WAN technologie

2.1.1.     WAN technológie
WAN je dátová komunikačná sieť, ktorá prepája geograficky oddelené LAN. WAN služby sa prenajímajú od
vonkajšieho WAN poskytovateľa služby. Využívajú sa na vzájomné prepojenie organizácií, pripojenie
k vonkajším službám a vzdialených používateľov. Vo WAN sú rôzne dátové typy, ako hlas, dáta a video.
customer premises equipment (CPE) – zariadenia u zákazníka, ktoré si kúpi alebo prenajme od poskytovateľa
služby.
central office (CO) - miesto u poskytovateľa, kam vedú medené alebo optické káble od zákazníka
miestna slučka (posledná míľa) – káble medené alebo optické k CO
cisco
data communications equipment (DCE) – zariadenie, ktoré prekladá dáta na lokálnu slučku u poskytovateľa
data terminal equipment (DTE) – koncové dátové zariadenie u zákazníka
DTE/DCE – využíva protokoly fyzickej vrstvy
WAN linky sú poskytované s rôznou rýchlosťou od bps po Mbps v plnom duplexe.
2.1.2. Zariadenia WAN


cisco

WAN je zoskupenie sietí LAN cez linky od poskytovateľa služieb. Tieto linky musia byť pripojené do LAN cez rôzne zariadenia. Komunikácia na LAN je posielaná na router, ktorý obsahuje LAN aj WAN rozhranie. channel service unit (CSU) a data service unit (DSU) – prevádzajú signál do zrozumiteľnej podoby pre komunikačné linky, môžu byť zabudované rovno v rozhraní routra.
cisco


1


cisco

Modem – využíva sa na prevod digitálneho signálu na analógový a naopak.


ciscocisco2.1.3. WAN štandardy
WAN štandardy sú spravované množstvom úradov:


Acronym              Organization

iTU-T(wasCCnT)

lriteriiatiun.nl Telecommunication Union Telecommunicatíor Standardization Sector, formerly the Consultative Committee for Intemational Tetegraph and Telephone

ISO

Intemational Organization for Standardization

IETF

Intemet Engineering Task Foroe

EIA

Electronic Ind u strieš Association

TIA

TelecLnnmijnic:atians ln:Juslrieŕí Assodíätion

Eä^

Fyzická vrstva protokolu popisuje, ako sú poskytnuté elektrické, mechanické a funkčné pripojenia na poskytovateľa služieb. Niektoré štandardy fyzickej vrstvy:


cisco 



cisco

EIA/TIA-232 Malé

EIA/TIA-232 Female

£^^S>

X.21 Female

EIA-530 Malé

Štandard              Descríption

"

EIA/TIA-232

Allows signál speeds of up to 64 Kbps on a 25 pin D connector over short distances lt was formeriy known as R 5-232, The ITU-T
V.24- specificatirjn is eľfectively the jame

EIA/TIA-449/530

A tester (up Lo 2 Mbps) version of EIA/TIA-232. \l uses a 35 pin D conneclor and is capable of longer cable runs. There are several versions. Also known as RS-422 and RS-423.

EIA/TIA-612/613

The Higľi Speed Seriál Interface (HS5I}, which provides access to services- at up to 52 Mbps on a 60 pin D connector

V.35

Ari ITU-T štandard fof synchrofious commuinicatiaris between a network access device and a packet nelworti gt speeds up lo 48 Kbps. II uses a 34 pin rectangular conneclor.

X.21

An ITU-T štandard for synchronous digilal communicalions. II uses a 15pin D connector.


V.35 Malé
> 
V.35 Female
EIA-613HSSIMale


cisco

Linková vrstva definuje, ako sú dáta zapuzdrené pre prenos. Sú využívané rôzne technológie, ako ISDN, Frame Relay alebo Asynchronous Transfer Mode (ATM).


