Cos'è la tecnologia di connessione ethernet. Metro Ethernet - servizi per operatori di telecomunicazioni in senso "non marketing"

Quando si lavora in una rete domestica, il punto di presenza del provider si trova direttamente a casa tua o in una casa vicina. Le apparecchiature di accesso, alle quali i clienti si collegano direttamente, sono distribuite in scantinati, solai, quadri elettrici. Nella maggior parte delle case, queste strutture non sono sorvegliate o hanno una scarsa protezione contro le intrusioni, quindi il furto di apparecchiature attive (interruttori, punti di accesso) e persino di apparecchiature passive (cavi) è un problema comune. I malfattori aprono le casseforti, non disdegnano nessun trofeo. Questa circostanza ha due conseguenze. Da un lato, il costo dell'acquisto delle attrezzature, in un modo o nell'altro, è a carico dei clienti. D'altra parte, l'operatore è costretto a utilizzare attrezzature economiche e non professionali. Se, tuttavia, viene utilizzata un'attrezzatura costosa, si trova negli appartamenti di alcuni clienti. Questo approccio protegge bene dal furto di apparecchiature, ma rende impossibile l'accesso al team di riparazione, ad esempio, se il cliente è andato in vacanza o in campagna. Di conseguenza, risulta che la qualità e l'affidabilità della fornitura dei servizi ne risentono notevolmente, il tempo per la risoluzione dei problemi può variare da un giorno a diverse settimane.

Naturalmente, molto dipende dal fornitore stesso e dai suoi appaltatori. Se la rete è creata da "artigiani" (i tuoi vicini), la qualità del cablaggio può essere molto scarsa: potrebbe essere la prima rete della loro vita, e pensano che posare la rete in un edificio residenziale sia facile come avvitare in una lampadina. Tali installatori, senza alzare un sopracciglio, fanno "torsioni" sui fili che sono distruttivi per i segnali ad alta frequenza, senza rendersi conto del pericolo di scariche di fulmini, tirano linee aeree non protette, posano cavi non schermati nei vani degli ascensori, ignorando il danno da forti interferenze elettriche . Ma anche se gli installatori del tuo provider conoscono bene la loro attività, la rete che hanno realizzato non è protetta da imitazioni da parte di aziende concorrenti, che possono facilmente confondere i cavi propri con quelli di altre persone.

Pertanto, i problemi di accesso a Internet di solito hanno una causa interna. Se, in caso di malfunzionamenti dei canali esterni, il provider può intervenire tempestivamente, allora il cliente stesso deve segnalare un guasto all'interno della rete. Solo dopo aver confermato il malfunzionamento viene consegnato un vestito al team di riparazione, che potrebbe già avere diverse chiamate per quel giorno.

Le reti domestiche non sono senza speranza, ovviamente. I fornitori dilettanti senza nome vengono estromessi dai grandi operatori con uno staff di installatori esperti 24 ore su 24 supporto tecnico tramite telefono multicanale, moderno sistema di contabilità. Molti provider offrono connessioni preferenziali o gratuite a coloro che si sono già collegati a un concorrente. Pertanto, senza costi speciali, l'utente può lavorare su più reti una per una, confrontare la qualità dei servizi e "votare con un portafoglio". Grazie alla concorrenza, solo i migliori provider sopravvivono e l'accesso a Internet tramite una rete domestica rimane uno dei modi più economici e convenienti per connettersi.

Il vantaggio principale delle reti domestiche è l'elevata velocità di scambio di informazioni con i computer vicini. Solitamente lo scambio all'interno della rete non è soggetto a tariffazione. Ciò consente di ricevere decine di gigabyte di informazioni a un costo minimo (di solito con un metodo pirata): ad esempio, un video di alta qualità può essere scaricato in soli due o tre minuti. Nelle reti domestiche, migliaia di file server archiviano quasi l'intero archivio del cinema mondiale e dell'industria musicale, programmi informatici violati e libri elettronici... I fan dei giochi multiplayer hanno l'opportunità di organizzare battaglie in rete con i loro vicini, senza avvertire il minimo ritardo nelle azioni del loro personaggio.

Il secondo problema legale con molte reti domestiche, dopo la violazione del copyright, è la violazione della legge sulle comunicazioni, ovvero l'esistenza di reti domestiche correttamente prive di licenza. Chiedi al tuo provider la licenza per la rete specifica di casa tua, se non vuoi sorprese in futuro: la rete illegale può essere disattivata in qualsiasi momento e nessuno restituirà il costo della connessione e il canone di abbonamento prepagato a tu.

Nonostante il fatto che la connessione attraverso la rete domestica appartenga alla classe delle connessioni "permanenti", cioè non richiedono la composizione, può essere richiesta l'inizializzazione di una sessione di comunicazione sicura per entrare nella rete, simile all'instaurazione di un regolare connessione modem. Lo stesso vale per la velocità di lavoro con Internet: nonostante il fatto che canale la velocità può raggiungere i 100 Mbit/s, oltre il massimo rete locale molto probabilmente, ci sarà una limitazione forzata in base alla tariffa selezionata.

Ethernet

Tecnologia Ethernet("Comunicazione di rete via etere") è stato sviluppato per creare reti di uffici ad alta velocità. Ora, a causa della riduzione dei costi, le tecnologie per ufficio sono diventate disponibili per gli utenti domestici come il mezzo più economico e affidabile per organizzare una rete domestica e persino una rete interna.

Dal punto di presenza del provider, i cavi corrono in tutta la casa. La diramazione viene fornita tramite hub o switch. concentratori sono i ripetitori di segnale elettrico più semplici che uniscono i segnali di più computer in un unico mucchio. Allo stesso tempo, solo un computer alla volta può trasmettere dati (Fig. 1a).

