Технология IP-коммутации компании Ipsilon. Ip технологии что это

7.8 Технология ip

Технология IP является основной сети Интернет и представляет собой набор протоколов, называемый стеком протоколов ТСР/IР, а протокол управления передачей IP – протоколом сети Интернет. Именно он реализует межсетевой обмен. Главным достоинством является то, что стек протоколов ТСР/IР обеспечивает надежную связь между сетевым оборудованием различных производителей. Протоколы стека TCP/IP описывают формат сообщений и указывают, каким образом следует обрабатывать ошибки, предоставляют механизм передачи сообщений в сети независимо от типа применяемого оборудования.

Стек протоколов ТСР/IР предоставляет пользователям две основные службы, которые используют прикладные программы: дейтаграммное средство доставки пакетов в сети и надежную транспортную среду с логическими соединениями между сетевыми элементами.

Основные преимущества стека протоколов ТСР/IР и технологии IP в целом, как сетевой технологии:

независимость от вида и технологии сетевого оборудования;
обеспечение всеобщей связанности элементов сети;
обеспечение подтверждений правильности передачи сообщений;
стандартные сетевые протоколы.

Стеку ТСР/IР предстоит еще долгое время быть базовым в корпоративных и глобальных сетях. Это обусловлено практически полным отсутствием новых приложений, способных работать самостоятельно поверх сетей ATM. В настоящее время наибольший прогресс достигнут в создании глобальных магистральных сетей на основе технологий IP поверх ATM и IP поверх SDH/СЦИ.

7.9 Технология Ethernet

Работа Ethernet предусмотрена на двух нижних уровнях модели OSI. Канальный уровень разделен на два подуровня. Первый из них – подуровень LLC (Logical Link Control – управление логическим соединением) ответственен за адресацию и управление каналом связи. Он не зависит от выбираемых топологии, среды передачи и метода управления доступом к среде передачи. Ниже LLC располагается подуровень МАС (Medium Access Control – управление доступом к среде).

Протокол LLC специфицирует механизмы адресации станций, подключенных к общей среде передачи, и управления процессом обмена данными между двумя пользователями. Устройствам, использующим протокол LLC, предоставляются три альтернативных варианта обслуживания:

Обслуживание без установления соединения и без квитирования. Это очень простой вариант обслуживания, без каких бы то ни было механизмов управления потоком и контроля ошибок. То есть доставка данных не гарантируется. Однако в большинстве случаев используется более высокий уровень программного обеспечения, занимающийся вопросами надежности.

Обслуживание с установлением соединения. Этот вариант обслуживания подразумевает установление логического соединения между двумя пользователями. Обеспечивается управление потоком данных и контроль ошибок.

Обслуживание без установления соединения, но с квитированием. Это сочетание первых двух вариантов обслуживания. Принимаемые пакеты квитируются, но соединение не устанавливается.

Протокол МАС осуществляет доступ к разделяемой среде передачи. Так как исходной топологией бала шинная, в любой момент времени передавать информацию мог лишь один пользователь. Простейшей формой управления доступом к среде передачи для локальных сетей с топологией общей шины является метод CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий). При использовании метода CSMA/CD станция, желающая передавать данные, сначала опрашивает несущую, чтобы определить, не ведет ли в данный момент передачу другая станция. Если несущая свободна, станция может начинать передачу. Достоинство данного алгоритма в его простоте. Логику этого протокола легко реализовать.

Были разработаны стандарты, предусматривающие разные типы среды передачи: коаксиальный кабель, симметричный кабель и оптическое волокно. Таким образом, технология Ethernet является довольно гибкой, предоставляя для пользователя определенную свободу в выборе физической среды передачи.

При увеличении скорости передачи данных коэффициент полезного действия сети с общей шиной снижается. В сети Ethernet, чтобы поддерживать высокую нагрузку, система должна состоять из отдельных сегментов. Коммутаторы Ethernet могут играть роль барьеров, разделяющих локальные сети на домены коллизий таким образом, чтобы коллизия в одном домене не затрагивала другие домены. Построение такой сети делает протокол доступа к среде передачи просто ненужным, а также позволяет перейти к полнодуплексному режиму передачи информации.

Увеличить скорости передачи данных в таких системах до 100 Мбит/с или даже до 1 Гбит/с оказалось проще, чем разрабатывать другой протокол и топологии. С точки зрения заказчика, относительно легко интегрировать старые системы, работающие на скорости 10 Мбит/с, с новыми системами, работающими на больших скоростях, если все системы имеют один и тот же формат кадра и поддерживают один и тот же протокол управления доступом. В связи с этим были разработаны новые технологии Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet. Успешное существование данного семейства технологий обязано ее совместимости с существующими сетями, простоте, гибкости и масштабируемости.

Данная технология не подходит для передачи по магистральным линиям связи, так как она изначально для этого не предназначалась. Также Ethernet не предусматривают методов управления и мониторинга транспортной сети. Потому в большинстве случаев используется преобразование Ethernet в SDH. Общая процедура такого преобразования (Generic framing procedure – GFP) описана в рекомендации G.7041 ITU-T. Процедура GFP обеспечивает адаптацию кадров Ethernet для передачи с использованием технологии SDH, тем самым для верхних уровней обеспечивается прозрачная передача данных по транспортной сети, как показано на рисунке 7.43.

