ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМ КОММУНИКАЦИОННЫХ ПРОТОКОЛОВ В ЛОКАЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ ТИПА ETHERNET и ATM ПРИ ПОСТРОЕНИИ ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Научная статья

Когай Г.Д., Амиров А.Ж., Каюмов Д.С.

Выпуск: № 4 (35), 2015

Опубликована:

2015/08/05

Когай Г.Д.¹, Амиров А.Ж.², Каюмов Д.С.³

¹Кандидат технических наук, ²Доктор Ph.D,³Магистрант, Карагандинский государственный технический университет

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМ КОММУНИКАЦИОННЫХ ПРОТОКОЛОВ В ЛОКАЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ ТИПА ETHERNET и ATM ПРИ ПОСТРОЕНИИ ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Аннотация

В статье приводятся результаты исследования сетевых технологий Fast Ethernet и ATM с целью выбора наиболее оптимального варианта построения локальных вычислительных сетей, предназначенных для передачи разнородного трафика и обеспечения необходимого качества обслуживания. Ключевые слова: Fast Ethernet, ATM, ЛВС, мультимедиа, интеграция Ethernet и ATM, коммутация каналов, коммутация пакетов, виртуальные каналы.

Kogay G.D.¹, Amirov A.Zh.², Kayumov D.S.³

¹Candidate of Technical Sciences, ²Dr. Ph.D, ³Undergraduate, Karaganda State Technical University

STUDY OF THE PROBLEMS OF COMMUNICATION PROTOCOLS IN THE LOCAL COMPUTER NETWORKS SUCH AS ETHERNET AND ATM AT CONSTRUCTION OF LOCAL COMPUTER NETWORKS

Abstract

The article presents the results of a study of network technologies Fast Ethernet and ATM in order to select the optimal alternative of building local area networks for the transmission of heterogeneous traffic and to ensure the required quality of service. Keywords: Fast Ethernet, ATM, LAN, multimedia, integration Ethernet and ATM, switching channels, packet switching virtual channels.

Рассмотрены вопросы автоматизации проектирования локальных сетей Ethernet и ATM при построении локальных вычислительных сетей.

Предложено решение задач имитационной модели работы сети Ethernet и ATM в заданной структуре с целью выявления производительности. Рассмотрена проблема синтеза структур сети Ethernet и ATM и ее способы решение с помощью генетических алгоритмов нейронных сетей.

При модернизации сетей до Fast Ethernet или ATM редко возникает вопрос как объединить технологии Fast Ethernet и ATM и получить максимальную выгоду при минимальных затратах. Использование в локальных вычислительных сетях развертываниям новых приложений с высокими требованиями к пропускной способности, таких как базы данных, ПО для коллективной работы, обработка видео и 3d графика, максимально может пропускную способность канала Ethernet исчерпать на 10 Мбит/с.

В сетевой среде, где коммутируемый Ethernet не соответствует требованиям к скорости и качеству услуг, новых технологии вроде Fast Ethernet и ATM могут оказаться вполне уместны. И Fast Ethernet и ATM имеют высокую пропускную способность скорости обработки трафика.

Применение Fast Ethernet

Fast Ethernet, которая также называется 100BASE-T10 обеспечивает скорость передачи данных до 100 мегабит в секунду и обычно используется для локальной магистральных систем, поддерживающих рабочие станции с 10BASE-T карт. Gigabit Ethernet обеспечивает еще более высокий уровень магистральной поддержки на 1000 мегабит в секунду (1 Гбит или 1000000000 бит в секунду). Она использует тот же метод доступа к среде, что и Ethernet, а значит, данные могут передаваться из сети на 10 Мбит/с в сеть на 100 Мбит/с, и обратно, без трансляции протоколов или изменения приложений и сетевого программного обеспечения. Спецификация Fast Ethernet является наследницей стандарта Ethernet IEЕЕ 802.3, и использует доступа к среде CSMA/CD. Она работает по тем же самым типам кабеля, что и 10BaseT, в том числе UTP, STP и оптоволокно.

Применение ATM

В глобальных сетях АТМ применяется там, где сеть frame relay (рис. 1) не справляется с большим потоком трафика и там, где нужно обеспечить низкий уровень задержек. АТМ высокоскоростной сетевой стандарт предназначен для поддержки передачи голоса и данных сообщений и передачи информации реального времени. ATM, как правило, используется поставщиками услуг Интернета на их частных сетей дальней связи.

Коммутаторы АТМ используются как гибкая среда коммутации виртуальных каналов между IP-маршрутизаторами, которые передают свой трафик в ячейках АТМ. Технология предназначена для улучшения использования и качества обслуживания (QoS) в сетях с интенсивным движением. Без маршрутизации и фиксированного размера потока, сети могут более легко управлять полосу пропускания АТМ в соответствии сети Ethernet.

Высокая стоимость ATM по отношению к Ethernet является одним из факторов, который ограничивается его принятие другие высокопроизводительные, специализированных сетей.