Riso. 1. Trasmissione simultanea in rete con hub e switch

Se ci sono molti computer in una rete di questo tipo, il tasso di cambio tra loro sarà lontano dal valore nominale. Vice versa, interruttori delimitare i segnali computer diversi consentendo a più computer di inviare e ricevere dati contemporaneamente (Figura 1b). Inoltre, gli switch eliminano il vincolo sulla distanza massima dal punto di presenza del provider. Ora hub economici e switch economici hanno quasi lo stesso prezzo, quindi l'uso di hub può essere considerato un segno di eccessiva avarizia e l'avaro, come sai, paga il doppio.

Dal punto di accesso all'appartamento, il cavo viene tirato dagli installatori. Nell'appartamento - tu stesso o gli stessi installatori, ma a un costo aggiuntivo. È necessario calcolare in anticipo quanto tempo è necessario per il cavo in modo che possa raggiungere il computer anche dopo un piccolo riassetto. La lunghezza totale del cavo non deve superare i 100 metri.

Le prime reti domestiche sono state realizzate sulla base della tecnologia a 10 Mbps (standard IEEE 802.3, 802.3i e 802.3a). Ora lo standard più diffuso è 100 Mbit/s, è anche Fast Ethernet o 100Base-TX (IEEE 802.3u), retrocompatibile con quello vecchio. Questa velocità del canale fornisce una velocità di trasferimento dei file all'interno della rete a livello di 5-10 MB / s; con una maggiore attività di rete, la velocità di trasmissione potrebbe diminuire. Le moderne tecnologie, ad esempio IEEE 802.3ab, consentono di ricevere fino a 1000 Mbit / s su un normale cavo, utilizzando le sue linee di segnale in modo più efficiente. Tuttavia, l'uso di tali apparecchiature sulla scala di una rete domestica è inefficace, poiché è notevolmente più costoso e c'è ancora poco bisogno di velocità ultraelevate.

Per connettersi, è sufficiente un controller di rete convenzionale, che è integrato nella maggior parte computer moderni... Se non lo possiedi, puoi acquistare una scheda PCI (Fig. 2), a partire da 100 rubli, ma non aspettarti di raggiungere la velocità di 100 Mbit/s su questo prodotto: è come un "modem win" , ovvero un minimo di hardware e un carico massimo sul processore centrale. I dispositivi più o meno di alta qualità partono da $ 15.

Riso. 2. Adattatori Ethernet per bus PCI e Cardbus

Le reti Ethernet spesso soffrono della mancanza di meccanismi di autenticazione dell'utente. In altri tipi di reti, dove è facile effettuare connessioni non autorizzate, si pensa alla sicurezza anche nella fase di progettazione degli standard. E poiché Ethernet è stato progettato per applicazioni da ufficio che sono di facile utilizzo e richiedono l'accesso fisico al cavo per la connessione, non viene fornita alcuna sicurezza integrata. Il problema viene risolto utilizzando la crittografia parziale o totale tra l'utente e il gateway Internet (vedi). I piccoli fornitori e i fornitori dilettanti risparmiano sull'implementazione di una protezione completa e utilizzano prodotti fatti in casa alternativi o non controllano affatto la loro rete, ovvero qualsiasi vicino in una rete di questo tipo può pompare file per cento o due dollari per tuo conto.

Wifi

Le reti wireless, in particolare Wi-Fi (Wireless Fidelity), hanno un netto vantaggio: non sono necessari cavi nel tuo appartamento. Il computer può spostarsi facilmente da un luogo all'altro, il che è particolarmente prezioso se si tratta di un laptop o di un PDA. Allo stesso tempo, i cavi trunk del provider possono ancora essere cablati in casa, ma in quantità molto inferiori. Al posto degli switch vengono utilizzati punti di accesso wireless (Figura 3).

Riso. 3. Struttura della rete wireless

L'apparecchiatura più comune è conforme agli standard IEEE 802.11be 802.11g. Entrambi gli standard operano nella banda di frequenza a 2,4 GHz, consentendo una scelta dei canali di frequenza più favorevoli da diversi canali di frequenza. I segnali radio vengono catturati costantemente a una distanza fino a 400 m con una linea di vista all'esterno e fino a 100 m all'interno di un edificio. Per quanto riguarda i radiotelefoni, le pareti in cemento armato non sono per loro un ostacolo impenetrabile, ma qualsiasi ostacolo superato dal segnale ne riduce la forza: eventuali pareti, porte, frigoriferi e lavatrici, forni a microonde posti tra trasmettitore e ricevitore non interferiscono, ma indebolire il segnale (Fig. 4). Antenne aggiuntive possono migliorare la qualità del segnale se l'attrezzatura ne consente il collegamento. E se il segnale è più debole, se il rapporto segnale-rumore è inferiore, la velocità è inferiore.

Riso. 4. Attenuazione del segnale con la distanza

La velocità è uno dei debolezze connessione wireless rispetto a Ethernet. Un punto di accesso wireless è lo stesso hub, solo con un'antenna al posto dei cavi; anche la velocità è condivisa tra tutti i client. Inoltre, a differenza di Ethernet, dichiarato la velocità (11 Mbps per 802.11be 54 Mbps per 802.11g) è praticamente irraggiungibile anche quando c'è un solo client. Innanzitutto, questa velocità dichiarata è il massimo teorico dato l'algoritmo di compressione utilizzato e i file di grandi dimensioni di solito sono già compressi. In secondo luogo, come accennato in precedenza, la velocità diminuisce con la distanza: probabilmente almeno 15 m dal punto di accesso al computer ea due o tre pareti. Pertanto, la velocità reale dovrebbe essere prevista nella regione del 35% di quella dichiarata, ma può essere del 10% o del 60%. Questo vale anche per le allettanti promesse di 108 Mbps: velocità reale non supererà i 50 Mbit/s, e quindi solo se vengono utilizzate apparecchiature di un produttore. In altre parole, connessione senza fili dovrebbe essere usato solo se non hai intenzione di scambiare file di grandi dimensioni e giocare con i vicini.