Рисунок 7.43 – Связь между уровнями для технологий Ethernet и SDH

Передача кадров Ethernet по сети SDH позволяет получить необходимую транспортную сеть с коммутацией пакетов с сохранением надежности и управляемости сети. Однако некоторые мировые ведущие операторы связи в последнее время склоняются к использованию технологии Ethernet в качестве транспортной, тем самым исключается преобразование в SDH и более эффективно используется пропускная способность сети. Начался выпуск оборудования, которое предусматривает наличие функций эксплуатации, администрирования и обслуживания сети (Operations, Administration and Maintenance – OAM). Разработаны также некоторые стандарты, касающиеся реализации ОАМ (ITU-T Y.1730, IEEE 802.3ah), однако основная часть соответствующих стандартов все-таки еще находится в разработке.

studfiles.net

Технология IP | asterisk.by

Технология IP (Internet Protocol) сегодня осуществляет триумфальное шествие по всему миру, активно вытесняя другие технологии, в том числе и технологию ATM.

IP-протоколам и возможностям технологии посвящено огромное количество литературы, но новые решения возникают быстрее, чем книги и журналы выходят из печати. Рожденные для сети Интернет, протоколы семейства IP сегодня применяются во всех сетевых сегментах, используются как в фиксированных, так и мобильных сетях.

Технология IP поддерживает национальные и международные службы передачи данных, предоставляет пользователям возможность обмена различными видами трафика (данные, речевая и видеоинформация, мультимедийные приложения и т.д.).

Основным в данной технологии является стек протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), который непрерывно совершенствуется и модифицируется на протяжении более чем тридцати лет.

Известна дата, когда началось его практическое применение — 1 января 1983 года. Именно с этого дня предшественница сети Интернет, сеть ARPANET, была полностью переведена с протокола Network Control Protocol (NCP) на протокол TCP/IP. Стек протоколов TCP/IP отражает современную сетевую философию: открытость протоколов, распределенный и децентрализованный подход к построению, гибкость и демократичность в управлении. Технологии ATM и IP в определенной степени можно считать антиподами: несмотря на использование принципов пакетной коммутации качество передачи в сети ATM определяется средствами самой сети (на сетевом уровне), а в IP-сети за счет протокола транспортного уровня TCP.

Самый нижний уровень соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в модели системы TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все протоколы физического и канального уровня. При появлении новой технологии локальных и глобальных сетей она может быть быстро включена в стек TCP/IP за счет инкапсуляции в неё пакетов IP.

В качестве основного протокола уровня межсетевого взаимодействия в стеке используется протокол IP. Изначально он создавался как протокол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Протокол IP является дейтаграммным протоколом и не гарантирует доставку пакетов до узла назначения. Протокол ICMP (Internet Control Message Protocol) используется для передачи информации о проблемах уровня IP и получения значений параметров IP. Протокол IGMP (Internet Group Management Protocol) предназначен для управления групповой рассылкой. Остальные протоколы этой группы относятся к протоколам маршрутизации.

На транспортном уровне кроме протокола TCP используется протокол UDP, обеспечивающий негарантированную доставку пакетов.

На верхнем уровне модели за долгие годы работы накопилось большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. Они позволяют поддерживать различные услуги: электронную почту и обмен новостями, виртуальный терминал, справочные службы, услуги, базирующиеся на технологии WWW (World Wide Web) и другие. На этом же уровне находятся протоколы, обеспечивающие предоставление услуг передачи речевой информации (телефонии). Приведем информацию о некоторых протоколах.

www.asterisk.by

Технология работы IP-сетей

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Информационные сети и телекоммуникации»

на тему: «IP – сети »

Ростов-на-Дону, 2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ IP – СЕТЕЙ

2. СТРУКТУРА IP – ДЕЙТАГРАММ

3. АДРЕСАЦИЯ В IP – СЕТЯХ

4. МАРШРУТИЗАЦИЯ В IP – СЕТЯХ

4.1 Дистанционно-векторный протокол RIP

4.2 Протокол состояния связей OSPF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ОСОБЕННОСТИ IP – СЕТЕЙ

В настоящее время в телекоммуникационных сетях применяются различные технологии передачи данных и разные алгоритмы управления и организации работы. Естественно, требуются специальные средства, позволяющие обеспечить корректное и эффективное взаимодействие этих разнородных телекоммуникационных технологий. Конечно, такие средства существуют, благодаря этим средствам стало реальным такое понятие как Internet. Если подходить строго с точки зрения телекоммуникационных технологий, понятие Internet является таким же виртуальным, как и многое другое. В мире существует достаточно много независимых друг от друга информационных сетей с различными технологиями передачи данных. Создать общее информационное пространство, т.е. Internet, позволяют именно эти средства организации взаимодействия, имеющие общее название IP – сети. Основой IP – сетей является стек коммуникационных протоколов TCP/IP.

IP- сети – это сети взаимосвязанных подсетей, основное назначение этой технологии – обеспечить взаимодействие автономных систем, которые соединены маршрутизаторами, называемыми граничными шлюзами. Автономные системы – самостоятельные сети, находящиеся под независимым управлением и использующие самостоятельные внутренние алгоритмы работы. В настоящее время автономные системы часто представляют собой тоже IP – сети. В принятой терминологии пакет данных при передаче от одного хоста (конечного узла) до другого хоста может пройти несколько автономных систем. Таким образом, основное назначение IP – сети заключается в организации межсетевого взаимодействия, основными элементами сети являются автономные системы (подсети), основная задача – передача данных между автономными системами через шлюзы, при условии, что маршруты доставки сообщений заранее неизвестны, и возможных маршрутов может быть несколько.

