Что такое каналы связи интернет
Что такое каналы связи интернет
Меню 
На следующую 
Развитие средств связи Интернет
Классификация компьютерных каналов связи:
1) по способу кодирования: цифровые и аналоговые;
2) по способу коммуникации: выделенные (постоянное соединение) и коммутируемые (временное соединение);
3) по способу передачи сигнала: наземные (электрические кабели), оптические (световоды), радиорелейные, безпроводные, спутниковые.
Основные характеристики каналов связи:
Компьютерный канал связи
Неэкранированная витая пара
Экранированная витая пара
2. Надежность (способность передавать информацию без искажений и потерь).
3. Стоимость.
4. Резервы развития (расширяемость).
Витые пары имеют различные характеристики, определяемые размерами, изоляцией и шагом скручивания. Дешевизна этого вида передающей среды делает её достаточно популярной для вычислительных сетей.
Коаксиальный кабель
Для промышленного использования выпускается два типа коаксиальных кабелей: толстый и тонкий. Толстый кабель более прочен и передаёт сигналы нужной амплитуды на большее расстояние, чем тонкий. В то же время тонкий кабель значительно дешевле.
Оптоволоконный кабель
Преимущество волоконной оптики несомненно: реализуемые в оптических каналах скорости передачи информации пока недостижимы для медных кабелей.
Использование светового сигнала обеспечивает абсолютную независимость от электромагнитных помех природного происхождения и возникающих в результате функционирования самых разнообразных технических устройств на производствах, транспорте, в системах связи и в быту, а также отсутствие электромагнитного излучения от линии. Последнее гарантирует скрытность информации и принципиальную невозможность несанкционированного бесконтактного доступа. Это свойство позволяет использовать его в сетях, требующих повышенной секретности информации.
Беспроводное сетевое оборудование
Потребность в передаче данных с высокой скоростью и без потери качества выходит на первый план. Решение этой проблемы требует, помимо закупки активного сетевого оборудования, организацию линий связи. Для этого обычно используется кабельная проводка на основе медного или оптоволоконного кабеля. Однако, хорошо отработанные решения для организации ближней связи с использованием медных или волоконно-оптических линий не всегда удобны.
Прокладка кабеля часто влечет за собой значительные затруднения:
— невозможность получить разрешение на прокладку кабеля, особенно в городских условиях;
— нет возможности получить в аренду телефонные линии от оператора, либо плохое качество связи по арендованным линиям;
— большие затраты средств и времени на прокладку новых коммуникаций, а также из-за высокой арендной платы за использование уже существующих коммуникаций;
— использование старых коммуникаций, которые из-за своей высокой загруженности уже не могут справиться с новым дополнительным трафиком.
Из всего вышесказанного следует, что в ряде случаев использование беспроводных соединений может быть экономически выгодным. Преимущества беспроводных сетей передачи данных:
— возможная альтернатива использования арендованных линий;
— экономичность. Например, для организации временных сетей при частых структурных перестройках в организации, связанных с изменением конфигурации кабельной сети;
— объединение в сеть компьютеров там, где прокладка кабеля часто невозможна технически.
Беспроводное сетевое оборудование предназначено для передачи по радиоканалам информации (данных, телефонии, видео и др) между компьютерами, сетевыми и другими специализированными устройствами. В последнее время все большую популярность приобретает идея построения городской опорной сети с беспроводным доступом. Обычно такая сеть состоит из нескольких сот, в центре каждой из которых устанавливается беспроводной маршрутизатор со всенаправленной антенной, обеспечивающий доступ абонентов к опорной сети.
У абонентов устанавливается беспроводной маршрутизатор, снабженный направленной антенной, которая нацелена на центральную точку соты. Каждая сота представляет собой, по существу, беспроводной сегмент сети Ethernet суммарной пропускной способностью 2 Мбит/с. В настоящее время операторы городских опорных сетей с беспроводным доступом действуют примерно в 20 городах России. В Москве развернуты две экспериментальные опорные сети с беспроводным доступом.
Первыми такими устройствами, работающими в топологии точка-точка были радиорелейные станции, использующие традиционную амплитудную или частотную модуляцию радиосигнала.
Радиорелейные линии связи
Радиорелейные линии связи (РРЛ) предназначены для передачи сигналов в диапазонах дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн. Передача ведется через систему ретрансляторов, расположенных на расстоянии прямой видимости. Ретрансляторы осуществляют прием сигнала, усиление его, обработку и передачу на следующий ретранслятор. Общая протяженность РРЛ может достигать тысяч километров.