Per funzionare in modalità wireless, è necessario un controller di rete dello standard appropriato (802.11b / g). Ora hanno cominciato a essere incorporati nei propri cari schede madri desktop e laptop. Separatamente, è possibile acquistare una scheda di rete wireless per slot PCI o PC Card a partire da $ 30. adattatori esterni con un'interfaccia USB, compresi i dongle USB (Fig. 5).

Riso. 5. Adattatori Wi-Fi per bus Cardbus, USB e PCI

Riso. 6. Rilevatore portatile Reti Wi-Fi, telefoni cordless, videocamere e altri radiotrasmettitori domestici

Il problema centrale reti wireless- sicurezza. Senza adeguate misure di sicurezza, il tuo traffico può essere intercettato da quasi chiunque. Per questo non deve entrare nel tuo appartamento o installare bug: può essere una persona poco appariscente con il computer portatile, che si trova su una panchina nel cortile, o il figlio di un vicino - un aspirante hacker. All'alba della diffusione dei radiotelefoni chiamavano all'estero collegandosi al telefono di qualcun altro. Gli scanner per la ricerca delle reti radio possono ora essere acquistati per soli $ 50 (Figura 6) e non è così facile rilevare e dimostrare la colpevolezza di un aggressore.

Lo standard di sicurezza crittografica di base WEP (Wired Equivalent Protection) è stato nel tempo riconosciuto come non sufficientemente affidabile, pertanto si consiglia di acquistare dispositivi che supportino lo standard WPA (Wireless Protected Access), già sviluppato come WPA2 (standard IEEE 802.11i) . I dispositivi di alcuni produttori consentono il supporto per nuovi standard tramite un semplice aggiornamento del firmware, mentre altri dispositivi non sono disponibili per gli aggiornamenti e sarà necessario acquistare nuovo hardware per supportare le nuove tecnologie.

I metodi di sicurezza come WEP e WPA crittografano i dati solo quando vengono trasmessi tra dispositivi wireless, tra la scheda di rete e il punto di accesso. Queste tecnologie non si applicano a tutte le altre rotte di dati.

HomePlug

Come mezzo di trasmissione, viene utilizzata la rete elettrica domestica più comune con una tensione di 220 volt (in inglese, spina - "spina"). Il computer, infatti, riceve alimentazione e si connette a Internet tramite la stessa presa. Nessun cavo aggiuntivo richiesto. Poiché l'intera infrastruttura di rete è già presente, il lavoro richiesto per la connessione è minimo.

Per la trasmissione delle informazioni, viene utilizzata la gamma di frequenza di 4,3-20,9 MHz. Poiché la rete elettrica è adattata per frequenze dell'ordine di 50 Hz, i segnali ad alte frequenze decadono rapidamente con la distanza. Non veloce come con trasmissione senza fili ma il segnale wireless viaggia lungo il percorso più breve e il cablaggio può avere una struttura elaborata. In condizioni ideali, i segnali HomePlug hanno una potenza ottimale a distanze fino a 100 m, la lunghezza massima è di 300 m. Nel mondo reale, la comunicazione è limitata da forti interferenze da vari apparecchi elettrici: stufe elettriche, lavatrici, asciugacapelli. Per adattarsi alle condizioni esistenti, la gamma di frequenza è suddivisa in 84 canali, ognuno dei quali può essere disattivato se rileva interferenze o una scarsa trasmissione del segnale.

Tutti i dispositivi nel percorso del segnale - prolunghe, interruttori automatici e fusibili - degradano la qualità del segnale. I segnali ad alta frequenza passano male attraverso i trasformatori (compresi quelli nei gruppi di continuità), i limitatori di sovratensione e i contatori di elettricità. A volte sono necessari connettori di bypass speciali per superare queste barriere. Ogni dispositivo HomePlug è protetto contro i fulmini: se si verifica una sovratensione, può andare in corto circuito all'interno, ma il tuo computer rimarrà illeso. La tensione di rete non è necessaria per la comunicazione, ma potrebbe essere necessaria per alimentare gli stessi dispositivi HomePlug.

Lo standard HomePlug 1.0 dichiara il supporto per velocità di trasferimento fino a 14 Mbps. Secondo i risultati del sondaggio, in condizioni reali l'80% degli utenti ha ricevuto 5-6 Mbit/s e oltre, nel 98% dei casi la velocità è stata di almeno 1,0-1,5 Mbit/s. Come per l'accesso wireless, il mezzo di trasmissione è comune a tutti gli utenti, il che significa che anche la velocità è condivisa tra tutti i computer attivi. Pertanto, la rete dovrebbe essere utilizzata solo per l'accesso a Internet, altrimenti, a causa dello scambio interno, diventerà impossibile ottenere l'alta velocità sul canale Internet. L'estensione HomePlug 1.0 dovrebbe essere nuovo standard HomePlug AV, in grado di raggiungere velocità fino a 200 Mbps, sufficienti per applicazioni multimediali impegnative. Esistono versioni alternative dello standard sviluppate e promosse dai singoli produttori: ad esempio, apparecchiature per velocità di 85 Mbps. Ma tale hardware ha una compatibilità limitata e tutti i dispositivi devono essere della stessa marca.

Esistono diversi tipi di dispositivi HomePlug, che differiscono per il tipo di interfaccia del computer e la modalità di funzionamento. Può essere un normale adattatore USB (Fig. 7) o una PC Card. La loro modalità di funzionamento è chiamata "nodo". Tali dispositivi richiedono l'installazione di driver aggiuntivi sul computer; sfortunatamente, spesso sono supportate solo alcune versioni di Windows. I dispositivi con un'interfaccia di rete Ethernet convenzionale possono anche funzionare in modalità bridge, fornendo un ponte tra la rete Ethernet e la rete HomePlug. Tutti i dispositivi Ethernet esistenti sono compatibili con questa modalità: schede di rete, switch, stampanti di rete. Di conseguenza, non sono necessari driver aggiuntivi. Modelli livello base costa circa $ 70

Riso. 7. Adattatori HomePlug con Interfacce Ethernet e USB

La tecnologia HomePlug ha un limite al numero di dispositivi simultanei. Non possono essercene più di 16 nella modalità "nodo" e non più di due nella modalità "ponte". Se aggiungi altri dispositivi, semplicemente non verranno rilevati. Ciò restringe notevolmente il campo di applicazione dei "ponti" in particolare, e della tecnologia HomePlug in generale, poiché non è possibile collegare più di quindici utenti utilizzando un segmento di cablaggio.