Стек TCP/IP основан на протоколе сетевого уровня IP, протоколе негарантированной доставки пакетов без установления соединения. В протоколе IP пакеты называют IP-дейтаграммами, для передачи используется дейтаграммный способ: все дейтаграммы передаются и обрабатываются сетью абсолютно независимо, нет никакой связи между отдельными дейтаграммами, нет ни механизмов контроля и восстановления потерянных дейтаграмм, ни гарантий доставки дейтаграмм. Если хост-отправитель передает дейтаграммы в определенной последовательности, сеть может доставлять их в хост-получатель в произвольном порядке. Каждая дейтаграмма проходит маршрутизацию независимо, не исключается возможность более ранней доставки дейтаграмм отправленных позже, потери или дублирования дейтаграмм.

Задача контроля целостности сообщений полностью возлагается на транспортный уровень, представленный протоколами TCP и UDP. Если задачами сетевого уровня являются задачи управления взаимодействием узлов сети при обмене данными, то транспортный уровень обеспечивает взаимодействие прикладных процессов в двух узлах сети. Взаимодействующие прикладные процессы идентифицируются протокольными портами (16 бит), порты 1-255 закреплены стандартами за широко известными приложениями, остальные порты могут назначаться произвольно. Управление на транспортном уровне требует номера порта (идентификатор прикладного процесса) и IP-адреса (идентификатор хоста), эта комбинация идентификаторов на транспортном уровне называется сокетом. Через сокет производится управление потоком данных между взаимодействующими процессами.

Транспортный протокол UDP выполняет негарантированную доставку данных без соединения между процессами передающего и принимающего хоста. Сообщения помещаются протоколом в поле данных одной или нескольких дейтаграмм с определенным идентификатором сокета, на принимающей стороне производится восстановление сообщения из принятых дейтаграмм. Если сообщение или его компоненты не доставлены, никаких механизмов восстановления не предусматривается. Этот протокол часто используется для передачи различных служебных сообщений, например, сообщений протоколов маршрутизации.

Рис.1. Архитектура стека TCP / IP

Транспортный протокол TCP обеспечивает гарантированный поток данных между процессами, установившими виртуальное соединение. Идентифицируется соединение между процессами номером сокета. Поток данных сегментируется и передается также в виде дейтаграмм. Алгоритм подтверждения нумерует байты потока данных, передающая сторона ожидает подтверждения каждого сегмента. Если в течение определенного интервала времени подтверждение не поступило, передача сегмента повторяется. Уведомление о нормальном завершении процесса передачи отправляется только после успешной сборки сообщения приемником. Соединение в рамках TCP представляет собой набор параметров, определяющих процедуры обмена данными между процессами. Часть параметров должны быть неизменными, а некоторые параметры могут изменяться, адаптируя параметры процедур к текущему состоянию сети.

Особенностью алгоритма скользящего окна в TCP в том, что размер окна задается количеством байт, хотя единицей передаваемых данных является сегмент, размеры которого определяются при установлении соединения. Размер окна и время ожидания квитанций перед повторной отправкой сегментов являются адаптивно изменяемыми параметрами в процессе работы. Уменьшение окна и увеличение времени тайм-аута снижает скорость передачи данных.

Тайм-аут уточняется в процессе работы усреднением времени "двойного оборота" и умножением полученной величины на коэффициент >2. Размер окна при установлении соединения заявляется большим, а в процессе работы, как правило, уменьшается. Если принимающая сторона не справляется с потоком данных, она передает в квитанции нулевой размер окна. Передающая сторона при нулевом размере окна может время от времени продолжать попытки передачи данных, если состояние приемника изменилось, он передаст в квитанции ненулевой размер окна. Кроме того, имеется возможность передачи сообщений со специальным признаком, это сообщение будет обработано при перегрузке приемника даже за счет удаления из буфера принятых ранее сегментов. TCP, работая над потенциально ненадежным сетевым протоколом IP, выполняет необходимые процедуры контроля и обеспечивает восстановление потока данных при потере дейтаграмм.

Так как основная задача протокола IP – организация межсетевого взаимодействия, стек должен быть дополнен протоколами сетевых интерфейсов, которые обеспечивают преобразование дейтаграмм в пакеты или кадры других сетевых технологий. Это протоколы RFC1042 (IP – IEEE802), RFC1577 (IP – ATM) и другие. Стек коммуникационных протоколов TCP/IP содержит протоколы маршрутизации RIP, OSPF, протоколы передачи служебных управляющих сообщений ICMP, протоколы преобразования сетевых адресов автономных систем в IP-адреса ARP, RARP, протокол поддержки символьных доменных имен DNS и многие другие протоколы, состав протоколов постоянно расширяется. Тем не менее, в основе всех этих протоколов находятся процедуры передачи данных IP-протокола.

2. СТРУКТУРА IP -ДЕЙТАГРАММ (ПАКЕТА)

Каждая дейтаграмма обрабатывается IP-сетью как независимая единица. Если в процессе передачи возникли какие-либо ошибки, дейтаграмма просто отбрасывается, никаких средств повторной передачи, восстановления или просто уведомления об этом событии не предусмотрено. Как указывалось, задача контроля потока данных возлагается на транспортный уровень. Так как каждая дейтаграмма доставляется самостоятельно, она должна в служебных полях содержать все данные, необходимые для решения этой задачи. Поэтому независимо от характера передаваемых данных структура дейтаграмм одинакова. Дейтаграммы могут использоваться для решения различных задач, разными протоколами стека TCP/IP и характер задач не влияет на структуру дейтаграмм. Сложность служебных полей тесно связана со сложностью задач, которые решаются при продвижении дейтаграмм.

IP-дейтаграмма состоит из заголовка и поля данных. Стандартная длина заголовка со всеми необходимыми служебными полями – 20 байт, при необходимости длина может быть увеличена в поле Опции. Длина заголовка указывается количеством 4-х байтовых слов.

