Методология построения распределенных сетей передачи, обработки и хранения данных: сервисные сети следующего поколения. Монография. Том 2

Предполагается, что сеть NGN должна поддерживать:

· услуги связи пункта с пунктом в транспортном слое, без адаптации;

· услуги связи пункта с пунктом в транспортном слое, включая функции адаптации;

· услуги связи пункта со многими пунктами в транспортном слое, включая функции адаптации.

Первоначально используемой транспортной технологией была SDH (синхронная цифровая иерархия), которая основывалась на базе коммутации каналов. Ее основными недостатками были: фиксированная полоса пропускания и неэффективное использование каналов для передачи эластичного трафика. Существовавшая не так давно технология передачи данных, основанная на базе коммутации пакетов X.25 не могла переносить трафик реального времени, так как являлась низкоскоростной. Технология Frame relay использовала в качестве передающей среды оптические волокна, но не поддерживала качество обслуживания. Пришедшая на смену технология АТМ являлась первой мультисервисной технологией и тоже передавала пакеты фиксированной длины посредством оптического волокна. Новое поколение транспортных технологий, поддерживающих гарантированной качесвто обслуживания представлено технологией MPLS (мультипротокольная коммутация по меткам). Она была разработана с целью обеспечения универсальной службы передачи данных как для клиентов сетей с коммутацией каналов, так и сетей с коммутацией пакетов. С помощью MPLS можно передавать различные типы трафика: эластичный, потоковый и реального времени.

В 2003 году появилась концепция «Городская вычислительная сеть» (Metropolitan area network, Metro Ethernet или MAN), которая описывает возможности оказания услуг операторского класса (как в MPLS) на базе технологии Ethernet – all over Ethernet («все» поверх Ethernet).

Основными преимуществами, которые двигают разработчиков к развитию данной технологии, являются:

· Эффективность затрат. При построении новой сети стоимость оборудование ядра сети ниже, чем в других технологиях. А при использовании уже существующего оборудования нижних уровней (SDH, ATM) необходимо минимум расходов для адаптации этого оборудования под Metro Ethernet.

· Возможность предоставления соединения и полосы пропускания по требованию. Многие классические технологии коммутации пакетов не обладают такой возможностью (Frame Relay, ATM).

· Легкость взаимодействия сетей. За счет стандартных интерфейсов (NNI – Network-Network Interface – интерфейс «сеть-сеть» и UNI – User-Network Interface – интерфейс «пользователь-сеть») взаимодействие между сетями и пользователями упрощается как с точки зрения капитальных вложений, так и с точки зрения операционных расходов.

· Большое количество уже существующих пользователей. Большинство клиентов городских сетей имеет на своих площадках (Customer Premises) локальную или корпоративную сеть Ethernet, а при развитии концепции NGN и переходе на услуги «все поверх IP» таких пользователей станет абсолютное большинство.

В частности, как одну из подсистем сети NGN или РССХД можно рассматривать сеть Metro Ethernet.

В настоящее время телекоммуникационная индустрия делает следующий шаг от архитектуры NGN на базе программного коммутатора (Softswich) и медиа шлюза (MGW) к архитектуре NGN с IMS (IP Multimedia Subsystem), а в перспективе и к сетям All-IP [208].

Новой конвергентной платформой следующего поколения сетей NGN, которая определит будущее Единой сети электросвязи РФ в ближайшие пять лет, как для частных абонентов, так и для корпоративных пользователей, станет IMS (Рис. 1.13).

Рисунок 1.13. Единая инфраструктура для всех типов услуг и устройств

IMS – это технологическое решение, определяемое соответствующим набором стандартов и функциональных элементов, четко разделяющая сервисный и инфраструктурный уровни сети NGN.49

IMS сглаживает различия между всеми телекоммуникационными технологиями на рынке, включая различия между телефонными сетями общего пользования (ТСОП) и сетями подвижной связи (СПС).

Архитектура IMS получила признание у всех телекоммуникационных компаний и операторов Интернет, мобильной и фиксированной связи по следующим причинам:

· Единое ядро сети, единая платформа предоставления услуг, единая система управления и тарификации значительно снижают стоимость владения сети, а также позволяют значительно увеличить перечень предлагаемых сервисов для абонентов и потребителей услуг. Для абонентов это означает снижение стоимости и повышение качества предоставляемых услуг.

· Быстрый рост числа пользователей различных мультимедийных терминалов. Растет количество интеллектуальных устройств носимой электроники. Приложения реального времени, такие как передача мгновенных сообщений, Push-To-Talk и другие, завоевывают все большую популярность во всем мире.