La minaccia dell'intercettazione dei dati sulle reti HomePlug è reale quanto sulle reti Wi-Fi. La crittografia utilizzata costantemente in HomePlug 1.0 è più resistente agli attacchi crittografici di standard wireless WEP, ma meno sicuro di WPA. Versioni alternative di HomePlug potrebbero avere meccanismi di sicurezza migliorati.

HomePNA

Questo tipo di connessione ha preso il nome in onore degli sviluppatori: Home Phone Line Networking Alliance. Come nel caso di HomePlug, viene utilizzato il cablaggio esistente, non solo elettrico, ma telefonico. A differenza della famiglia di tecnologie DSL, l'attrezzatura del provider si trova direttamente a casa tua e non alla centrale telefonica (dove l'affitto dello spazio è costoso e non consentito da tutti i provider).

La gamma di frequenza utilizzata 5,5-9,5 MHz non si sovrappone né alle normali comunicazioni telefoniche e fax, né al digitale (ISDN), né ad altri segnali (ad esempio con specie esistenti DSL). Pertanto, HomePNA non influisce sul telefono o sulla connessione DSL. Inoltre, per far funzionare HomePNA, una linea telefonica non deve nemmeno essere collegata a una centrale telefonica; tuttavia, se la linea contiene filtri di frequenza, la comunicazione sarà impossibile o molto difficile. La qualità del segnale può anche essere influenzata dalla qualità del cablaggio dei cavi e dall'installazione delle prese telefoniche.

In sostanza, HomePNA è la stessa Ethernet. Differiscono solo nei parametri fisici dei segnali (primo livello). Pertanto, la tecnologia HomePNA è adatta per il networking non solo nelle case ma anche negli uffici; Per non spaventare i clienti aziendali con la parola "Home", i provider si riferiscono spesso a HomePNA come "HPNA".

La specifica HomePNA 1.0 (standard ITU-T G.989.1) consente la connessione simultanea di un massimo di 25 dispositivi in ​​un segmento di rete - su una linea telefonica o utilizzando un hub speciale. In questo caso, la lunghezza della rete non deve superare i 150 m (che corrispondono approssimativamente a un'area di 1000 m²) in modalità normale o 500 m con amplificazione del segnale al concentratore. La velocità di 1 Mbps è condivisa tra tutti gli utenti collegati allo stesso segmento; realisticamente è possibile raggiungere velocità di trasmissione fino a 950 kbps. Ci sono anche interruttori che ti permettono di combinare più segmenti. Quindi il numero di utenti può essere misurato in migliaia e ogni segmento avrà la propria risorsa di velocità.

Nella versione 2.0, lo standard HomePNA è stato seriamente rivisto per fornire velocità fino a 10 Mbit/se distanze fino a 350 m., riduzione significativa della velocità. Il numero di dispositivi nella rete è stato aumentato a 32. L'uso di switch è quasi impossibile a causa dell'interferenza tra i cavi alle alte frequenze, quindi l'unica topologia di rete possibile è pneumatico(tutti i dispositivi sono collegati a un cavo lungo e condividono la velocità tra loro).

L'ultima versione di HomePNA 3.0 offre velocità fino a 128 Mbps e, in alcuni dispositivi, anche fino a 240 Mbps, utilizzando selettivamente la gamma di frequenza 2-30 MHz. Il numero massimo di utenti è stato aumentato a 50, ma man mano che il loro numero cresce, il tasso di cambio reale diminuisce.

Gli adattatori USB HomePNA e le schede PCI partono da $ 80 (Figura 8).

Riso. 8. Adattatori combinati HomePNA + Ethernet

Poiché HomePNA è un tipo di Ethernet, la tecnologia non fornisce una protezione dei dati crittografici integrata. Per un lavoro sicuro è necessario utilizzare mezzi speciali.

Al vaglio una proposta per lo sviluppo di una rete di operatori

comunicazione basata su lungimiranza Tecnologie metropolitane Ethernet.

Vengono analizzati tre modelli di connessione di base

basato su connessioni Ethernet virtuali (EVC) -

Punto-punto (E-Line), multipunto-multipunto (E-LAN),

Root-multipoint (E-Tree), così come esempi di essi

applicazione pratica per la risoluzione dei problemi degli operatori di telecomunicazioni.

NS L'onnipresente sviluppo di applicazioni basate su IP incoraggia continuamente gli utenti a trovare connessioni convenienti e ad alta velocità. Accesso cablato a banda larga a Internet utilizzando tecnologie o rete xDSL comunicazioni mobili la terza generazione ne è una chiara conferma. Ma sia nel caso dell'xDSL che nel caso del 3G, può essere soddisfatta una sola esigenza: l'accesso a Internet a banda larga per i singoli utenti, e con l'erogazione di servizi senza garanzie di qualità. Un'altra notevole limitazione delle soluzioni di accesso a banda larga applicate è una significativa limitazione della larghezza di banda dovuta alle capacità fisiche dell'"ultimo miglio".

Considerando lo sviluppo della rete dell'operatore da un punto di vista evolutivo, il focus sui servizi organizzati tramite Ethernet è previsto e del tutto naturale.

Ethernet come tecnologia, nata per essere utilizzata nelle reti locali, ha subito notevoli cambiamenti nel corso della sua evoluzione. È importante che attualmente l'operatore di telecomunicazioni, avendo implementato i servizi Ethernet di base nella rete, conservi al massimo gli scenari e gli algoritmi esistenti per l'interazione dei suoi elementi di rete e i relativi processi di gestione e tariffazione dei servizi.