2.1.4. WAN zapuzdrenie
Dáta zo sieťovej vrstvy prechádzajú na linkovú vrstvu a na fyzickú vrstvu. Linková vrstva pridá dáta pre kontrolu, zapuzdruje dáta sieťovej vrstvy. Na zapuzdrenia sa využívajú rôzne štandardy, napr. HDLC. Na zabezpečenie správnej komunikácie, musí byť na oboch routroch správne nakonfigurované zapuzdrenie. HDLC poskytuje spoľahlivé doručovanie dát na nespoľahlivej linke, zabezpečuje kontrolu toku a kontrolu chýb. Rámec vždy štartuje na oboch koncoch s 8 bitovým poľom: 0111 1110. Pretože dáta by mohli obsahovať tento prefix, vkladá HDLC po každých 5 jednotkách 0 bit, tak zabezpečí, že prefix je len na koncoch rámca. Prijímací systém odstráni vkladané bity.
2


cisco
Pri WAN linkách nie je potrebné adresné pole, pretože je tu vždy spojenie bod – bod. Je však stále prítomné
a môže byť 1 -2 byty dlhé.
Kontrolné pole indikuje typ rámca, veľkosť 1 byt:

  1. nečíslovaný, nesú nastavovacie správy
  2. informačné, nesú dáta sieťovej vrstvy
  3. Supervisory (kontrolné), kontrolujú tok informačných správ a požiadavky pre preposlanie pri chybe Hlavička rámca: adresa a kontrolné pole Za hlavičkou nasledujú zapuzdrené dáta a kontrolný súčet. Protokoly pre linkovú vrstvu:

cisco
2.1.5. Paketové a okruhové prepínanie


Paketová prepínaná sieť prekonáva okruhové siete a je efektívnejšia vo WAN technológii.


cisco

Kruhová prepínaná sieť: na prepínacie operácie je využitý okruh. Pri vytočení telefónneho čísla, je číslo použité na nastavenie prepínačov v súvislom okruhu od volajúceho k volanému. Time division multiplexing (TDM): cesta medzi ústredňami je zdieľaná, je dostupná pevná kapacita pripojenia pre účastníka. Pri prenose počítačových dát je neefektívne využitie pevnej kapacity. Tento spôsob prenosu je drahý.


Paketovo prepínaná sieť: paket prechádza od ústredne k ústredni. Pri zdieľanom okruhu je nevyhnutné
označovať pakety, aby systém vedel, kam ich má doručiť. Kapacita dopravy je využitá, len keď je potrebná,
dostupná kapacita linky je zdieľaná medzi veľa používateľmi, čím sa dosahuje nižšej ceny. Pri tomto spôsobe
komunikácie vznikajú oneskorenia.
Spojenie môže byť spojito alebo bez spojito orientované. Bezspojité sú napr. internet, pri tomto spôsobe musí
prepínač určiť, či paket bude poslaný ďalej.
V spojito orientovaných systémoch je vopred určené smerovanie pre paket a každý paket potrebuje niesť len
identifikátor, vo Frame Relay je to Data Link Control Identifiers (DLCI). Prepínač sa rozhoduje na základe
identifikátora v tabuľke.
Virtual Circuit (VC) – záznamy v tabuľke len po dobu prechodu paketu cez prepínač, tabuľka je zostavená na
základe zaslania connection request cez sieť.
Switched Virtual Circuit (SVC) – výsledný okruh po zaslaní connection request.
Permanent Virtual Circuit (PVC) – trvale dostupný okruh


3


2.1.6. Voľby WAN liniek

ciscoLANs can be corinected with a long leased lirie or with shorter
leased lines to a packet switched network. The packet network        (LANs môžu byť prepojené cez dlhé, prenajaté linky
does the long haul                                 alebo cez krátke linky v paketovo prepínanej sieti.)
Kruhové prepínanie zabezpečuje fyzické prepojenie medzi odosielateľom a prijímateľom pre hlas alebo dáta. Pred komunikáciou musí zabezpečiť nastavenie prepínačov, v telefónnom systéme sa to realizuje vytočením čísla.
Trvalý okruh - odstraňuje oneskorenie spojené s vytočením linky, tieto prenajaté linky majú vyššiu rýchlosť a býva medzi prepínanými okruhmi. Príklad pre kruhové prepínanie:

