Однако ожидается, что возможности быстродействующих региональных каналов связи в ближайшее десятилетие возрастут в несколько раз, а цены упадут. Аналогично, многообразие технологий ЛВС приведет к появлению новых программ для передачи мультимедиа и многоадресной пересылки сообщений. Развивающиеся телекоммуникационные технологии, возможно, решат проблемы как локальных, так и глобальных сетей. Целесообразно охарактеризовать некоторые из них.
Технология Ethernet. Ведет сове начало от компьютерной сети ALOHA, в которой обмен между компьютерами осуществлялся посредством пакетов, передаваемых через общедоступный широковещательный канал. Высокая вероятность столкновения сообщений, передаваемых несколькими абонентами, потребовала модернизации методов общения в такой сети. Один из таких методов CSMACD( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – Множественный доступ с проверкой несущей и обнаружением столкновений).
Тем не менее, принципиальная невозможность предотвращения столкновений не позволяет локальным сетям Ethernet,достичь потенциальной пропускной способности, особенно в случаях перегрузок канала связи. Для снятия перегрузок сети стандарта Ethernet разбивают на сегменты, которые объединяют с помощью специальных устройств – мостов и маршрутизаторов. Это позволяет передавать между сегментами лишь необходимый трафик. Сообщение, передаваемое между компьютерами в одном сегменте, не будет передано в другой и не сможет вызвать в нем дополнительной нагрузки.
Сегодня при построении центральной магистрали, объединяющей несколько локальных сетей используют коммутируемый Ethernet. Ethernet –коммутаторы можно рассматривать как высокоскоростные многопортовые мосты, которые в состоянии самостоятельно определять, в какой из портов адресован пакет. Это позволяет ограничить область распространения пакета и снизить вероятность переполнения, посылая его только в нужный сегмент. Только широковещательные пакеты передаются вовсе сегменты.
В настоящее время для соединения сегментов ЛВС используется усовершенствованная сетевая технология Fast Ethernet, аналогичная Ethernet, но обеспечивающая пропускную способность 100 Мбит/с вместо 10 Мбит/с. Дальнейшее развитие этой технологии –Gigabit Ethernet способна достичь скорости до 1000 Мбит/с, или 1Гбит/с.
Одно из главных достоинств технологии Ethernet- простота и доступность.
К сожалению, из-за имеющихся в стандарте ограничений а расстояние между узлами технология Ethernet в чистом виде не годится для передачи информации на дальность свыше нескольких километров. Она не обеспечит связи между городами, однако, если воспользоваться волоконно-оптическим кабелем, данная технология может прекрасно подойти для университетского городка или штаб-квартиры корпорации.
Разработчики Gigabit Ethernet прибегли к сочетанию широко применяемой волоконно-оптической технологии FDDI и Ethernet . Во многих случаях Gigabit Ethernet может послужить вариантом замены FDDI
Технология FDDI ( Fiber Distribution Data Interface). В отличие от Ethernet использует кольцевую структуру. Участки сети объединяются в кольцо. Данные передаются последовательно от одного узла к другому. Для синхронизации передачи используется так называемый временной маркер. Каждый узел может передавать данные в течение определенного периода и, если позволяет время, возможна одновременная посылка пакетов несколькими узлами.
Одно из достоинств технологии FDDI- это высокая надежность. Обычно сеть строится на основе двух и более колец. Каждый узел может посылать сообщения двум соседям и, соответственно, получать через них сообщения. Эта схема позволяет функционировать сети даже если оборван кабель. В последнем случае устройства на обоих концах поврежденного участка начинают работать как заглушки и система действует как одно кольцо,. Проходящее дважды через каждое подключенное устройство.
Поскольку каждый путь однонаправлен и устройства передают данные в указанное время, такая схема исключает столкновения. Это позволяет практически полностью реализовать потенциальную пропускную способность. Высокая надежность двойного кольца делает эту технологию дополнительно привлекательной.
Технология ISDN (Integrated Services Digital Network ). Цифровая сеть с услугами для пересылки данных и речевых сообщений. Существуют ISDN c интерфейсом базового уровня (BRI –Basic Rate Interface), обеспечивающим скорость до 128 Кбит/с, и с интерфейсом первичного уровня (PRI –Primary Rate Interface)- до 1,544 Мбит/с.
Предполагалось, что тремя основными сферами применения, которые обеспечат развитие технологии ISDN, станут видеоконференции, дистанционный доступ и доступ к Internet. Распространение видеоконференций шло медленнее, чем ожидалось, а позиции ISDN в таких сферах применения, как дистанционный доступ и доступ к Internet, оказались под угрозой со стороны многообещающих 56-Кбит/с модемов. Через десять лет число корпоративных потребителей, использующих ISDN, будет совсем незначительным из-за явных преимуществ систем Frame Relay (ретрансляция кадров) в виртуальных частных сетях, предлагаемых многими конкурирующими поставщиками.
Технология Frame Relay (Ретрансляция кадров ). Сетевая технология с коммутацией пакетов, предназначенная для пересылки данных по глобальным сетям. Эта технология отличается широким разнообразием скоростей: от 56 Кбит/с до 155 Мбит/с.