До недавнего времени РРЛ использовали диапазоны частот от 2 до 8 ГГц и представляли собой монументальные дорогостоящие структуры. Применялись сложные и дорогие антенные опоры: мачты или башни. Громоздкая аппаратура располагалась на станциях в специальных зданиях с собственной электростанцией и жилыми помещениями для обслуживающего персонала.
Радиорелейки в основном используются для организации телефонных каналов связи, по которым с помошью мультиплексоров также можно передавать и данные. С начала 1990-х годов стали активно применяться устройства с кодовой (цифровой) модуляцией радиосигнала. Кодовая модуляция радиосигнала приводит к расширению его спектра и снижению его амплитуды до уровня шумов. Поэтому такие устройства получили название широкополосных шумоподобных систем (ШПС). Технология широкополосной беспроводной связи гарантирует высокое качество и надежность коммуникаций, устойчивость к индустриальным помехам и погодным условиям. Высокая эффективность применения таких систем привела к революционным изменениям в радиосвязи и возможности построения эффективных и надежных беспроводных сетей самого различного назначения.
Спутниковый доступ в Интернет
Переход от аналогового телевещания к цифровому практически предопределил появление технологии спутникового доступа в Интернет.
Прежде чем стать действительно массовым продуктом, спутниковый Интернет был успешно опробован в системах широковещания и мультивещания, на таких бизнес-приложениях, как системы дистанционного образования, информационные системы реального времени, новостные каналы, а также адресная рассылка данных из Интернета (push-технологии).
Типы подключение к Интернету – разбираем технологии доступа
В настоящее время большинство пользователей компьютеров ежедневно прыгают в Интернет, не задумываясь об используемых технологиях. Но, задумывались ли вы, какие типы интернет-соединений позволяют нам подключаться к интернету?
Давайте рассмотрим различные типы интернет-соединений, которые использовались на протяжении многих лет и сегодня. Мы увидим, как доступ к Интернету развивался с течением времени, и познакомимся с основами работы каждого метода.
Определение «интернет-провайдера»
Прежде чем мы начнем, важно знать, что такое интернет-провайдер (ISP). Хотя любой может использовать свой компьютер как автономное устройство или подключаться к другим компьютерам в локальной сети, вам необходимо пройти через поставщика услуг Интернета, чтобы подключиться к обширным ресурсам, доступным в Интернете.
Интернет-провайдер – это просто компания, которая предоставляет своим клиентам доступ в Интернет. Примеры могут включать Ростелеком, МТС, Билайн и т.д. Эти компании обладают обширной сетевой инфраструктурой, которая обеспечивает широкий и легкий доступ в Интернет.
Какие технологии использует ваш интернет-провайдер для подключения вас к Интернету, с годами многое изменилось и многое зависит от вашего региона.
Давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных форм подключения к Интернету.
Типы проводного доступа в Интернет
Сначала мы рассмотрим проводные технологии доступа в Интернет. Обычно они позволяют вам выйти в Интернет из дома.
Кабельное подключение
Кабель – распространенный способ достпа к высокоскоростному Интернету. Здесь используется тот же тип медного кабеля, что и для услуг кабельного телевидения. Применяется стандарт, называемый DOCSIS (спецификация интерфейса службы передачи данных по кабелю), совместимый модем может сортировать телевизионные сигналы из сигналы данных Интернета, поэтому оба работают на одной линии.
Хотя кабель по-прежнему является распространенным методом широкополосной связи, у него появились серьёзные конкуренты среди более современных методов. Вы всё ещё можете ожидать стабильной скорости от кабельного Интернета, но это не самая мощная технология.
Оптоволоконное подключение
Оптоволоконное подключение к Интернету является одним из самых быстрых вариантов домашнего Интернета. Вместо традиционного кабеля используются световые сигналы для передачи информации.
На исходном конце передатчик преобразует электрические сигналы в свет. Затем этот свет отражается по специальному кабелю из стекла или пластика. Когда он достигает пункта назначения, принимающая сторона преобразует свет обратно в данные, которые ваш компьютер может использовать.
Как и следовало ожидать, свет распространяется намного быстрее, чем электричество, протекающее по проводам. К сожалению, волоконно-оптические сети не так распространены, как кабельные, а прокладка новых линий обходится дорого. Таким образом, этот тип подключения недоступен в некоторых регионах.
Мы используем термин «волокно до дома», чтобы описать этот тип доступа. Однако, оптоволоконный кабель используется и для многих других целей, например, для прокладки линий через океан. Волоконная оптика может эффективно передавать данные на гораздо большие расстояния, чем кабель, что делает его полезным в этих ситуациях.