Номер версии протокола, используемой в настоящее время 4, хотя и существует версия 6. В поле длина заголовка указывается длина заголовка в 4-х байтовых словах, если длина заголовка не кратна 32 битам, заголовок дополняется нулями.

Рис. 2. Структура IP – дейтаграммы

Поле «тип сервиса» задает приоритет и критерии выбора маршрута. PR имеет длину 3 бита и может определять приоритет от 0 (обычная дейтаграмма) до 7 (высокоприоритетная управляющая информация). Критерии выбора маршрута: D – минимальная задержка, T – максимальная пропускная способность, R – максимальная надежность. Обычно требования этих критериев противоречивы, поэтому нецелесообразно задавать выбор маршрута по двум критериям одновременно.

mirznanii.com

IPS-экран – что это такое и в чем преимущества технологии

Современные электронные устройства являются практически универсальными. Так, например, смартфон превосходно справляется не только со звонками (их приемом и совершением), но и возможностью бороздить просторы интернета, слушать музыку, просматривать видеоролики или читать книги. Для этих же задач подойдет планшет. Экран является одной из важнейших частей электроники, особенно если он - сенсорный и служит не только для отображения файлов, но и для управления. Ознакомимся с характеристиками дисплеев и технологиями, по которым они создаются. Уделим особое внимание тому, что такое IPS-экран, что это за технология, в чем ее преимущества.

Как устроен ЖК-экран

Прежде всего разберемся, как устроен жидкокристаллический дисплей, которым оснащается современная техника. Во-первых, это активная матрица. Она состоит из микропленочных транзисторов. Благодаря им и формируется изображение. Во-вторых, это слой жидких кристаллов. Они оснащены светофильтрами и создают R-, G-, B-субпиксели. В-третьих, это система подсветки экрана, которая позволяет сделать изображение видимым. Она может быть люминесцентной или светодиодной.

Особенности IPS-технологии

Строго говоря, матрица IPS – разновидность технологии TFT, по которой создаются ЖК-экраны. Под TFT часто понимают мониторы, произведенные способом TN-TFT. Исходя из этого, можно произвести их сравнение. Чтобы ознакомиться с тонкостями выбора электроники, разберемся, что такое технология экрана IPS, что это понятие обозначает. Главное, что отличает эти дисплеи от TN-TFT, – расположение жидкокристаллических пикселей. Во втором случае они располагаются по спирали, находятся под углом в девяносто градусов горизонтально между двумя пластинами. В первом (который нас интересует больше всего) матрица состоит из тонкопленочных транзисторов. Причем кристаллы располагаются вдоль плоскости экрана параллельно друг другу. Без поступления на них напряжения они не поворачиваются. У TFT каждый транзистор управляет одной точкой экрана.

Отличие IPS от TN-TFT

Рассмотрим подробнее тип экрана IPS, что это такое. У мониторов, созданных по данной технологии, есть масса преимуществ. Прежде всего, это великолепная цветопередача. Весь спектр оттенков ярок, реалистичен. Благодаря широкому углу обзора изображение не блекнет, с какой точки на него ни взгляни. У мониторов более высокая, четкая контрастность благодаря тому, что черный цвет передается просто идеально. Можно отметить следующие минусы, которыми обладает тип экрана IPS. Что это, прежде всего, большое потребление энергии, значительный недостаток. К тому же устройства, оснащенные такими экранами, стоят дорого, так как их производство очень затратное. Соответственно, TN-TFT обладают диаметрально противоположными характеристиками. У них меньше угол обзора, при изменении точки взгляда изображение искажается. На солнце ими пользоваться не очень удобно. Картинка темнеет, мешают блики. Однако такие дисплеи имеют быстрый отклик, меньше потребляют энергии и доступны по цене. Поэтому подобные мониторы устанавливают в бюджетных моделях электроники. Таким образом, можно заключить, в каких случаях подойдет IPS-экран, что это великолепная вещь для любителей кино, фото и видео. Однако из-за меньшей отзывчивости их не рекомендуют поклонникам динамичных компьютерных игр.

Разработки ведущих компаний

Сама технология IPS была создана японской компанией Hitachi совместно с NEC. Новым в ней было расположение жидкокристаллических кристаллов: не по спирали (как в TN-TFT), а параллельно друг другу и вдоль экрана. В результате такой монитор передает цвета более яркие и насыщенные. Изображение видно даже на открытом солнце. Угол обзора IPS-матрицы составляет сто семьдесят восемь градусов. Смотреть можно на экран с любой точки: снизу, сверху, справа, слева. Картинка остается четкой. Популярные планшеты с экраном IPS выпускает компания Apple, они создаются на матрице IPS Retina. На один дюйм используется увеличенная плотность пикселей. В результате изображение на дисплее выходит без зернистости, цвета передаются плавно. По словам разработчиков, человеческий глаз не замечает микрочастиц, если пикселей более 300 ppi. Сейчас устройства с IPS-дисплеями становятся более доступными по цене, ими начинают снабжать бюджетные модели электроники. Создаются новые разновидности матриц. Например, MVA/PVA. Они обладают быстрым откликом, широким углом обзора и замечательной цветопередачей.

Устройства с экраном мультитач

В последнее время большую популярность завоевали электронные приборы с сенсорным управлением. Причем это не только смартфоны. Выпускают ноутбуки, планшеты, у которых сенсорный экран IPS, служащий для управления файлами, изображениями. Такие устройства незаменимы для работы с видео, фотографиями. В зависимости от диагонали дисплея встречаются компактные и полноформатные устройства. Сенсорный экран мультитач способен распознавать одновременно десять касаний, то есть на таком мониторе можно работать сразу двумя руками. Небольшие мобильные устройства, например смартфоны или планшеты с диагональю в семь дюймов, распознают пять касаний. Этого вполне достаточно, если у вашего смартфона небольшой IPS-экран. Что это очень удобно, оценили многие покупатели компактных устройств.