· Острая конкуренция и ценовое давление. Сетевые сегменты операторов наземной и мобильной связи, а также кабельных операторов, во многом пересекаются. Конвергенция фиксированной и мобильной связи обеспечивает более рациональное использование сетевых ресурсов, особенно на уровне доступа.

· Конвергенция голоса, данных и видео. Многие поставщики уже предлагают услуги «triple-play» пакетом, увеличивается потребность в конвергенции между наземными и беспроводными сетями как в средстве обеспечения доступности этих услуг из любого места.

· Сокращение времени на ввод в эксплуатацию новых услуг. Чтобы оставаться конкурентоспособными, операторы и поставщики услуг вынуждены создавать и внедрять новые дифференцирующие услуги в очень сжатые сроки, при условии скорейшего возврата инвестиций. В ближайшее десятилетние станет актуальным применение новых технологий искусственного интеллекта.

Большинство региональных сетей представляют собой комбинацию аналогового и цифрового сегментов сети, но в целом в рамках сетей крупных телеком операторов и Единой сети электросвязи РФ, добавляется сегмент сети NGN, доля которого неуклонно растет.

На сегодняшний день развитие архитектуры и стандартов NGN являются определяющим направлением для разработки, проектирования и развития региональных сервисных сетей передачи, обработки и хранения данных.

1.3. Общие требования к показателям качества обслуживания для сетей NGN

Современный период развития телекоммуникационных систем подразумевает переход от разрозненных региональных сервисных сетей и сетей хранения данных к единой РССХД, в направлении их интеграции в Единую сеть электросвязи РФ (ЕСЭ). На сегодняшний день это движение технологий от сетей NGN к сетям NGN с IMS или к сетям all-IP, а в последующем к «сетям будущего».50

Как большинству новых сложных систем, сети NGN свойственны существенные недостатки:

· потенциальное снижение качества связи и производительности сети из-за задержек, которые неизбежны при использовании IP-технологии;

· проблемы надежности и отказоустойчивости телекоммуникационной системы, обусловленные тем, что несколько независимых (с точки зрения надежности) сетей заменяются одной сетью;

· риски информационной безопасности, которым подвержена сеть следующего поколения.

Каждый из перечисленных выше аспектов исследуется в работах российских и зарубежных ученых.

Возникающие задачи проектирования РССХД и разработки технологического решения отличает новизна и сложность, что тесно связано с предметом исследования.

Результаты исследований, представленные в данной работе, помогут правильно проектировать РССХД, оптимально выбирая параметры функционирования сети, которые в свою очередь влияют на соотношение между затратами на используемые ресурсы и качеством обслуживания,51

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Чесалов А. Ю. Разработка встраиваемой сетевой операционной системы PyrOS / А. Ю. Чесалов. – 1-е изд. – Москва: Ridero, 2023. – 220 с. – URL: https://ridero.ru/books/razrabotka_vstraivaemoi_setevoi_operacionnoi_sistemy_pyros/ (дата обращения: 31.05.2023). – Текст: электронный.

2

Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2008613871. Atlansys Enterprise Security System / С. В. Луньков, А. Ю. Чесалов. – 14.08.2008 г. – М.: Роспатент, 2008.

3

ITU-T Y.3170. SERIES Y: GLOBAL INFORMATION INFRASTRUCTURE, INTERNET PROTOCOL ASPECTS, NEXT-GENERATION NETWORKS, INTERNET OF THINGS AND SMART CITIES. Future networks. Requirements for machine learning-based quality of service assurance for the IMT-2020 network: дата введ. 2018—09. ITU-T, 2018. 18 с.

4

ITU-T Y.3172. SERIES Y: GLOBAL INFORMATION INFRASTRUCTURE, INTERNET PROTOCOL ASPECTS, NEXT-GENERATION NETWORKS, INTERNET OF THINGS AND SMART CITIES. Future networks. Architectural framework for machine learning in future networks including IMT-2020: дата введ. 2019—06. ITU-T, 2019. 34 с.

5

ITU-T Y.3174. SERIES Y: GLOBAL INFORMATION INFRASTRUCTURE, INTERNET PROTOCOL ASPECTS, NEXT-GENERATION NETWORKS, INTERNET OF THINGS AND SMART CITIES. Future networks. Framework for data handling to enable machine learning in future networks including IMT-2020: дата введ. 2020—02. ITU-T, 2020. 36 с.

6

ITU-T Y.3175. SERIES Y: GLOBAL INFORMATION INFRASTRUCTURE, INTERNET PROTOCOL ASPECTS, NEXT-GENERATION NETWORKS, INTERNET OF THINGS AND SMART CITIES. Future networks. Functional architecture of machine learning-based quality of service assurance for the IMT-2020 network: дата введ. 2020—04. ITU-T, 2020. 20 с.

