Системы передачи данных (СПД)

Оборудование СПД включает в себя маршрутизаторы, межсетевые экраны, коммутаторы, контроллеры беспроводной сети, точки доступа и другие активные устройства.

Коммутаторы локальных сетей можно классифицировать в соответствии с уровнями модели OSI, на которых они передают, фильтруют и коммутируют кадры. Различают коммутаторы второго уровня  - Layer 2 (L2) Switch и коммутаторы третьего уровня - Layer 3 (L3) Switch.

Коммутаторы уровня 2 анализируют входящие кадры, принимают решение об их дальнейшей передаче и передают их пунктам назначения на основе МАС-адресов канального уровня модели OSI. Основное преимущество коммутаторов уровня 2 – прозрачность для протоколов верхнего уровня. Т.к. коммутатор функционирует на 2-м уровне, ему нет необходимости анализировать информацию верхних уровней модели OSI.

Коммутация 2-го уровня – аппаратная. Она обладает высокой производительностью. Передача кадра в коммутаторе может осуществляться специализированным контроллером ASIC. В основном коммутаторы 2-го уровня используются для сегментации сети и объединения рабочих групп.Несмотря на преимущества коммутации 2-го уровня, она все же имеет некоторые ограничения. Наличие коммутаторов в сети не препятствует распространению широковещательных кадров по всем сегментам сети.

Коммутатор уровня 3 осуществляют коммутацию и фильтрацию на основе адресов канального (уровень 2) и сетевого (уровень 3) уровней модели OSI. Коммутаторы 3-го уровня выполняет коммутацию в пределах рабочей группы и маршрутизацию между различными подсетями или виртуальными локальными сетями (VLAN).

Коммутаторы уровня 3 осуществляют маршрутизацию пакетов аналогично традиционным маршрутизаторам. Они поддерживают протоколы маршрутизации RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First), BGP (Border Gateway Protocol), для обеспечения связи с другими коммутаторами уровня 3 или маршрутизаторами и построения таблиц маршрутизации, осуществляют маршрутизацию на основе политик, управление многоадресным трафиком.

Существует две разновидности маршрутизации: аппаратная (коммутация 3 уровня) и программная. При аппаратной реализации пересылка пакетов осуществляется при помощи специализированных контроллеров ASIC. При программной реализации, для пересылки пакетов устройство использует центральный процессор. Обычно в коммутаторах 3 уровня и старших моделях маршрутизаторов маршрутизация пакетов аппаратная, что позволяет выполнять ее на скорости канала связи, а в маршрутизаторах общего назначения функция маршрутизации выполняется программно.

Основные параметры коммутаторов иногда называют обобщенным термином - форм-фактор.

Конструктивно коммутатор может быть фиксированной или модульной конфигурации. Коммутатор фиксированной конфигурации содержит определенное количество портов, например: 8, 16, 24 или 48 и чаще 2 или 4 порта комбо-порта, и эту конфигурацию изменить нельзя. В коммутаторах модульной конфигурации пользователь может устанавливать требуемое количество модулей портов в пределах возможностей линейной платы. Добавление новой линейной платы увеличивает количество портов и повышает плотность портов.

Стекируемые коммутаторы соединяются между собой специальным кабелем, образуя единое мощное сетевое устройство.

Кроме того для расширения функциональных возможностей коммутаторов используют компактные приемо-передатчики (трансиверы) стандарта SFP (Small Form-factor Pluggable). Через модули SFP реализуется присоединение оптического или симметричного медного кабеля (витая пара) к порту коммутатора.

Так же коммутаторы локальной сети можно классифицировать  и по возможности управления.

Существует три категории коммутаторов:

• неуправляемые коммутаторы;
• управляемые коммутаторы;
• настраиваемые коммутаторы.

Неуправляемые коммутаторы не поддерживают возможности управления и обновления программного обеспечения.

Управляемые коммутаторы являются сложными устройствами, позволяющими выполнять расширенный набор функций 2 и 3 уровня модели OSI. Управление коммутаторами может осуществляться посредством Web-интерфейса, командной строки (CLI), протокола SNMP, Telnet и т.д.

Настраиваемые коммутаторы занимают промежуточную позицию между ними. Они предоставляют пользователям возможность настраивать определенные параметры сети с помощью интуитивно понятных утилит управления, Web-интерфейса, упрощенного интерфейса командной строки, протокола SNMP.

Маршрутизатор (router) — специализированное устройство, которое пересылает пакеты между различными сегментами сети на основе правил и таблиц маршрутизации. Маршрутизатор может связывать разнородные сети различных архитектур. Для принятия решений о пересылке пакетов используется информация о топологии сети и определённые правила, заданные администратором.