Un ulteriore, ma molto importante vantaggio dell'approccio proposto è nuove opportunità che si aprono all'operatore in caso di utilizzo della SDP (Service Delivery Platform) esistente per organizzare servizi sulla base di alcune configurazioni di base della rete Ethernet. Innanzitutto, è la capacità di gestire in modo flessibile e centralizzato i parametri chiave nei profili utente. In secondo luogo, modificare i design dei servizi senza il coinvolgimento degli sviluppatori SDP. In terzo luogo, il supporto per molte diverse configurazioni del servizio a seconda dei parametri chiave delle prestazioni.

Definizione di servizi

Modello base di servizi di carrier Ethernet Rete Ethernet metropolitana (MEN ), mostrato Riso. 1. Customer Equipment (CE), connesso alla rete tramite un cliente interfaccia di rete(Unified Network Interface, UNI) utilizzando interfacce Ethernet standard da 100 Mbps e 1 Gbps.

Uno degli attributi chiave dei servizi Ethernet è virtuale Connessione Ethernet (Connessione virtuale Ethernet, EVC). Metro Ethernet Forum (MEF ) ha definito EVC come “l'unione di due o più UNI”, dove UNI è l'interfaccia Ethernet standard che definisce il punto di demarcazione tra l'apparecchiatura utente dell'operatore MEN.

Una delle qualità chiave della E-Line è la capacità

Organizzazione di collegamenti EVC punto-punto tra UNI,

simile al relè del telaio in PVC.

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EVC ha due funzioni:

1. Collega due o più siti utente al fine di garantire il trasferimento di frame Ethernet (frame) tra di essi;

2. Impedisce il trasferimento di dati tra siti utente che non fanno parte dello stesso EVC. Ciò consente la riservatezza e la sicurezza dei dati trasmessi, simile alla connessione virtuale permanente (PVC) nelle reti Frame Relay o ATM.

Consideriamo tre opzioni principali per costruire una rete Ethernet:

1. Linea Ethernet (E-Line) - Punto a punto;

2. Ethernet - LAN (E - LAN) - “Multipunto-multipunto”;

3. Albero Ethernet (E-Tree) - Radice multipunto.

Collegamento punto-punto (E-Line)

E-Line è una connessione Ethernet virtuale punto-punto tra due UNI, come mostrato in Riso. 2. Nella sua implementazione più semplice, questo tipo di connessione può fornire velocità di dati simmetriche in entrambe le direzioni senza alcuna garanzia di prestazioni.

La connessione E-Line può fornire una connessione punto-punto tra UNI, simile al servizio di linea privata TDM. Poiché si tratta di una connessione a due UNI che fornisce la piena trasparenza della trasmissione dei frame, le intestazioni dei frame e i payload sono completamente identificati sia per le UNI di origine che per quelle di destinazione. Questo tipo di connessione consente di ridurre al minimo il ritardo, il jitter e la perdita di frame.

Pertanto, i servizi forniti da E-Line sono per molti versi simili a quelli di Frame Relay o di linee affittate. Tuttavia, in termini di numero di opzioni di connessione e portata velocità possibili Le reti Ethernet sono di gran lunga superiori a Frame Relay.

Una delle caratteristiche di E-Line è la capacità di organizzare flussi multiplexing. Sopra Riso. 3 mostra un esempio di configurazione UNI con due EVC multiplexati.

La prima connessione virtuale EVC1 viene utilizzata per scambiare traffico voce e dati applicativi. È noto che il traffico VoIP e il traffico dati VPN richiedono una qualità del servizio diversa. Pertanto, all'interno di un EVC, utilizzando gli attributi di servizio, vengono stabiliti diversi livelli di servizio: per il traffico VoIP è CoS 6 (qualità massima), per il traffico dati VPN è CoS 2 (qualità prossima al minimo). Oltre alle classi di servizio per VoIP e traffico dati, vengono impostati anche diversi valori della larghezza di banda garantita: per VoIP - 1 Mbps, per traffico dati - 6 Mbps.

Il secondo canale EVC2 è progettato per connettere il sito dell'utente con il punto di accesso (POP) dell'operatore di servizi Internet. Per questo, i parametri di qualità garantiti di EVC non sono configurati e se non vengono trasmessi altri tipi di traffico, il traffico Internet occuperà l'intera larghezza del canale (10 Mbit / s). Ma con l'avvento del download in EVC1, la velocità nel canale EVC2 diminuirà.

Connessione multipunto-multipunto ( E - LAN)

Connessione Ethernet E - LAN fornisce connettività multipunto. I dati utente inviati da un singolo UNI possono essere ricevuti da uno o più UNI collegati ad una connessione virtuale multipunto. Quando viene aggiunto un nuovo sito, si connette allo stesso EVC multipunto, semplificando la configurazione dell'hardware e l'attivazione dei servizi. Dal punto di vista dell'utente, E-LAN ​​si presenta effettivamente come una rete Ethernet locale (LAN) ( Riso. 4).

La connessione E-LAN ​​può essere utilizzata per fornire una vasta gamma di servizi. Nel caso più semplice si tratta di una trasmissione dati con le massime prestazioni possibili, ma senza garanzie di qualità. In una versione più complessa, E-LAN ​​consente di impostare i parametri della qualità del servizio.

Questa connessione consente anche di supportare il multiplexing di uno o più EVC in un unico UNI. Ad esempio, su uno degli UNI è possibile configurare contemporaneamente sia i servizi E-LAN ​​che E-Line. In questo caso, utilizzando il multiplexing su una UNI, il servizio E-LAN ​​può essere utilizzato per connettere i siti dell'utente e E-Line - per connettersi a Internet.

Differenza tra connessione E-LAN ​​e topologia di rete tipica Il mozzo e il raggio Frame Relay sono evidenti. Relè telaio PVC sono connessioni punto-punto e i servizi multipunto sono organizzati su più PVC punto-punto.