DSL доступ в Интернет
DSL, что означает цифровая абонентская линия, использует существующие телефонные линии для передачи цифровых данных. Поскольку данные передаются с большей частотой, чем голосовые вызовы, вы можете одновременно пользоваться Интернетом и разговаривать по телефону.
С DSL вы устанавливаете физический фильтр, который разделяет голосовые сигналы и сигналы данных. Иначе во время разговора по телефону вы услышите пронзительное шипение.
Этот термин почти всегда относится к асимметричному DSL, это означает, что ваши скорости загрузки и выгрузки различаются. Это имеет смысл, поскольку большинство людей загружают из Интернета больше контента, чем выгружают туда.
DSL всё ещё предлагается сегодня, особенно в местах без надежной кабельной инфраструктуры. Это приемлемо, если вам не нужно быстрое соединение, но с сегодняшним Интернетом его возможностей часто оказывается недостаточно.
Коммутируемое соединение
Сейчас коммутируемое соединение – редкость, но о нём стоит кратко упомянуть, поскольку это был первый широко используемый метод доступа в Интернет.
Как и DSL, он использует телефонные линии для подключения к Интернету. Однако, в отличие от DSL, по линии может одновременно проходить только один тип сигнала. Модем с коммутируемым доступом преобразует цифровые сигналы с компьютера в аналоговые сигналы, которые проходят по телефонной линии, выполняя «телефонный звонок» на сервер провайдера.
Конечно, у этой настройки много ограничений. Аналоговый сигнал дозвона неэффективен по сравнению с цифровыми сигналами. И, что печально известно, телефонный звонок, когда вы были в сети, выкинул бы вас из интернета.
Звук коммутируемого соединения вызывает у многих ностальгию, но, по большей части, это технология соединения, оставшаяся в прошлом.
Типы мобильного и беспроводного доступа
Беспроводной доступ в Интернет за пределами дома становится всё более распространенным.
Давайте теперь посмотрим на типы беспроводных интернет-услуг.
Спутниковый Интернет
Спутниковый Интернет, как следует из названия, представляет собой беспроводное решение, использующее спутники на орбите. Это технология прямой видимости, поэтому вам нужен профессионал, чтобы установить антенну, прикрепленную к вашему дому, которая направлена на служебный спутник.
Как вы, наверное, знаете, чем дальше проходит сигнал, тем больше он ухудшается. Поскольку спутниковые антенны могут находиться на расстоянии более 60 000 км, они часто имеют большую задержку. Это ухудшает качество спутниковой связи для таких действий в реальном времени, как игры.
Другая проблема со спутниковым интернетом заключается в том, что он передаёт сигнал на большую территорию. Все, кто рядом с вами, использующие спутниковое соединение, должны совместно использовать полосу пропускания.
Это единственный вариант доступа в Интернет для многих людей в отдаленных районах, но мы не рекомендуем его, если у вас есть другие варианты.
Мобильный широкополосный доступ
Доступ в Интернет по беспроводной сети может иметь несколько различных форм.
Подобно спутниковому Интернету, беспроводная широкополосная связь для дома позволяет вам принимать сигнал от вашего интернет-провайдера без кабелей. Он не идеален, поскольку имеет те же недостатки, в том числе меньшую скорость и восприимчивость к помехам.
В большинстве случаев, когда мы говорим «мобильный интернет», мы имеем в виду технологии беспроводного доступа на мобильных телефонах. Смартфоны передают и принимают беспроводные радиоволны, что позволяет им передавать цифровые данные, а также голосовые вызовы.
Мобильный интернет также позволяет подключить ноутбук к сети практически в любом месте и может использоваться как альтернатива Wi-Fi в автомобиле. Провайдеры сотовых сетей продают USB-модемы и другие мобильные интернет-устройства, которые позволяют подключаться к сети вашего провайдера через мобильные технологии, такие как LTE. Это позволяет вам выходить в Интернет без подключения к сети Wi-Fi.
Теперь Вы понимаете
Мы изучили основы технологий подключения к Интернету, как проводных, так и беспроводных. Во многих случаях то, что вы используете, ограничено тем, что предлагается в вашем районе. Если вы не живете в очень удаленном месте, у вас, вероятно, есть кабельный или оптоволоконный доступ в Интернет дома и соединение LTE на вашем телефоне.
Каналы связи L2 и L3 VPN — Отличия физических и виртуальных каналов разного уровня
С доброй улыбкой теперь вспоминается, как человечество с тревогой ожидало в 2000 году конца света. Тогда этого не случилось, но зато произошло совсем другое событие и тоже очень значимое.