Отзывы покупателей

Ориентируясь на выбор высококачественной электроники для занятий видеомонтажом, обработки фотографий, нужно приобретать ноутбуки с монитором, который великолепно передает цвета и обладает высокой четкостью и контрастностью. Этим характеристикам вполне соответствует описанная выше технология. Из-за большого угла обзора цвета не блекнут и не теряют яркость, с какой точки на экран ни посмотри. Соответственно, покупатели мобильной электроники отзывы о своих приобретениях оставляют только положительные, отмечая все перечисленные выше плюсы. Можно сделать вывод, что в электронных устройствах очень выгоден IPS-экран, что это самый оптимальный выбор для серфинга по интернету, смогли убедиться миллионы пользователей мобильной компьютерной техники.

fb.ru

IPS. Что такое IPS

Если вы решили обновить свой монитор или телевизор, то вы наверняка столкнетесь с термином IPS. Консультант в магазине электроники наверняка скажет вам, что IPS это очень круто, но что это такое он навряд ли объяснит. Поэтому в данной статье мы постараемся рассказать о том, что такое IPS, зачем оно нужно, а также чем оно лучше от других подобных технологий.

IPS что это

IPS – это один из типов жидко-кристаллических дисплеев. Данная технология появилась в 1996 году как результат исследований, которые проводились компаниями Hitachi и NEC. От этих двух компаний данная технология получила и два названия. Hitachi назвала данную технологию «IPS» (сейчас это название используется чаще всего), а компания NEC дала название «SFT». Сейчас улучшением данной технологии занимается еще и компания LG.

Технология IPS разрабатывалась как альтернатива более простой и популярной технологии жидкокристаллических дисплеев TN+film. Дисплеи TN+film отличаются невысокой стоимостью и быстрой реакцией матрицы. Однако такие дисплеи имеют плохие углы обзора. Если пользователь будет смотреть на такой дисплей не под прямым углом, то цвета будут искажаться. Степень искажения зависит от особенностей конкретного дисплея. Иногда искажения меньше иногда больше, но избавиться от них полностью технология TN+film не позволяет. Более того даже если пользователь смотрим прямо на дисплей, цветопередача все равно не будет идеальной.

Сравнение углов обзора IPS и TN+film (IPS сверху)

Технология IPS позволяет решить обе эти проблемы TN+film. Дисплей с матрицей IPS может выдавать одинаково хорошую картинку вне зависимости от угла, с которого сморит пользователь. При этом IPS матрицы обладают более правильной цветопередачей. Так технология IPS позволяет передать всю глубину цвета RBG 24 bit. Еще одно преимущество данной технологии – более правдивый черный цвет. Если у TN+film черный цвет больше похожий на темно-серый, то здесь черный действительно черный.

Макро фотография матриц TN+film и IPS (TN+film сверху)

История развития технологии IPS

В технических характеристиках монитора обычно указывается не просто IPS, а более конкретное название технологии. Например, e-IPS, P-IPS, AH-IPS, IPS-Pro и т.д. Для того чтобы не ошибиться при выборе монитора не обязательно знать все особенности каждой конкретной реализации технологии IPS. Главное знать к какому году относится данный вариант IPS матрицы, для того чтобы не купить откровенно устаревшее устройство. Ниже мы приводим таблицу, которая позволит быстро сориентироваться в данном вопросе.

Развитие технологии SFT от компании NEC
Год	Название	Сокращенное название
1996	Super Fine TFT	SFT
1998	Advanced SFT	A-SFT
2002	Super-Advanced SFT	SA-SFT
2004	Ultra-Advanced SFT	UA-SFT
Развитие технологии IPS от компании Hitachi
Год	Название	Сокращенное название
1996	Super TFT	IPS
1998	Super-IPS	S-IPS
2002	Advanced Super-IPS	AS-IPS
2004	IPS-Provectus	IPS-Pro
2008	IPS alpha	IPS-Pro
2010	IPS alpha next gen	IPS-Pro
Развитие технологии IPS от компании LG
Год	Название	Сокращенное название
2001	Super-IPS	S-IPS
2005	Advanced Super-IPS	AS-IPS
2007	Horizontal IPS	H-IPS
2009	Enhanced IPS	e-IPS
2010	Professional IPS	P-IPS
2011	Advanced High Performance IPS	AH-IPS

Альтернатива IPS матрицам

Кроме IPS существуют и другие технологии, которые стремятся заменить популярные и дешевые TN+film матрицы. Ниже мы рассмотрим наиболее популярные альтернативы IPS матрицам.

VA/MVA/PVA – технология, которая была разработана компанией Fujitsu в 1996 году. Основными преимуществами матриц на основе данной технологии являются: качественный черный цвет (как на IPS), а также цена, которая обычно ниже, чем в IPS. Главный недостаток VA/MVA/PVA матриц это искажения, которые появляются при изменении угла обзора. В зависимости от производителя данная технология может иметь и другие названия. Например, Super PVA от Sony-Samsung, ASV или ASVA от Sharp, Super MVA от CMO.