Connessione E-Tree

Il tipo di connessione E-Tree è una connessione Ethernet da root a multipunto virtuale tra più UNI ( Riso. 5).

Nell'implementazione più semplice, questa è una radice (radice UNI) e molte cosiddette foglie (UNI-foglia) - per analogia con la struttura di un albero. Ogni anta UNI può comunicare solo con la radice UNI. Un frame (frame) Ethernet di servizio inviato da un'anta UNI ad un'altra anta UNI non verrà consegnato. Questo tipo di connessione può essere utilizzato per implementare servizi di accesso a Internet di massa o video over IP. Ciò può applicare uno o più tipi di classe di servizio (CoS).

In un'implementazione più complessa, un E-Tree può avere due o più radici (UNI radice). In questo scenario, ogni foglia può scambiare dati solo con una radice, ma le radici possono scambiare dati tra loro. Questo schema implementa l'accesso root ridondante per affidabilità e flessibilità.

Il multiplexing può essere utilizzato anche per la connessione E-Tree (più EVC in un UNI). Ad esempio, nulla impedisce su un UNI di combinare un EVC root-to-multipoint con un EVC point-to-point. In questo scenario, è possibile utilizzare un EVC root-to-multipoint per servire traffico di applicazioni specifiche fornendo accesso a risorse riservate (root differenti) e un EVC point-to-point separato può essere utilizzato per comunicare tra i siti utente.

Pratica nell'uso delle connessioni Ethernet

Consideriamo le caratteristiche dei più diffusi servizi Ethernet richiesti dagli operatori di telecomunicazioni.

Accesso Internet dedicato. Poiché gli utenti sono interessati a una connessione Internet ad alta velocità, il servizio punto-punto EVC collega idealmente il sito dell'utente al punto di presenza (POP) più vicino dell'operatore Internet (ISP).

Nello scenario più semplice, il sito di un utente potrebbe utilizzare frame di servizio senza tag. Per connettersi a due o più operatori, l'utente può utilizzare il Boarder Gateway Protocol (BGP). In questo caso, deve utilizzare una E-Line separata per ciascun ISP.

Si consiglia all'operatore di utilizzare il multiplexing dei servizi utente su un UNI Ethernet ad alta velocità. Ad esempio, come mostrato in fig. 5, l'operatore può avere una connessione UNI 1 Gbps (UNI 3), e gli utenti possono avere UNI 1 e UNI 2 a 100 Mbps ciascuno. In questo esempio, il multiplexing del servizio viene utilizzato solo dal lato dell'operatore, poiché gli utenti dispongono di una connessione Ethernet dedicata al punto di presenza dell'operatore Internet.

Estensione LAN.Immagina che ci sia un consumatore con molti siti in un'area metropolitana che desidera collegarli insieme ad alta velocità, in modo che questi siti assomiglino a una LAN con prestazioni equivalenti a una LAN per ufficio, fornendo accesso ai server e ai data warehouse dell'azienda .

Questo è l'esempio più comune di un servizio di estensione LAN che connette utenti LAN senza alcun instradamento intermedio tra diverse UNI (siti). In alcuni casi, questo è più semplice ed economico del routing, ma possono sorgere problemi di scalabilità per reti molto grandi.

Il servizio di Espansione LAN presuppone una connessione switch-to-switch, e ciò richiede una maggiore trasparenza da parte della rete dell'operatore rispetto al servizio di Accesso Internet Dedicato. Ad esempio, un utente potrebbe voler utilizzare il protocollo STP (Spanning Tree Protocol) su siti connessi richiedendo all'operatore di supportare i tunnel BPDU (Bridge Packet Data Unit). Se la rete dell'utente utilizza VLAN che separano il traffico da diversi reparti, l'utente dovrà anche eseguire il rendering delle VLAN su più siti, richiedendo il supporto per la migrazione di tag CE-VLAN personalizzati su connessioni MEN.

Un esempio di implementazione del servizio di Espansione LAN con la partecipazione di quattro siti collegati tramite il MEN è mostrato in Fig. 4. Tre VLAN utente separate sono presenti solo in alcuni, ma non in tutti, i siti. Questo esempio dimostra la funzione di base dei servizi di instradamento del traffico tra i siti. Ogni interfaccia deve supportare la memorizzazione dell'ID CE-VLAN e del CE-VLAN CoS, in altre parole, il tag VLAN personalizzato e il bit 802.1p non devono essere mappati su MEN. In questo caso, il MEN si presenta come un singolo segmento Ethernet in cui ogni sito può essere membro di qualsiasi VLAN. Il vantaggio di questo approccio è che l'utente può configurare CE-VLAN su tutti e quattro i siti senza alcun coordinamento o interazione dell'operatore.

Intranet/extranet VPN L2. I servizi Ethernet possono essere una buona opzione per connessioni intranet instradate tra siti remoti e connessioni extranet per fornitori, clienti e altri partner commerciali dell'organizzazione dell'utente.

Emissioni televisive (Video Broadcast). Sulla base delle connessioni E-Tree, è possibile organizzare la trasmissione televisiva: la trasmissione di segnali video da una sorgente a una moltitudine di consumatori. In questo scenario, dal sito in cui si trova la testata video, attraverso l'UNI, che è la radice, vengono organizzati molti EVC all'UNI degli utenti (foglie). La connessione può supportare più canali di trasmissione che forniscono dati dalla radice alla foglia, in altre parole, dalla testata video agli utenti, in una direzione. Uno scenario come questo ha gli stessi vantaggi di scalabilità di una connessione E-Line.

L'utente può anche ricevere determinati canali a cui è iscritto. La segnalazione, responsabile dell'identificazione di questi canali per ogni singolo utente, è implementata tramite un protocollo multicast standard, ad esempio IGMP v3.

Nel caso in cui sia necessaria la ridondanza, è possibile utilizzare due UNI root, la cui interazione avviene tramite protocolli di ridondanza, che hanno il compito di garantire che i dati vengano trasferiti da una sola radice attraverso l'EVC agli utenti.