7

ITU-T Y.3177. SERIES Y: GLOBAL INFORMATION INFRASTRUCTURE, INTERNET PROTOCOL ASPECTS, NEXT-GENERATION NETWORKS, INTERNET OF THINGS AND SMART CITIES. Future networks. Architectural framework for artificial intelligence-based network automation for resource and fault management in future networks including IMT-2020: дата введ. 2020—04. ITU-T, 2020. 24 с.

8

ITU-T Y.3179. SERIES Y: GLOBAL INFORMATION INFRASTRUCTURE, INTERNET PROTOCOL ASPECTS, NEXT-GENERATION NETWORKS, INTERNET OF THINGS AND SMART CITIES. Future networks. Architectural framework for machine learning model serving in future networks including IMT-2020: дата введ. 2020—04. ITU-T, 2020. 44 с.

9

ITU-T Y.3531. SERIES Y: GLOBAL INFORMATION INFRASTRUCTURE, INTERNET PROTOCOL ASPECTS, NEXT-GENERATION NETWORKS, INTERNET OF THINGS AND SMART CITIES. Future networks. Cloud computing – Functional requirements for machine learning as a service: дата введ. 2020—09. ITU-T, 2020. 40 с.

10

ITU-T Y.4470. SERIES Y: GLOBAL INFORMATION INFRASTRUCTURE, INTERNET PROTOCOL ASPECTS, NEXT-GENERATION NETWORKS, INTERNET OF THINGS AND SMART CITIES. Internet of things and smart cities and communities – Frameworks, architectures and protocols. Reference architecture of artificial intelligence service exposure for smart sustainable cities: дата введ. 2020—08. ITU-T, 2020. 32 с.

11

Чесалов А. Ю. Как создать Центр искусственного интеллекта за 100 дней / А. Ю. Чесалов. – 1-е изд. – Москва: Ridero, 2021. – 314 с. – URL: https://ridero.ru/books/kak_sozdat_centr_iskusstvennogo_intellekta_za_100_dnei/ (дата обращения: 21.05.2023). – Текст: электронный.

12

Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005612532. Операционная система «PyrOS» для аппаратно-программных межсетевых экранов / А. Ю. Чесалов, А. В. Борисович, В. Ю. Вершинин, П. А. Жуков. – 28.09.2005 г. – М.: Роспатент, 2005.

13

Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005612795. Модуль управления межсетевым экраном fwctl / А. Ю. Чесалов, А. В. Борисович, В. Ю. Вершинин, П. А. Жуков. – 27.10.2005 г. – М.: Роспатент, 2005.

14

Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005612796. Командный интерпретатор межсетевого экрана fwsh / А. Ю. Чесалов, А. В. Борисович, В. Ю. Вершинин, П. А. Жуков. – 27.10.2005 г. – М.: Роспатент, 2005.

15

Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005612749. Технологическая программа автоматизированной сборки загрузочного образа встраиваемой операционной системы «PyrOS» / А. Ю. Чесалов, А. В. Борисович, В. Ю. Вершинин, П. А. Жуков. – 27.10.2005 г. – М.: Роспатент, 2005.

16

Чесалов А. Ю. Разработка встраиваемой сетевой операционной системы PyrOS / А. Ю. Чесалов. – 1-е изд. – Москва: Ridero, 2023. – 220 с. – URL: https://ridero.ru/books/razrabotka_vstraivaemoi_setevoi_operacionnoi_sistemy_pyros/ (дата обращения: 31.05.2023). – Текст: электронный.

17

Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2023619721. Т электронная универсальная система машинного обучения «Atlansys EUS» / А. Ю. Чесалов, А. Х. Юлдашев. – 15.05.2023 г. – М.: Роспатент, 2023.

18

Булатов C.B. Модификация модели поведения абонента сети NGN // Международный форум информатизации (МФИ-2007): Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы» :– М. МТУСИ. – 2007. – С.110—111.

19

Булатов C.B., Степанов Б. Л. Развитие сетей связи с использованием концепции IMS // Труды МТУСИ. 2007, – С.152 -157.

20

Булатов C.B. Возможности регулирования трафика на абонентском участке сети доступа NGN (МФИ-2008): Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы» :– М. МТУСИ. – 2008. – С. 121—123.

21

Булатов C.B. Формализованное представление обслуживания вызовов в сети NGN (МФИ-2008): Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы»: – М. МТУСИ. -2008. – С.119 -121.