  1. starý telefónny systém
  2. ISDN

Cena pri paketovom prepínaní je nižšia, než pri okruhovom, pretože linky sú zdieľané veľa užívateľmi. Oneskorenie pri paketovom je vyššie, než pri okruhovom, je to z dôvodu zdieľania linky a paket musí byť prijatý celý, pred poslaním na ďalší prepínač. Hoci je premenlivé oneskorenie, táto technológia sa používa na prenos hlasu a dokonca videa.
point-of-presence (POP) - miesto u poskytovateľa, kde sa užívateľ pripája na paketovo prepínanú sieť. Bunkovo alebo paketovo prepínané spojenie:

  1. Frame Relay
  2. X.25
  3. ATM

2.2.1. Analógové spojenie


cisco

Na prenos sa využíva analógová telefónna linka a modem, je vhodné pre malý prenos dát. Pripojenie je realizované po medenom vedení nazývané miestna slučka. Pretože lokálna slučka nie je určená na digitálnu komunikáciu, používa sa modem na prevod digitálneho signálu na analógový (modulácia). V cieľovej stanici je opäť demodulovaný na digitálny signál. Maximálna rýchlosť je 56kbps. Tarifa je odvodená od vzdialenosti medzi koncovými bodmi, hodiny a doby trvania pripojenia. Výhodou je jednoduchosť, dostupnosť a nízka cena. Nevýhodou je nízka rýchlosť a dlhé pripájanie.
2.2.2. ISDN


cisco

cisco
Lokálna slučka nesie digitálny signál, vyššia kapacita prepínaného pripojenia.


4


Integrated Services Digital Network (ISDN) – zmena lokálnej slučky na TDM pripojenie. Využíva sa 64kbps
nosný kanálový pár (B) na dáta alebo hlas a delta (D) kanál pre servisné služby.
Basic Rate Interface (BRI) ISDN – je určený pre domácnosti a malé podniky, poskytuje 2 64kbps B kanály
a jede D 16kbps kanál.
Primary Rate Interface (PRI) ISDN – 23 x 64kbps B kanálov a jeden 64kbps D servisný kanál v severnej
Amerike. Maximálna rýchlosť je 1.544 Mbps = T1.
V Európe, Austrálii a iných častiach sveta je to 30 x 64 kbps B kanálov a jeden D kanál z maximálnou
rýchlosťou do 2.048 Mbps = E1
Pri BRI nie je D kanál využitý na maximum, niektorí poskytovatelia služieb sprístupnia prenos aj na tomto
kanály, ale nižšou rýchlosťou ako X.25 na 9,6kbps.
Pri požiadavke na vyššiu rýchlosť ako 64kbps je možné využiť druhý B kanál, čím sa dosiahne rýchlosť
128kbps. Možné využitie je pre prenos video konferencií, nie je premenlivé oneskorenie.
2.2.3. Prenajaté linky


Line Type

Signál Štandard

Bit Rate Capacity

 

56

DSC

SSkbps

Bi

DSC

64kbps

T1

DS1

1 544 Mbps

E1

ZM

2 048 Mbps

E3

M3

34.064 Mbps

J1

Y1

2 048 Mbps

T3

DS3

44.736 Mbps

OC-1

SONET

51 84 Mbps

OC-3

SONET

155.54 Mbps

OC-B

SONET

406.56 Mbps

OC-12

SONET

622 0B Mbps

OC-18

SONET

833.12 Mbps

DC-24

SONET

1244.16 Mbps

OC-36

SONET

1866.24 Mbps

OC-48

SONET

2488.32 Mbps

cisco
Používa sa pri požiadavke na trvalé pripojenie do 2.5
Gbps.
Tieto linky sú spoplatnené na základe požadovanej šírky
pásma a vzdialenosti medzi dvoma prípojnými bodmi,
prenajatie linky musí byť vyvážená výhodami.
Sú vyžadované sériové porty na routroch CSU/DSU. Využívajú sa pre výstavbu WANs.
Medzi nevýhody patrí premenlivé využitie linky a má fixnú kapacitu.
Cez prenajatú linku môže byť multiplexované viacero prepojení, výsledkom je menej rozhraní.
2.2.4. X.25


cisco

Protokol pre paketovo prepínanú sieť, poskytuje nízku bitovú rýchlosť zdieľanej premenlivej kapacity maximálne do 48 kbps, ktorá môže byť trvalá alebo prepínaná. Je poskytovaný so sieťovou adresou. Prejavuje sa oneskorenie. Je cenove výhodný, spoplatňuje sa na základe množstva prenesených dát.