Маршрутизаторы работают на «сетевом» (третьем) уровне сетевой модели OSI, в отличие от коммутаторов или  хабов (или медиаконвертеров), которые работают соответственно на втором и первом уровнях модели OSI.

Таблица маршрутизации может составляться двумя способами:

• статическая маршрутизация — когда записи в таблице вводятся и изменяются вручную. Такой способ требует вмешательства администратора каждый раз, когда происходят изменения в топологии сети. С другой стороны, он является наиболее стабильным и требующим минимума аппаратных ресурсов маршрутизатора для обслуживания таблицы.
• динамическая маршрутизация — когда записи в таблице обновляются автоматически при помощи одного или нескольких протоколов маршрутизации — RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS, BGP, и др. Кроме того, маршрутизатор строит таблицу оптимальных путей к сетям назначения на основе различных критериев — количества промежуточных узлов, пропускной способности каналов, задержки передачи данных и т. п. Однако динамическая маршрутизация оказывает дополнительную нагрузку на устройства, а высокая нестабильность сети может приводить к ситуациям, когда маршрутизаторы не успевают синхронизировать свои таблицы, что приводит к противоречивым сведениям о топологии сети в различных её частях и потере передаваемых данных.

Основными характеристиками маршрутизаторов являются:

• Общая производительность в пакетах в секунду;
• Набор поддерживаемых сетевых протоколов и протоколов маршрутизации;
• Набор поддерживаемых сетевых интерфейсов глобальных и локальных сетей.

К числу дополнительных функций маршрутизаторов относятся:

• Автоматическая настройка стека TCP/IP на компьютерах сети по протоколу DHCP;
• Наличие средств защиты сети от внешних атак – межсетевые экраны и анализаторы вторжений;
• Технология трансляции сетевых адресов NAT;
• Поддержка защищенных внешних соединений VPN;
• Организация группового вещания по протоколу IGMP;
• Возможность приоритетной обработки трафика и другие.

По конструктивному исполнению наиболее часто встречаются маршрутизаторы с фиксированным количеством портов и модульные.

По областям применения маршрутизаторы делятся на:

• магистральные маршрутизаторы;
• маршрутизаторы региональных подразделений;
• маршрутизаторы удаленных офисов;
• маршрутизаторы локальных сетей (коммутаторы третьего уровня).

Магистральные маршрутизаторы – это наиболее мощные устройства, способные обрабатывать сотни тысяч или миллионы пакетов в секунду, оснащенные большим количеством интерфейсов локальных и глобальных сетей. Чаще всего магистральный маршрутизатор конструктивно выполняется по модульной схеме на основе шасси с большим количеством слотов – до 12-14. Большое внимание в магистральных маршрутизаторах уделяется надежности и отказоустойчивости маршрутизатора, которая достигается за счет системы терморегуляции, избыточных источников питания, модулей «горячей замены» (hot-swap) и симметричной многопроцессорности.

Маршрутизаторы региональных отделений – это обычно несколько упрощенные версии магистральных маршрутизаторов. Количество слотов в его шасси – обычно до 4-5. Возможны и решения с фиксированным количеством портов. Поддерживаемые интерфейсы локальных и глобальных сетей – менее скоростные.

Маршрутизаторы удаленных офисов соединяют, как правило, единственную локальную сеть удаленного офиса с центральной сетью или региональным отделением по глобальной связи, поэтому имеют небольшое фиксированное количество портов. Маршрутизатор удаленного офиса в качестве резервной связи для выделенного канала может поддерживать работу по коммутируемой телефонной линии. Существует очень много типов маршрутизаторов удаленных офисов. Их производительность обычно составляет от 5 до 20-30 тысяч пакетов в секунду.

Маршрутизаторы локальных сетей (коммутаторы третьего уровня) предназначены для разделения крупных локальных сетей на подсети. Основное требование, предъявляемое к ним – высокая скорость маршрутизации, так как в такой сети все порты – скоростные.

Пример одной из типовых схем СПД, реализуемых нашей компанией

Импортозамещение

К ведущим российский разработчикам и производителям телекоммуникационного оборудования можно отнести:

Однако стоит сказать, что импортное оборудование в российской телекоммуникационной индустрии составляет почти 94% всего рынка. Такие данные опубликовала компания J’son & Partners Consulting по итогам аналитического отчета, посвященного рынку телекоммуникационного оборудования российского происхождения (ТОРП). Созданный 6 лет назад Реестр ТОРП пока не стал мощным стимулом развития для производителей. Попадание в Реестр ТОРП еще не гарантирует рыночного успеха. Анализ показывает, из 334 наименований оборудования, имеющего статус ТОРП, только 43 (13%) активно востребованы рынком за последние 6 лет.
Наиболее востребованное оборудование из Реестра ТОРП – коммутаторы и маршрутизаторы.