Metro Ethernet come base per i servizi degli operatori di telecomunicazioni

Utilizzando le connessioni Metro Ethernet come base per i servizi dell'operatore, una serie significativa di applicazioni esistenti può essere supportata in modo più semplice, efficiente ed economico rispetto ad altre funzionalità e standard di rete.

Utilizzando una tipica interfaccia Ethernet, l'utente può stabilire una connessione Ethernet virtuale dedicata sicura sulla rete metropolitana o sulla WAN, aggregare i propri siti, connettere partner commerciali, fornitori o clienti e fornire una connessione Internet.

Inoltre, molti servizi basati su connessioni Metro Ethernet hanno una flessibilità unica nella gestione della larghezza di banda garantita. Ciò consente all'utente di non pensare a come aumentare la larghezza di banda tra i suoi siti se le applicazioni lo richiedono.

La chiave per lo sviluppo presente e futuro dei servizi basati su Metro Ethernet è la loro semplicità, relativa economicità e disponibilità, a condizione che l'operatore implementi una soluzione architetturale appropriata.

Basato su materiali di Priokom

preparatoVladimir SKLYAR,

Un po' di cavi

Qualsiasi rete cablata inizia con cavi ed Ethernet non è diverso. Pertanto, la considerazione della connessione alle reti Ethernet dovrebbe iniziare con i cavi.

Il cavo coassiale è stato originariamente utilizzato come cavo nelle reti Ethernet in due varianti: "sottile" e "spesso". La sua struttura ricorda in qualche modo un cavo di un'antenna televisiva. La distanza massima era di 185 M (per "sottile") e 500 M (per "spesso"). Velocità massima- 10 Mbps in modalità half duplex. Ora il doppino ha sostituito il cavo coassiale. Fornisce velocità da 10 Mbps a 1000 Mbps. Un importante vantaggio è considerato il supporto per la modalità full-duplex, quando i dati possono essere trasmessi in due direzioni contemporaneamente. In questo caso, il problema delle collisioni scompare.

Nello stesso materiale verranno prese in considerazione solo le connessioni a doppino intrecciato. Consiste in una guaina e quattro coppie di fili, che sono attorcigliati in un certo modo. Il passo di torsione è diverso per ogni coppia. Questo viene fatto per ridurre al minimo l'attenuazione del segnale nel cavo. La distanza massima è di 100 M (anche se in pratica è maggiore)

Esistono diverse categorie di tali cavi: CAT-3 (ora quasi non utilizzato), CAT-5, CAT-5E (con supporto per velocità di 1000 Mbit / s), CAT-6, ecc. Le differenze si riducono principalmente alla larghezza di banda massima. I cavi più comuni ed economici sono CAT-5E.

Il connettore per il collegamento alle reti Ethernet si chiama RJ-45, ricorda in qualche modo un connettore per il collegamento di telefoni. Quello si chiama RJ-11

Esistono 3 tipi di cavi:

- STP(cavo schermato, ciascuna delle 4 coppie ha la propria schermatura in lamina + tutte e 4 le coppie sono avvolte in una pellicola)

- ScTP(cavo schermato, tutte e 4 le coppie sono avvolte in un foglio). Sembra qualcosa del genere:

- UTP(non schermato). Questo cavo assomiglia a questo:

Nota: l'uso di cavi schermati è appropriato solo quando la schermatura del cavo è collegata a terra. Se non è collegato a terra, l'effetto dello schermo tende a zero!

La tecnologia Ethernet ha due tipi principali di cavi:

Diretto (utilizzato per collegare un laptop/PC a switch (switch), hub (hub), router a switch e hub)

Crossover (utilizzato per collegare laptop/PC a laptop/PC, laptop/PC a router, router a router, switch a switch o hub)

Questi cavi differiscono nel modo in cui sono collegati al connettore. Consideriamo questo problema in modo più dettagliato:

Ci sono due layout principali dei conduttori in un connettore: TIA / EIA 568A e 568B... Il cavo ha 4 coppie di colori diversi: arancione, verde, blu e marrone.

Ecco la disposizione dei conduttori nel connettore per lo standard 568A:

Ed ecco lo schema per 568B:

Ecco come appaiono i cavi già con i connettori. Sinistra 568A, e sulla destra 568B:

Quindi è così. Se a un'estremità del cavo i conduttori sono disposti in uno schema e all'altra estremità lungo l'altro, questo sarà un cavo incrociato, che viene utilizzato principalmente per collegare un laptop / PC a un laptop o PC. In altre parole, se a un'estremità del cavo i conduttori si trovano secondo lo standard 568A e dall'altro - secondo lo standard 568V, allora questo sarà un crossover.

Se, su entrambe le estremità, i conduttori sono posizionati allo stesso modo - secondo lo schema 568A o secondo lo schema 568B, allora questo sarà un cavo dritto, che viene utilizzato principalmente per collegare un laptop / PC agli interruttori (interruttori)

Cavo di crimpatura

Nota: la "crimpatura del cavo" è un processo quando i connettori sono collegati alle estremità del cavo per il collegamento alla scheda di rete

Il cavo può essere crimpato in alcuni negozi di computer per una piccola tassa. In genere, i cavi possono essere crimpati dove vengono venduti. Devi solo chiarire quale cavo ti serve: "diritto" o "incrociato". Qual è la differenza tra loro descritti sopra

Descriverò il processo di crimpatura del cavo. Per questo abbiamo bisogno di:

Il cavo stesso (0,1-0,3 $ / metro. Acquistiamo con un margine)

Connettori RJ-45(venduto per circa $ 0,05-0,15 / pezzo. Compriamo con un margine) Assomigliano a questo:

Tappi (se necessario). Sembrano così:

Pinza a crimpare (costo circa $ 10-20)

Quando hai tutto ciò di cui hai bisogno, puoi iniziare. Prima di tutto, rimuoviamo parte dell'isolamento esterno. Devi tagliare circa 12 mm. Alcune pinze hanno un coltello speciale per questo. Il cavo viene serrato e arrotolato:

Dopo la fine della procedura, otteniamo qualcosa del genere:

Ora abbiamo davanti a noi la parte più "interessante": disporre i conduttori nell'ordine corretto secondo gli schemi 568A o 568B. Si sconsiglia di svolgere con forza i conduttori. Ciò può comportare un aumento delle perdite dei cavi. A brevi distanze, questo può essere ignorato. Per facilitare il posizionamento dei conduttori, è possibile utilizzare il connettore stesso. Ci sono scanalature lì per aiutare a raddrizzare e posizionare i fili.