2.2.5. Frame Relay


cisco

Vyznačuje sa vyššou šírkou pásma a menším
oneskorením paketového prepínania. Podobný X.25
ale prenosová rýchlosť je 4 Mbps.
Nemá implementovanú detekciu chýb a kontrolu toku.
Jednoduché narábanie s rámcami redukuje
oneskorenie.
PVC pripojení vo Frame Relay je viac než SVC. Tarifa je založená na kapacite prípojných portov k sieťovému okraju. FR poskytuje trvalú strednú zdieľanú šírku pásma prepojenia, slúži na prenos hlasu aj dát. Ideálne na prepojenie podnikových LANs. Router potrebuje len samostatné rozhranie, dokonca aj pri viacerých použitých VC.


5


2.2.6 ATM


cisco

cisco

2.2.7 DSL

Service                          Download                      Upload

ADSL

94kbps-e 192Mbps

lekbps-WJkbps

3DSL

1 544 MbfS • 2.043 Mbps

1 .544 Mbps - 2.048 MbpS

HDSL

1.344 Mbps - 2.043 Mbps

1.544 Mbps - 2.048 Mbps

IDSL

144kbps

144kbps

CDSL

1 Mbps

i6kbps-iepkbps


Asynchronous Transfer Mode (ATM) – dátová rýchlosť nad 155 Mbps. Je schopná prenášať dáta a video cez privátne siete. Je založená na rámcovej architektúre. Bunky majú fixnú dĺžky 53 bitov. Ponúkajú PVC aj SVC. PCV je viac používané. Umožňuje viaceré VC na jednej prenajatej linke.


Digital Subscriber Line (DSL) – je širokopásmová technológia využívajúca na prenos existujúcou krútenou telefónnu dvojlinku. Maximálna rýchlosť do 8.192 Mbps. Využíva sa technológia viacnásobných frekvencií na jednom fyzickom médiu. Používajú sa už nainštalovaná telefónne vedenia. DSL technológie:

  1. Asymmetric DSL (ADSL)
  2. Symmetric DSL (SDSL)
  3. High Bit Rate DSL (HDSL)
  4. ISDN (like) DSL (IDSL)
  5. Consumer DSL (CDSL), prezývaná DSL-lite alebo G.lite DSL umožňuje normálne telefónne pripojenie a trvalé pripojenie do siete.

DSL Access Multiplexer (DSLAM) – multiplexuje samostatné účastnícke linky do jednej, vysokokapacitnej linky poskytovateľa.
Telefónna linka poskytuje frekvencie od 330 Hz do 3.3 KHz. Pre jeden hovor sa používa len 4KHz. DSL technológia využíva na upload (upstream) a download (downstream) zvyšné frekvencie nad 4KHz okno. Čím sa zabezpečí súčasné prenos dát aj hlasu. Najpoužívanejšie služby:

  1. ADSL, vyšší download než upload
  2. SDSL, rovnaká kapacita pre download a upload, na prenos hlasu je potrebná ďalšia linka Prenosová rýchlosť závisí na dĺžke poslednej míle a stave vedenia, maximálna dĺžka je do 5,5 km.