Исторически, в то время мир вошел в настоящую компьютерную революцию v. 3.0. – старт облачных технологий распределенного хранения и обработки данных. Причем, если предыдущей «второй революцией» был массовый переход к технологиям «клиент-сервер» в 80-х годах, то первой можно считать начало одновременной работы пользователей с использованием отдельных терминалов, подключенных к т.н. «мейнфреймам» (в 60-х прошлого столетия). Эти революционные перемены произошли мирно и незаметно для пользователей, но затронули весь мир бизнеса вместе с информационными технологиями.
При переносе IT-инфраструктуры на облачные платформы и удаленные ЦОД (центры обработки данных) ключевым вопросом сразу же становится организация надежных каналов связи от клиента к дата-центрам. В Сети нередко встречаются предложения провайдеров: «физическая выделенная линия, оптоволокно», «канал L2», «VPN» и так далее… Попробуем разобраться, что за этим стоит на практике.
Каналы связи – физические и виртуальные
1. Организацией «физической линии» или «канала второго уровня, L2» принято называть услугу предоставления провайдером выделенного кабеля (медного или оптоволоконного), либо радиоканала между офисами и теми площадками, где развернуто оборудование дата-центров. Заказывая эту услугу, на практике скорее всего вы получите в аренду выделенный оптоволоконный канал. Это решение привлекательно тем, что за надежную связь отвечает провайдер (а в случае повреждения кабеля самостоятельно восстанавливает работоспособность канала). Однако, в реальной жизни кабель на всем протяжении не бывает цельным – он состоит из множества соединенных (сваренных) между собой фрагментов, что несколько снижает его надежность. На пути прокладки оптоволоконного кабеля провайдеру приходится применять усилители, разветвители, а на оконечных точках – модемы.
В маркетинговых материалах к уровню L2 (Data-Link) сетевой модели OSI или TCP/IP это решение относят условно – оно позволяет работать как бы на уровне коммутации фреймов Ethernet в LAN, не заботясь о многих проблемах маршрутизации пакетов на следующем, сетевом уровне IP. Есть, например, возможность продолжать использовать в клиентских виртуальных сетях свои, так называемые «частные», IP-адреса вместо зарегистрированных уникальных публичных адресов. Поскольку использовать частные IP-адреса в локальных сетях очень удобно, пользователям были выделены специальные диапазоны из основных классов адресации:
Примечание: NAT – Network Address Translation (механизм замены сетевых адресов транзитных пакетов в сетях TCP/IP, применяется для маршрутизации пакетов из локальной сети клиента в другие сети/Интернет и в обратном направлении – вовнутрь LAN клиента, к адресату).
У этого подхода (а мы говорим о выделенном канале) есть и очевидный недостаток – в случае переезда офиса клиента, могут быть серьезные сложности с подключением на новом месте и возможна потребность в смене провайдера.
Утверждение, что такой канал значительно безопаснее, лучше защищен от атак злоумышленников и ошибок низкоквалифицированного технического персонала при близком рассмотрении оказывается мифом. На практике проблемы безопасности чаще возникают (или создаются хакером умышленно) прямо на стороне клиента, при участии человеческого фактора.
2. Виртуальные каналы и построенные на них частные сети VPN (Virtual Private Network) распространены широко и позволяют решить большинство задач клиента.
Предоставление провайдером «L2 VPN» предполагает выбор из нескольких возможных услуг «второго уровня», L2:
VLAN – клиент получает виртуальную сеть между своими офисами, филиалами (в действительности, трафик клиента идет через активное оборудование провайдера, что ограничивает скорость);
Соединение «точка-точка» PWE3 (другими словами, «эмуляция сквозного псевдопровода» в сетях с коммутацией пакетов) позволяет передавать фреймы Ethernet между двумя узлами так, как если бы они были соединены кабелем напрямую. Для клиента в такой технологии существенно, что все переданные фреймы доставляются до удалённой точки без изменений. То же самое происходит и в обратном направлении. Это возможно благодаря тому, что фрейм клиента приходя на маршрутизатор провайдера далее инкапсулируется (добавляется) в блок данных вышестоящего уровня (пакет MPLS), а в конечной точке извлекается;
Примечание: PWE3 – Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge (механизм, при котором с точки зрения пользователя, он получает выделенное соединение).