Сравнение углов обзора PVA и TN+film (PVA справа)

PLS – технология от компании Samsung. Данная технология была впервые показана в 2010 году. Компания Samsung позиционирует данную технологию в качестве прямого конкурента IPS. Основными преимуществами PLS матриц являются: более низкая цена (по сравнению с IPS), хорошие углы обзора, качественная цветопередача, а также низкое потребление электроэнергии (на уровне матриц TN+film). Основным недостатком технологии PLS считается медленная реакция матрицы (5-10 мс, примерно тоже, что и у S-IPS).

comp-security.net

IPS-экран – что это такое и в чем преимущества технологии

Как устроен ЖК-экран

Особенности IPS-технологии

Отличие IPS от TN-TFT

Разработки ведущих компаний

Устройства с экраном мультитач

Отзывы покупателей

4u-pro.ru

Технология IP-коммутации компании Ipsilon | Сети/Network world

Предпосылки появления новой сетевой архитектуры Архитектура IP-коммутации Преимущества IP-коммутации IP-коммутация в глобальных сетях

Похоже, что это единственный способ, которым можно обеспечить в Internet передачу аудио- и видеоинформации в сколько-нибудь значительных объемах и с приемлемым качеством.

Беспрецедентное развитие в конце XX в. информационной и коммуникационной отраслей предопределило появление новых технологий, обеспечивающих предоставление услуг мультимедиа в широкополосных сетях. Такие технологии и концепции отражают большие изменения на рынке телекоммуникаций, среди которых можно выделить следующие:

создание новой глобальной сетевой инфраструктуры на базе широкополосных сетей и суперскоростных глобальных магистралей;

принципиальные изменения на рынке дополнительных услуг (value added services), где доминирующую роль начинают играть услуги сетей мобильной связи и Internet;

появление на рынке новых типов "игроков" - брокеров, розничных продавцов и т. д., что обуславливает более жесткую конкуренцию и изменение стоимости услуг.

В основе глобальных изменений рынка - во-первых, использование Internet как среды предоставления услуг, а во-вторых, либерализация рынка телекоммуникаций, всем участникам которого приходится объединять усилия в создании более гибких и эффективных сетевых архитектур. Ключевой вопрос для сетей будущего -качественное и экономически оправданное предоставление пользователю услуг мультимедиа, например видео/аудио по запросу (Video/Audio on Demand). Ясно, что для этого требуются новые сетевые архитектуры, обладающие, кроме высокой производительности, "интеллектом" сегодняшних IP-сетей.

Базовой сетевой архитектурой национальных и глобальных опорных магистралей сейчас является ATM. Спектр разрабатываемых для нее интеллектуальных надстроек достаточно широк - B-ISDN, B-IN, UMTS и др. Однако перечисленные технологии, во-первых, направлены на решение проблем, которые характерны, главным образом, для сетей общего пользования, а во-вторых, не предлагают решений для интеграции IP-сетей с сетями ATM. Одним из наиболее привлекательных решений этой задачи является достаточно новая и весьма перспективная технология IP-коммутации для сетей ATM, разработанная компанией Ipsilon Networks. В данной статье предлагается краткий обзор основных принципов IP-коммутации и обсуждаются предпосылки появления этой технологии.

Предпосылки появления новой сетевой архитектуры

Одним из принципиальных вопросов, который неизбежно встает перед крупными провайдерами услуг Internet и операторами сетей общего пользования, является выбор между "интеллектом" динамической маршрутизации и скоростью передачи по широкополосным магистралям. IP-маршрутизаторы предлагают эффективное управление и сегментацию крупных сетей, но обеспечивают ограниченную пропускную способность. Коммутаторы же, наоборот, обеспечивают высокую производительность, но не обладают "интеллектом" IP-маршрутизации. В результате IP-сети сегодня - это сочетание отдельных маршрутизаторов, соединенных между собой либо заказными выделенными линиями, либо посредством коммутаторов frame relay или АТМ. Как правило, крупные IP-сети являются иерархическими, поскольку состоят из нескольких региональных сетей маршрутизаторов, которые связаны глобальной магистралью маршрутизаторов (national backbone).

До внедрения сетей, построенных по технологии frame relay или АТМ, для соединения нескольких удаленных узлов требовалось создать сеть выделенных линий с топологией "звезда" или "сеть". Топология "звезда" оптимальна с точки зрения затрат, так как позволяет минимизировать количество глобальных соединений, но при ее использовании приходится пожертвовать избыточностью линий. Более дорогой, но и более надежной является топология "сеть". В обоих случаях основной идеей является применение выделенных линий для соединения маршрутизаторов в некотором числе узлов. На рис. 1, а показана топология простой сети, состоящей из четырех маршрутизаторов, связанных между собой выделенными линиями. Такие сети легко расширяются с помощью введения иерархии, но плохо поддаются масштабированию. Здесь под термином "масштабирование" понимается способность сети увеличивать производительность пропорционально увеличению ее размера. Например, объединение группы, состоящей из n узлов, в соответствии с топологией "полносвязная сеть" требует n(n-1)/2 выделенных линий. Чем больше узлов, тем больше требуется выделенных линий для их соединения, а следовательно, больше маршрутизаторов и интерфейсов в каждом из них, что делает создание IP-сети довольно дорогостоящим.

(1x1)

Рисунок 1. Примеры построения IP-сетей: а - маршрутизаторы связаны между собой выделенными линиями; б - маршрутизаторы объединены через коммутационное "облако" ATM или frame relay.