Рис. 1 - Магистральная сеть АТМ

Исследование методов коммутационных протоколов абонентов в сетях. В общем случае решение каждой из частных задач коммутации - определение потоков и соответствующих маршрутов, фиксация маршрутов в конфигурационных параметрах и таблицах сетевых устройств, распознавание потоков и передача данных между интерфейсами одного устройства, мультиплексирование потоков и разделение среды передачи - тесно связано с решением всех остальных. Комплекс технических решений задач коммутации в совокупности составляет базис сетевой технологии. От того, какой механизм прокладки маршрута, продвижения данных и совместного использования каналов связи заложен в той или иной сетевой технологии, зависят ее фундаментальные свойства. Среди множества возможных подходов к решению задачи коммутации абонентов в сетях выделяют два основополагающих:

коммутация каналов (circuit switching);
коммутация пакетов (packet switching)

Коммутация каналов.

Тип связи, в которой установлен выделенный канал (или цепи) в течение всего срока передачи. Наиболее распространенным сети с коммутацией каналов является телефонная система, которая связывает вместе проволочных отрезков, чтобы создать единый непрерывный ряд для каждого телефонного звонка. Другой способ общих коммуникаций является пакетной коммутации, которая делит сообщения на пакеты и отправляет каждый пакет. Интернет основан на коммутации пакетов протокола, TCP / IP. Цепи коммутации системы идеально подходят для связи, которые требуют данных, которые должны передаваться в режиме реального времени. Коммутации пакетов сети более эффективным, если некоторая задержка является приемлемым.

Достоинства коммутации пакетов:

Главное преимущество коммутации пакетов является эффективность сети. В сети с коммутацией каналов высокая пропускная способность сети при передаче пульсирующего трафика.
Другим преимуществом является возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями их трафика.

Недостатки коммутации пакетов:

пакеты могут быть потеряны на их маршруте, так что порядковые номера должны определить недостающие пакеты.
коммутационных узлов требуется больше вычислительной мощности, как с коммутацией пакетов протоколов являются более сложными.
коммутационных узлов для пакетной коммутации требует большого количества оперативной памяти для обработки больших объемов пакетов.
значительная задержка передачи данных происходит - Использование магазин и вперед метод приводит к значительному передачи данных.

Типы коммутации пакетов

Пакетной коммутации имеет два подхода: виртуальный подход схема и Datagram подход. WAN, ATM, Frame Relay и телефонные сети используют соединения ориентированный подход Virtual Circuit (рис.2), в то время как интернет опирается на установление соединения дейтаграммы на основе коммутации пакетов.

Virtual Circuit коммутации пакетов: В виртуальном пакетной коммутации цепи, а единственный маршрут выбирается между отправителем и получателем и всех пакетов направляются по этому маршруту. Каждый пакет содержит номер виртуального канала. Как и в коммутации каналов, потребности виртуального канала установления соединения до фактического

Передача может быть начата маршрутизации на основе количества виртуальных каналов.

Рис. 2 - Virtual Circuit коммутации пакетов

Выводы

Прежде всего, очевидно, что ATM и Fast Ethernet не являются эквивалентными технологиями - каждая из них предназначена для определенных типов приложений. Конечно, ATM может быть использована в качестве магистральной технологии в традиционных сетях передачи данных. Она легко интегрируется и с LAN-, и с WAN-окружением. В отличие от Fast Ethernet, ее масштабируемость виртуально не ограничена. Однако в качестве транспортной технологии функциональность ATM явно избыточна.

Таким образом, Fast Ethernet больше для сетей с чистой передачи данных, особенно в тех случаях, когда локальные сети используют Ethernet. Создание сети АТМ требует значительных денежных средств во сравнению с другими технологиями, так как все сетевое оборудование должно иметь интерфейсы АТМ. Следовательно значительную часть сетевого оборудования придется заменить более дорогостоящими оборудованием с поддержкой АТМ сети. Таким образом, широкие возможности АТМ позволяют, помимо всего прочего, внедрять эту технологию плавным и безболезненным образом, в рамках текущей модернизации и расширения сети. При этом пользователи АТМ- сегментов сети получают в свое распоряжение все возможности, предоставляемые этой технологией, плюс доступ к традиционным сетям. Если компания имеет средства для приобретения оборудования, поддерживающего технологию ATM, это обеспечит наилучшее качество при использовании в сети современных web-приложений, насыщенных различными мультимедийными эффектами.

Литература

Беспроводной доступ. Перспективы – Режим доступа: URL: http://nmkrupin.narod.ru/wimax.html(дата обращения 19.12.2014)
Дж. Скотт Хокдал «Анализ и диагностика компьютерных сетей.» - М.: Лори, 2001 г. – 353 с.
Режим доступа: URL: httр://www.mеgаlinе.kz/ (дата обращения 17.12.2014)
Режим доступа: URL: httр://www.tеlесоm.kz/(дата обращения 10.12.2014)

References

Wireless. Prospects - Mode of access: URL: http://nmkrupin.narod.ru/wimax.html(дата treatment 12/19/2014)
J. Scott Hokdal "Analysis and diagnosis of computer networks." - M .: Laurie, 2001 - 353 p.
Access: URL: httр: //www.megaline.kz/ (date accessed 17/12/2014)
Access: URL: httр: //www.telesom.kz/ (date accessed 12/10/2014)