cisco2.2.8. Káblový modem


Sieťový prístup je dostupný v niektorých káblových
televíznych sieťach. Je tu lepšia šírka pásma, ako pri
telefónnych linkách. Káblový modem umožňuje
vysokorýchlostný prenos dát po tom istom kábli, po
ktorom je vedené káblová TV.
Je možné dosiahnuť rýchlosť do T1, potom je linka
vhodná na prenos video, audio súborov a prenos
veľkého množstva dát.
Káblový modem je schopný doručovať 30- 40 Mbps dát
na jednom 6MHz káblovom kanále. To je skoro 500x
rýchlejšie než na 56kbps modeme.


cisco

Účastník môže súčasne prijímať dáte pre TV aj PC, zabezpečuje to one-to-two splitter.
6


cisco

2.3.1. WAN komunikácia
WAN sú považované za dátové linky, ktoré pripájajú routre na oddelených LANs. Linky sa prenajímajú za od poskytovateľov, sú značne pomalšie ako 100Mbps na LAN. Koncové stanice, servery a routre komunikujú cez LAN a WAN dátové linky ukončujú lokálne smerovače. WAN technológie pracujú na spodných 3 vrstvách OSI modelu.
2.3.2. Kroky vo WAN dizajne


cisco

ciscoNávrh WAN môže byť náročný, ale systematickým návrhom môže byť dosiahnutý lepší výkon za nižšiu cenu. Väčšina sa však vyvíja priebežne v čase.
Some WAN traffic types wilh tolerance to latency and jitter, along with bandwidth requirennents
Ako prvé je treba vedieť, aké dáta budú prenášané.
V závislosti na geografickom hľadisku by sa menila topológia.


2.3.3. Ako identifikovať a vybrať sieťovú kapacitu
Dizajn WAN pozostáva:

  1. výberom rôzneho typu liniek medzi lokalitami
  2. vybrať vhodnú technológiu pre linky za akceptovateľnú cenu

cisco


Faktory vybranej schémy:

  1. viac liniek bude zvyšovať cenu sieťovej služby, ale viacnásobné cesty zvýšia spoľahlivosť
  2. pridaním viacerých zariadení na ceste sa bude zvyšovať oneskorenie a znižovať spoľahlivosť Pre siete, kde sa vyžaduje rýchla odozva a malé oneskorenie nie sú vhodné dialup služby. ATM, Frame Relay a X.25 nesú dopravu niekoľkých zákazníkov, vyskytuje sa tu oneskorenie, preto nie sú vhodné pre niektoré aplikácie, ale výhodou je cena.

2.3.4. Trojvrstvový návrhový model
Výhody pri 3-vrstvovom riešení:

  1. škálovatelnosť, sieť môže rásť bez obmedzení kontroly alebo správy, pretože funkcionalita je sústredená a problém je možné nájsť jednoduchšie
  2. jednoduchá implementácia, hierarchický dizajn priradí funkcionalitu každej vrstve

7


  1. jednoduché odstraňovanie problémov, funkcionalita každej vrstvy je dobre definovaná, izolovanie problému v sieti je menej komplikované
  2. predictability, správanie siete je použitím funkčných vrstiev je do značnej miery predpovedateľné
  3. podpora protokolov, miešanie terajších a budúcich protokolov je jednoduchšie, pretože základná infraštruktúra je logicky organizovaná

-        manažovatelnosť
Trojvrstvový hierarchický model využívajú telefónne systémy. Rozdelenie je medzi regióny, oblasti a odbory. access links alebo prístupová vrstva na WAN, pripájajú rôzne miesta v oblasti na podnikovú sieť distribution links – prepájajú dopravu medzi oblasťami, presun dát medzi regiónmi
2.3.5. Iné vrstvovo orientované modely
cisco
Veľa sietí nepotrebuje komplexnosť plnej 3-vrstvovej siete. Pri podnikoch z niekoľkými pobočkami
a minimálnymi požiadavkami na vzájomnú komunikáciu môžme zvoliť 1-vrstvový model, na prepojenie je
vhodné použiť Frame Relay.
2.3.6. Iné WAN dizajnové hľadiská
Veľa podnikových sietí je pripojených do internetu, cez ktorý je možné zrealizovať vnútropodnikové prepojenie. Každá LAN je pripojená na miestneho ISP. Bezpečnosť rôznych LAN je sporná.