MPLS – MultiProtocol Label Switching (технология передачи данных, при которой пакетам присваиваются транспортные/сервисные метки и путь передачи пакетов данных в сетях определяется только на основании значения меток, независимо от среды передачи, используя любой протокол. Во время маршрутизации новые метки могут добавляться (при необходимости) либо удаляться, когда их функция завершилась. Содержимое пакетов при этом не анализируется и не изменяется).
Примечание: VPLS – Virtual Private LAN Service (механизм, при котором с точки зрения пользователя, его разнесенные географически сети соединены виртуальными L2 соединениями).
MAC – Media Access Control (способ управления доступом к среде – уникальный 6-байтовый адрес-идентификатор сетевого устройства (или его интерфейсов) в сетях Ethernet).
3. В случае развертывания «L3 VPN» сеть провайдера в глазах клиента выглядит подобно одному маршрутизатору с несколькими интерфейсами. Поэтому, стык локальной сети клиента с сетью провайдера происходит на уровне L3 сетевой модели OSI или TCP/IP.
Публичные IP-адреса для точек стыка сетей могут определяться по согласованию с провайдером (принадлежать клиенту либо быть полученными от провайдера). IP-адреса настраиваются клиентом на своих маршрутизаторах с обеих сторон (частные – со стороны своей локальной сети, публичные – со стороны провайдера), дальнейшую маршрутизацию пакетов данных обеспечивает провайдер. Технически, для реализации такого решения используется MPLS (см. выше), а также технологии GRE и IPSec.
Примечание: GRE – Generic Routing Encapsulation (протокол тунеллирования, упаковки сетевых пакетов, который позволяет установить защищенное логическое соединение между двумя конечными точками – с помощью инкапсуляции протоколов на сетевом уровне L3).
IPSec – IP Security (набор протоколов защиты данных, которые передаются с помощью IP. Используется подтверждение подлинности, шифрование и проверка целостности пакетов).
Важно понимать, что современная сетевая инфраструктура построена так, что клиент видит только ту ее часть, которая определена договором. Выделенные ресурсы (виртуальные серверы, маршрутизаторы, хранилища оперативных данных и резервного копирования), а также работающие программы и содержимое памяти полностью изолированы от других пользователей. Несколько физических серверов могут согласованно и одновременно работать для одного клиента, с точки зрения которого они будут выглядеть одним мощным серверным пулом. И наоборот, на одном физическом сервере могут быть одновременно созданы множество виртуальных машин (каждая будет выглядеть для пользователя подобно отдельному компьютеру с операционной системой). Кроме стандартных, предлагаются индивидуальные решения, которые также соответствует принятым требованиям относительно безопасности обработки и хранения данных клиента.
При этом, конфигурация развернутой в облаке сети «уровня L3» позволяет масштабирование до практически неограниченных размеров (по такому принципу построен Интернет и крупные дата-центры). Протоколы динамической маршрутизации, например OSPF, и другие в облачных сетях L3, позволяют выбрать кратчайшие пути маршрутизации пакетов данных, отправлять пакеты одновременно несколькими путями для наилучшей загрузки и расширения пропускной способности каналов.
В то же время, есть возможность развернуть виртуальную сеть и на «уровне L2», что типично для небольших дата-центров и устаревших (либо узко-специфических) приложений клиента. В некоторых таких случаях, применяют даже технологию «L2 over L3», чтобы обеспечить совместимость сетей и работоспособность приложений.
Подведем итоги
На сегодняшний день задачи пользователя/клиента в большинстве случаев могут быть эффективно решены путём организации виртуальных частных сетей VPN c использованием технологий GRE и IPSec для безопасности.
Нет особого смысла противопоставлять L2 и L3, равно как нет смысла считать предложение канала L2 лучшим решением для построения надёжной коммуникации в своей сети, панацеей. Современные каналы связи и оборудование провайдеров позволяют пропускать громадное количество информации, а многие выделенные каналы, арендуемые пользователями, на самом деле – даже недогружены. Разумно использовать L2 только в особенных случаях, когда этого требует специфика задачи, учитывать ограничения возможности будущего расширения такой сети и проконсультироваться со специалистом. С другой стороны, виртуальные сети L3 VPN, при прочих равных условиях, более универсальны и просты в эксплуатации.
В этом обзоре кратко перечислены современные типовые решения, которые используют при переносе локальной IT-инфраструктуры в удаленные центры обработки данных. Каждое из них имеет своего потребителя, достоинства и недостатки, правильность выбора решения зависит от конкретной задачи.
В реальной жизни, оба уровня сетевой модели L2 и L3 работают вместе, каждый отвечает за свою задачу и противопоставляя их в рекламе, провайдеры откровенно лукавят.