowania, ważne jest, aby zrozumieć znaczenie szybkich i szerokopasmowych łączy STM w dziedzinie oprogramowania i technologii informacyjnej. System komunikacji stał się bardziej niezawodny, szybki i ekonomiczny dzięki wykorzystaniu systemów WAN.

Przeanalizowaliśmy również strukturę projektu WAN dla wielu połączeń biurowych w sieci na prostym przykładzie.

POPRZEDNIA samouczek | NEXT Tutorial

rekomendowane lektury

^