5.5. Глобальные ip-сети
Рост популярности Internet привел к тому, что сегодня практически каждая ГС должна быть способна передавать трафик IP. Это означает, что почти все современные ГС являются составными IP-сетями, а их различия заключаются лишь в лежащих под уровнем IP технологиях.
5.5.1. Структура глобальной ip-сети
Для предоставления качественных и разнообразных услуг большинство крупных ГС, особенно сетей коммерческих операторов связи, строится по четырехуровневой схеме (рис.5.3) [1].
Рис.5.3. Структура современной ГС
Два нижних уровня – это уровни первичной сети. На самом нижнем уровне первичной сети может работать наиболее скоростная на сегодняшний день технология DWDM, образующая спектральные каналы со скоростями 10 Гбит/с и выше. На следующем уровне (поверх DWDM) может применяться технология SDH (с сетью доступа PDH), с помощью которой пропускная способность спектральных каналов делится на более мелкие TDM-подканалы. Они связывают интерфейсы коммутаторов пакетной сети (или телефонных коммутаторов). Оба уровня первичной сети выполняют функции физического уровня модели OSI.
На основе описанной первичной сети ее оператор может достаточно быстро организовать постоянный цифровой канал между точками подключения оборудования следующего уровня – наложенной сети – пакетной или телефонной.
Самый верхний уровень схемы ГС представляет IP-сеть.
Рис.5.3 отражает наиболее масштабируемый вариант построения первичной сети, характерный для наиболее крупных территориальных сетей стран и континентов. Во многих менее мощных магистралях уровень DWDM отсутствует, технология SDH тоже применяется не всегда. Вместо SDH может работать менее скоростная и отказоустойчивая, но более экономичная технология PDH.
В более простом случае первичная сеть вообще отсутствует, а под слоем IP может располагаться сеть ATM или FR, коммутаторы которой соединяются непосредственно кабельными или беспроводными линиями связи. Отказ от первичной сети уменьшает начальные затраты, но не является гибким. Чтобы подключить новое устройство, необходимо физически прокладывать новую линию связи, в то время как наличие разветвленной первичной сети дает возможность установить новый канал перепрограммированием матрицы коммутации мультиплексоров и кросс-коннекторов DWDM/SDH.
Основным назначением уровня ATM (рис.5.3) является создание инфраструктуры постоянных виртуальных каналов с гарантированным качеством обслуживания, соединяющих интерфейсы IP-маршрутизаторов. Для каждого класса IP-трафика в сети ATM образуется отдельный виртуальный канал, обеспечивающий требуемые параметры качества обслуживания (Quality of Service, QoS) – среднюю скорость, величину пульсаций, уровень задержек, уровень потерь. Кроме того, применение ATM под IP дает оператору возможность обеспечить сбалансированную загрузку всех линий связи первичной сети (инжиниринг трафика).
А уровень IP, освобожденный ATM от упомянутых проблем QoS, выполняет свои классические функции – образует составную сеть и предоставляет IP-услуги конечным пользователям, передающим по ГС свой IP-трафик транзитом или работающим по IP в Internet.
Несмотря на сложность многослойной структуры (рис.5.3), подобные сети получили большое распространение и для крупных операторов комплексных услуг сегодня являются фактическим стандартом ГС. С помощью такой ГС можно оказывать комплексные услуги: IP, ATM, классической телефонии, а также предоставлять цифровые каналы в аренду. Пользователи услуг, отличных от IP, взаимодействуют непосредственно с тем уровнем сети оператора, который им нужен (ATM, телефонной сетью, SDH, DWDM).
Однако долгое время IP-сети не имели такой сложной многослойной структуры. Классическая или так называемая «чистая» IP-сеть состояла из маршрутизаторов, непосредственно соединенных каналами связи. Такие сети не поддерживали QoS, поскольку трафик приложений 80-х годов не был чувствителен к задержкам [1, 5].