В последнее время технологии frame relay и ATM стали все чаще рассматриваться в качестве альтернативы выделенным линиям при создании "полносвязной сети". Соединение в соответствии с этими технологиями подразумевает создание выделенных каналов от маршрутизатора до опорной сети, а затем установление постоянных виртуальных каналов (Permanent Virtual Channel - PVC) от коммутационного "облака" к другим маршрутизаторам. На рис. 1,б показана простая сеть, состоящая из четырех маршрутизаторов, объединенных через "облако" frame relay или ATM. Однако такие сети также обладают рядом недостатков, проявляющихся по мере увеличения их размеров, обусловленного, в свою очередь, стремительным развитием Internet.

В отличие от сетей, построенных на основе Ethernet, FDDI и других LAN-технологий, сети ATM и frame relay не имеют широковещательного множественного доступа (Non-Broadcast Multiple Access - NBMA). Неспособность маршрутизаторов таких сетей работать в широковещательном режиме приводит к дублированию широковещательных пакетов (например, управляющих пакетов обновления маршрута), относящихся к каждому идентификатору соединения (Data Link Connection Identifier - DLCI) в случае frame relay и к идентификаторам виртуального пути/виртуального канала (Virtual Path Identifier/Virtual Channel Identifier - VPI/VCI) - при использовании АТМ-интерфейса маршрутизатора. Дублирование широковещательных пакетов обновления маршрута приводит к сокращению полезного процессорного времени и, следовательно, уменьшению ширины входного канала сети NBMA, делая крупномасштабную сеть, построенную в соответствии с топологией "полносвязная сеть", неэкономичной. Управлять такой сетью сложно, а иногда и практически невозможно, так как в этом случае необходимо "вручную" разместить и настроить n(n-1)/2 DLCI или VPI/VCI, где n - число логических входов в "облако".

Альтернативой "полносвязной сети" является неполносвязная сетевая топология. В сети, построенной в соответствии с такой топологией все маршрутизаторы, окружающие "облако" коммутаторов, соединены с ним, при этом прямое соединение маршрутизаторов друг с другом не обязательно. Цель такого подхода - привести избыточность соединений в соответствие с ограничением на число PVC в сети. В неполносвязной сетевой топологии наличие выделенного PVC для каждой пары маршрутизаторов не является необходимостью: маршрутизаторы, не связанные между собой логически, соединяются посредством "общего" маршрутизатора, который, в свою очередь, связан с каждым из них через PVC. Таким образом, уменьшается число выделенных линий и VPI/VCI, приходящихся на каждый узел, что, в конечном счете, уменьшает широковещательную нагрузку на маршрутизатор. Однако уменьшение нагрузки происходит за счет увеличения числа транзитных пунктов маршрутизации (router hops) и уменьшения общей надежности сети. Два маршрутизатора, физически подключенных к одному облаку, вынуждены пересылать данные через третий маршрутизатор, что влечет за собой увеличение задержки, усложнение сети, да и вообще может свести на нет выгоды такого подхода.

Еще одной проблемой сети, включающей в себя "облако" коммутаторов, являются операции IP-мультикастинга (многоадресной рассылки, т. е. передачи потока данных нескольким пользователям одновременно). Для эффективного выполнения подобного рода операций требуется полное представление о топологии всей сети, поскольку в противном случае пакеты IP-мультикастинга могут без необходимости подвергаться дублированию и передаваться через одни и те же транспортные соединения. Однако при использовании оборудования, ориентированного на соединение, топология "облака" коммутаторов неизвестна окружающим его маршрутизаторам. Так, при топологии "полносвязная сеть" каждый маршрутизатор, подключенный к "облаку", считает, что на пути до любого другого маршрутизатора "облака" есть по крайней мере один транзитный пункт. По мере поступления пакетов многоадресной рассылки, которые приходят на такой маршрутизатор и предназначены для нескольких узлов, подключенных к различным точкам "облака", эти пакеты будут дублироваться (рис. 2,б). В случае сети маршрутизаторов дублирование окажется более разумным (рис. 2,а).

(1x1)

Рисунок 2.IP-мультикастинг в сети маршрутизаторов (а) и через "облако" NBMA (б).

Указанные проблемы делают весьма сложным выбор между коммутацией и маршрутизацией при создании современной IP-сети. Для операторов сетей общего пользования этот вопрос стоит еще более остро. Развитие инфраструктуры существующей сети коммутаторов и высокоскоростных каналов связи требует внедрения дорогостоящих маршрутизаторов, которые неспособны работать с той же скоростью, что и коммутаторы, а это является весьма существенным недостатком. В результате обычно используется компромиссный вариант, который требует управления двумя независимыми сетями, а именно сетью NBMA ("облаком", состоящим из выделенных линий, frame relay- или ATM-коммутаторов) и сетью, объединяющей между собой большое число маршрутизаторов. Как уже было сказано, эти сети ничего "не знают" друг о друге, так как маршрутизаторам неизвестна топология "облака", а коммутаторы из "облака" не умеют разбираться в данных IP-маршрутизации. Отсутствие общего "интеллекта" создает проблемы при масштабировании и управлении сетью, в том числе приводит к неэффективности операций многоадресной рассылки.

Архитектура IP-коммутации

Компания Ipsilon Networks разработала уникальный метод интеграции технологии высокоскоростной коммутации с IP-маршрутизацией, который дает возможность операторам сетей общего пользования и провайдерам услуг Internet создавать крупные IP-сети, не жертвуя при этом масштабируемостью и функциональностью IP-маршрутизаторов или производительностью высокоскоростных коммутаторов. Этот метод основан на двух идеях:

IP-маршрутизация может осуществляться поверх коммутационного оборудования ATM при помощи программного обеспечения Ipsilon, управляющего ATM-коммутаторами;

IP-пакеты можно классифицировать по типам на основе какой-либо их общей характеристики.