22

Булатов C.B., Степанова И. В. Определение совокупности задач математического описания сети доступа NGN// Международный форум информатизации (МФИ-2008): Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы»: – М. -МТУСИ.-2008.-С.118—119.

23

Гольдштейн A., Атцик А. Построение NGN: IPCC vs. TISPAN. «Connect! Мир связи», 2006, №4, С.1—8.

24

Калигин А. Бизнес в облаках. М: Стандарт, 2011, №4, С.58—61.

25

ETSI ETS 300 406. Methods for Testing and Specification (MTS). Protocol and profile conformance testing specification. Standardization Methodology. 1995.

26

ETSI TR 101 028. Methods for Testing and Specification (MTS). Survey on the use of Test Specification produced by ETSI. 1997.

27

ETSI EG 102 103. Methods for Testing and Specification (MTS). Guide for the use of the second edition of TTCN. 1999.

28

ETSI TR 101 873. Methods for Testing and Specification (MTS). TTCN-3 Graphical presentation Format (GFT). 2002.

29

ETSI TS 101 875. Methods for Testing and Specification (MTS). TTCN-3 Librаry of Additional Predefined Functions. 2000.

30

ETSI ES 101 873. Methods for Testing and Specification (MTS). The Testing and Test Control Notation version 3. TTCN-3 Control Interface (TCI). 2003.

31

ETSI EG 201 148. Methods for Testing and Specification (MTS);Guide for the use of the second edition of TTCN. 1998.

32

ETSI TR 101 877. Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks (TIPHON);Requirements Definition Study; Scope and Requirements for a Simple call. 2001.

33

ETSI TS 186 002. Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); Interworking between Session Initiation Protocol (SIP) and Bearer Independent Call Control Protocol (BICC) or ISDN User Part (ISUP).

34

ETSI TS 186 005—2. Telecommunications and Internet Converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN);Terminating Identification Presentation (TIP) and Terminating Identification Restriction (TIR); Part2: Test Suite Structure and Test Purposes (TSS&TP). 2006.

35

ITU-T Recommendation Y.1221. Internet protocol aspects – Architecture, access, network capabilities and resource management. Traffic control and congestion control in IP based networks, 2002.

36

ITU-T Recommendation Y.1231. Internet protocol aspects – Architecture, access, network capabilities and resource management. IP access network architecture, 2000.

37

ITU-T Recommendation Y.1540. Internet protocol data communication service – IP packet transfer and availability performance parameters, 2011.

38

ITU-T Recommendation Y.1541. Network performance objectives for IP-based services, 2006.

39

ITU-T Recommendation Y.2012. Functional requirements and architecture of the NGN, 2006.

40

ITU-T Recommendation Y.2021. Next Generation Networks – Frameworks and functional architecture models. IMS for Next Generation Networks, 2006.

41

Гольдштейн Б. С., Гойхман В. Ю., Столповская Ю. В. Сети NGN. Оборудование IMS: учебное пособие. Издательство «ТЕЛЕДОМ» ГОУВПО СПбГУТ, 2010.

42

ITU-T Recommendation Y.2012. Functional requirements and architecture of the NGN, 2006.

43

Гольдштейн Б. С., Соколов Н. А., Яновский Г. Г. Сети связи. Учебник для ВУЗов. СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2010. – 400 с.

44

Гойхман Э. Ш., Лосев Ю. И. Передача информации в АСУ. – М.: Связь, 1976. – 280 с.

45

Концептуальные положения по построению мультисервисных сетей на ВСС России. Версия 4. – М.: Минсвязи РФ, 2001. – 35с.

46

Lim Y., Yu H., Das Sh., Lee S.S., Gerla M. QoS-aware Multiple Spanning Tree Mechanism over a Bridged LAN Environment, proc. GLOBECOM apos;03. IEEE Volume 6, Issue, 1—5 Dec. 2003, pp: 3068 – 3072

47

Goplan G. Efficient network resource allocation with QoS quarantines, Technical Report TR-133, Experimental Computer Systems Labs, Department of Computer Science, State Univercity of New York at Stony Brook, March 2003.

48

Ковалев В. Резервное копирование данных в среде SAN. М: LAN, 2002, №7, С.36—41.

49

Голышко А. IMS: полезные рекомендации. М: Connect, 2009, №5, С.2—6.

50

Боро. Б. Междоменное взаимодействие – необходимое звено управления сетью будущего. Вестник связи, №4, 2000

51

Парсиев С. С. Анализ и оптимизация структуры цифровых сетей интегрального обслуживания. Дис… канд. технич. наук. Л.:ЛЭИС,1989.-18с.