Quando i conduttori vengono posizionati secondo necessità, tagliamo i loro bordi in modo che abbiano approssimativamente la stessa lunghezza. Per il layout 568V:

Una volta posizionati e tagliati i conduttori si può inserire la spina stessa. Vale la pena assicurarsi che tutti i conduttori cadano nelle loro "proprie" scanalature e che siano completamente inseriti:

Quando il cavo è inserito nel connettore, può essere crimpato. Per questo abbiamo bisogno di pinze speciali:

È tutto. Ora puoi collegare il cavo. Se tutto è stato eseguito correttamente, il cavo non è interrotto da nessuna parte, i connettori sono fissati correttamente e le schede di rete funzionano, quindi dovrebbe accendersi luce verde sulla scheda di rete:

Quando hai capito la connessione, puoi andare alle impostazioni dell'interfaccia.

Configurazione di una connessione in Windows XP

Andiamo alla pagina Le connessioni di rete connessione LAN(il nome può essere molto diverso, è importante che quella connessione utilizzi la tua scheda Ethernet) e clicca su Proprietà

Nelle proprietà della connessione, seleziona Protocollo Internet (TCP/IP) e clicca su Proprietà:

In questa pagina, specificare l'indirizzo IP, la subnet mask, il server DNS e gli indirizzi del gateway. Se si prevede di utilizzare un PC o laptop come gateway connesso a Internet e attraverso di esso altri PC / laptop nella rete devono accedere a Internet - indicare l'indirizzo IP 192.168.0.1

Affinché altri computer o laptop abbiano accesso a Internet utilizzando una connessione, è necessario accedere alle proprietà di questa connessione sul computer attraverso il quale si desidera organizzare l'accesso:

Quindi vai alla scheda Inoltre e metti un segno di spunta accanto a Consenti ad altri utenti della rete...

È tutto. Ora gli utenti della rete locale a cui è connesso questo computer potranno utilizzare Internet. Per fare ciò, nelle loro impostazioni di connessione, è necessario registrarsi nei campi Gateway e Server DNS indirizzo 192.168.0.1 ... Gli indirizzi IP possono essere qualsiasi dall'intervallo 192.168.0.2 ... 192.168.0.254

Opzioni:

Nella pagina che appare, indica a quali server devi accedere da Internet:

Nota: questa funzione è necessaria affinché gli utenti del World Wide Web possano accedere a un server specifico sulla rete locale interna. Prendiamo, ad esempio, il caso in cui sulla LAN interna sia presente un server HTTP. L'implementazione di Microsoft di Internet Sharing (ICS) è molto simile in linea di principio a NAT. Se questa opzione non è abilitata, quando viene ricevuta una richiesta sulla porta 80, che corrisponde al protocollo HTTP, un computer connesso a Internet "risponderà" onestamente che non esiste tale server, poiché non è in esecuzione su quel computer . Se abiliti questa opzione, le richieste per la porta 80 verranno automaticamente trasmesse al computer selezionato nella LAN interna.

In questa pagina, indichiamo dove reindirizzare le richieste da tale e tale porta:

Ora gli utenti di Internet potranno accedere al tuo server HTTP interno

Configurazione della connessione in Windows Vista / 7

Per prima cosa corriamo Centro connessioni di rete e condivisione... Clicca a sinistra Gestione della connessione di rete:

Andiamo alla pagina Le connessioni di rete, clicca clic destro topi accesi connessione LAN(il nome potrebbe essere diverso, è necessaria quella connessione per utilizzare la scheda Ethernet) e fare clic su Proprietà

Nelle proprietà della connessione, seleziona dall'elenco Protocollo Internet (TCP/IP) e clicca su Proprietà:

In questa pagina, specificare l'indirizzo IP, la subnet mask, il server DNS e gli indirizzi del gateway.

Se si prevede di utilizzare un PC o laptop come gateway connesso a Internet e attraverso di esso altri PC / laptop nella rete devono accedere a Internet - indicare l'indirizzo IP 192.168.0.1 , se hai solo bisogno di connetterti alla rete, puoi specificare un altro IP

Fare clic su OK. Se tutto è corretto, Windows Vista ti chiederà di selezionare un percorso di rete. Secondo esso, verranno applicate varie politiche di sicurezza. Per rete di casa- selezionare l'elemento appropriato:

Ecco il risultato:

Quando il gateway (il computer attraverso il quale si accede alla rete, in base alle impostazioni ha IP 192.168.0.1) è acceso, verrà visualizzato l'accesso a Internet per questo laptop o PC.

Organizzazione dell'accesso a Internet per i computer in rete tramite un'unica connessione:

Affinché altri computer o laptop nella rete abbiano accesso a Internet utilizzando una connessione, è necessario accedere alle proprietà della connessione Internet sul computer attraverso il quale si desidera organizzare l'accesso:

Nella scheda Accesso metti un segno di spunta accanto a Consenti ad altri utenti ..:

È tutto. Resta solo da configurare altri computer sulla rete per funzionare tramite questa connessione. Per fare ciò, nelle loro impostazioni di connessione, specificare l'indirizzo IP di questo computer nel campo Gateway e Server DNS... Tutti i computer, ovviamente, devono essere sulla stessa rete.

Se disponi di server sulla tua rete a cui devi accedere da Internet, fai clic sul pulsante Collocamento ..., seleziona i server richiesti (o aggiungi il nostro):