Базовые представления сетей

Базовой сетевой моделью традиционно считают семиуровневую эталонную модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI [13], разработанную в 1978 году на базе протокола Х.25. Данная модель является удобным абстрактным инструментом при разработке сетевых протоколов и представлении процессов в сетях связи не зависимо от технологий, размеров и конфигурации сетей.

С появлением IP -сетей была разработана четырехуровневая модель TCP/IP [14]. Особенностью модели было объединение физического и канального уровней в уровень подсетей, а трех верхних уровней модели ISO/OSI – в единый прикладной уровень. Данное представление было призвано отразить независимость прокола IP как от технологии передачи, так и от вида услуги. Однако для эксплуатации данное представление оказалось недостаточным и привело к появлению, так называемой, гибридной модели TCP/IP, пятиуровневой, с выделенными канальным и физическим уровнем.

Рисунок 3 – Соответствие эталонной модели ISO/OSI, модели TCP/IP и

модели NGN по уровням

В зависимости от ситуации и технологической необходимости в настоящее время используется каждая из этих моделей. Модель TCP/IP хорошо описывает процессы в сетях, ориентированных на логические соединения. Эталонная модель ISO/OSI ориентирована на технические решения и незаменима в процессе эксплуатации, при разработке систем управления сетью и услугами и пр., несмотря на то, что некоторые современные решения не полностью соответствуют первоначальным определениям функционала уровней.

Отметим, что данные модели не дают представления об архитектуре сети, а отражают только принципы взаимодействия протоколов и последовательность обработки информации на узлах.

Для описания архитектуры сетей используются базовые топологии, типы рассылки (unicast, multicast, anycast), протоколы построения деревьев, принципы иерархического построения сети.

Базовое иерархическое построение сети предполагает наличие максимум трех уровней иерархии: ядро сети, уровень агрегации и уровень доступа (Рисунок 4). Отметим, что в небольших сетях может происходить вырождение иерархии до глубины в два уровня: доступ и ядро.

Рисунок 4 – Базовая иерархическая модель сети

В ядре, как минимум, находятся опорные маршрутизаторы, могут быть расположены граничные маршрутизаторы и серверы услуг. Уровень агрегации обеспечивает возможность агрегации и распределения трафика внутри сети оператора, может выполнять роль интегратора отдельных сегментов сети. Уровень доступа организует возможность физического доступа пользователя к сети оператора.

Подобный подход не зависит от используемой оператором технологии, но позволяет эффективно выстроить архитектуру, повысив устойчивость сети, и сделать процессы управлении сетью прозрачными.

Таким образом, все сетевые элементы современных сетей связи могут быть классифицированы по принадлежности к иерархическим уровням. В зависимости от уровневой принадлежности к сетевым элементам предъявляются различные требования по набору функциональных возможностей, надежности, производительности и др. Традиционно оборудование разделяют на оборудование операторского класса и клиентское. Клиентское находится на стороне пользователя, позволяя ему организовать доступ в сеть, управляется непосредственно пользователем и/или оператором. Оборудование операторского класса формирует сеть связи оператора и управляется только оператором.