Технология ретрансляции кадров, несмотря на солидный возраст, лишь сейчас приближается к пику своей популярности и сохранит ее до тех пор, пока постепенно и незаметно ее не вытеснят сети АТМ, но это произойдет уже в следующем столетии. Ретрансляция кадров представляет собой цифровую службу глобальной сети, предусматривающую помещение данных в пакеты с последующей их пересылкой в пункты назначения через цепь соединенных между собой коммутаторов. Эта технология отличается экономичностью, обеспечивает гибкость и надежность пересылки данных.
Крупные учреждения имеют собственные сети с Frame Relay, но большинство других организаций оформляет переписку на услуги подобных сетей Frame Relay в телефонных компаниях, эксплуатирующих местные и междугородние линии, или в таких информационных службах, как CompuServe Network Services и IBM Global Network. Пользователь может выбирать для себя службу в зависимости от своего местонахождения; диапазон скоростей передачи данных: от 56 Кбит/с до 155 Мбит/с. Такие компании охотно предоставляют потребителям услуги сетей Frame Relay, так как ( в отличие от арендуемых линий) их лини связи в сети с коммутируемой архитектурой используются весьма эффективно, что позволяет устанавливать твердые расценки, которые значительно ниже действующих для арендуемых линий и несколько ниже, чем для сопоставимых каналов ISDN.
Самое большое изменение, которое в ближайшие 5-10 лет предстанет взору пользователей региональных сетей из сферы бизнеса, будет замена арендуемых линий и каналов связи ISDN виртуальными сетями Frame Relay. Различные фирмы и конгломераты предприятий кабельного телевидения и энергетики, телефонные и другие сервисные компании будут предлагать услуги сетей Frame Relay общегородского масштаба в различных конфигурациях и по все более низким ценам. Поставщики услуг этих сетей Frame Relay будут соперничать с поставщиками услуг Internet.
Технология АТМ ( Asynchronous transfer mode – асинхронный режим передачи). Эта технология, основанная на коммутации пакетов, пригодная благодаря своей « масштабируемости» как для ЛВС, так и для региональных сетей. Однако АТМ, скорее всего, никогда не получит широкого распространения для подключения настольных ПК. Обеспечивает скорости от 25 Мбит/с до 655 Мбит/с и выше.
Безусловно, метод Frame Relay –прекрасный вариант для передачи данных, но при пересылку через сеть достаточно крупных пакетов могут возникать задержки, поэтому передача цифрового видео и звука по сетям Frame Relay выполняется с прерываниям и провалами. В технологии АТМ пакеты, называемые ячейками (cells), существенно меньше, а методы, обеспечивающие их своевременную доставку,- характеристика, именуемая качеством обслуживания (quality of service – Qos),- гораздо лучше.
Поначалу технология АТМ рекламировалась как способ безупречного соединения локальных и глобальных сетей, но и при наличии потребности в применении этой технологии для настольных ПК, вызванной появлением соответствующих продуктов IBM и других компаний, возможно, так никогда и не удастся преодолеть инерцию пользователей, имеющих уже установленные системы Ethernet. Ныне представляется наиболее вероятным, что при дальнейшем развитии АТМ станет вариантом замены сетей Frame Relay, эксплуатируемых абонентскими региональными службами. Индивидуальный пользователь с помощью своей программы может отправить в сеть АТМ запрос на определенное качество обслуживания при пересылке потоков данных, тем самым сеть приобретает новые возможности, перестав быть просто комплектом «немых» каналов. Магистральные сети АТМ, работающие со скоростями 155 Мбит/с,
622 Мбит/с и выше будут передавать данные в новые стационарные системы доставки информации, такие, как кабельные модемы и абонентские цифровые телефонные каналы.
Технология высокоуровневой коммутации. Технология коммутации очень стара. Многие концепции, воплощенные в телефонных коммутаторах еще на рубеже 19-20 веков, обрели себя и в современных коммутаторах АТМ и Ethernet. Последние получили распространение после того, как в отдельных сегментах ЛВС стали возникать перегрузки многих узлов, что в свою очередь приводило к проблемам при совместном использовании этих соединений. С помощью коммутаторов выполняется передача пакетов с промежуточным накоплением, что создает видимость беспрепятственного доступа каждого узла к сети. К сожалению, концепция коммутации как в АТМ, как и в Ethernet терпит неудвчу при попытке широковещательной передачи данных всем узлам сети сразу.
В настоящие разработчики предлагают усовершенствованные модели коммутаторов, предусматривающих анализ каждого пакета, чтобы выяснить, как он должен обрабатываться, с учетом информации о породившей его программе, инструкций из пункта назначения и других факторов. Проблема широковещательной передачи пакетов – обычное явление для крупных сетей, и высокоуровневые коммутаторы, по всей видимости, в течение ближайших трех-шести лет станут важной составной частью средств управления и обеспечения информационной безопасности трафика во всех критически важных для функционирования предприятий сетях.