Основываясь на этих положениях, Ipsilon объединила IP-маршрутизацию и высокоскоростную коммутацию и создала новый класс сетевых устройств - IP-коммутаторы (IP Switch, IPS). Эти устройства могут динамически переключать режимы пересылки пакетов - с использованием стандартной IP-маршрутизации (hop-by-hop) или через коммутатор ATM - в зависимости от типа потока. На рис. 3 показаны базовые компоненты IP-коммутатора. Обратите внимание, что ПО Ipsilon заменяет протоколы обмена сигналами, ориентированные на соединения (SSCOP, Q.2931 и др.), а также протоколы маршрутизации и мостовых соединений (такие как LANE, PNNI, MPOA, NHRP) на протоколы IP-маршрутизации (например, RIP, OSPF, BGP), являющиеся на сегодня стандартами де-факто в Internet.

(1x1)

Рисунок 3. Компоненты IP-коммутатора.

Структура и принципы функционирования IPS

IPS состоит из высокоскоростного коммутационного механизма ATM (ATM switching fabric) и контроллера IPSC (IP Switch Controller). IPSC представляет собой стандартную станцию на основе процессора Intel Pentium Pro, оборудованную шиной PCI, с программным обеспечением Ipsilon. IPSC может быть как внешним устройством, подключенным к одному из портов низлежащего коммутатора через установленную непосредственно в IPSC сетевую интерфейсную карту, так и внутренним, интегрированным в коммутационный механизм ATM. ПО Ipsilon, установленное в IPSC, выполняет все функции IP-маршрутизации (включая поддержку стандартных протоколов, таких как RIP, OSPF и DVMRP) и включает в себя алгоритмы классификации потоков. Низлежащий коммутатор - это стандартный ATM-коммутатор, который поддерживает протокол GSMP (General Switch Management Protocol), а соответственно, управляется IPSC.

При создании IP-коммутации преследовалась также цель эффективного использования оборудования Intel за счет прохождения через него лишь малой доли трафика и перекладывания большей части нагрузки на коммутатор ATM. Для того чтобы IPS мог использовать все преимущества связанного с ним коммутатора ATM, ПО IPS определяет, в каких случаях следует обрабатывать пакет непосредственно в коммутационном оборудовании (без привлечения программной обработки). ПО Ipsilon осуществляет выбор, классифицируя пакеты IP как часть либо долговременного (long-lived), либо кратковременного (short-lived) потока; при этом IP-поток рассматривается как последовательность пакетов, пересылаемых из некоторого источника некоторому адресату и имеющих общие характеристики (например, протокол, номер порта TCP/UDP и др.). Далее долговременные и кратковременные потоки будем называть соответственно ll- и sl-потоками. Архитектура IP-коммутации позволяет обрабатывать потоки дифференцированно: ll-потоки (например, при передаче файлов или загрузке изображений из WWW) обрабатываются в коммутационном оборудовании, а sl-потоки (например, запросы DNS) передаются стандартным образом (hop-by-hop) через IPSC.

На рис. 4 показано, как функционирует IPS. Рассмотрим в качестве примера поток трафика, следующий из некоторого узла-источника (upstream node) в IPS, а затем в узел-адресат (downstream node). Узлом-адресатом может быть любое устройство типа граничного маршрутизатора, мультиплексора доступа, хоста/сервера либо другой IPS. По умолчанию IP-пакеты передаются стандартным образом без установления соединения через VPI/VCI в IPS, а затем в узел-адресат (рис. 4, шаг 1). Ячейки поступают в IPS через порт коммутатора ATM, пересылаются в IPSC и опять собираются в IP-пакеты для обработки по маршрутизационным таблицам, а потом передаются с помощью ПО Ipsilon так же, как и обычным маршрутизатором.

(1x1)

Рисунок 4. Схема функционирования IPS1- передача IP-пакетов стандартным методом (hop-by-hop). IPSC и узел-адресат принимают независимые решения о классификации потоков;2 - IPSC посылает узлу-источнику сообщение, требующее, чтобы он использовал указанный VC для пересылки пакетов, принадлежащих данному потоку; 3 - последующий трафик направляется по указанному VC;4 - узел-адресат также посылает узлу-источнику (т. е. IPS) сообщение, требующее, чтобы он использовал указанный VC для пересылки пакетов, принадлежащих данному потоку; 5- последующий трафик направляется по указанному VC; 6- трафик уникально идентифицирован на входе и выходе. Последующий трафик этого потока IP-коммутатор направляет непосредственно в оборудование ATM

Программное обеспечение Ipsilon осуществляет также классификацию потока и определяет, следует ли обрабатывать пакеты, относящиеся к этому потоку, непосредственно в ATM-коммутаторе, минуя IPSC. Если ПО Ipsilon принимает решение, что некоторый поток должен быть скоммутирован, то в узел-источник посылается сообщение о таком перенаправлении потока, чтобы последующие IP-пакеты, принадлежащие этому потоку, пересылались через канал ATM с использованием заданного VPI/VCI (рис. 4, шаги 2 и 3). Узел-адресат также может выдать сообщение о перенаправлении потока, осуществив его классификацию. В этом случае сообщение передается соседу узла-источника IPS (upstream neighbor), а затем (рис. 4, шаги 4 и 5) пакеты, принадлежащие некоторому потоку, "привязываются" к определенному VC как в узле-источнике, так и в узле-адресате IPS. Последующие пакеты, принадлежащие этому потоку, будут полностью обрабатываться в ATM-коммутаторе, освобождая IPSC от необходимости их маршрутизировать или обрабатывать (рис. 4, шаг 6). Чем больше пакетов IP-трафика динамически переводятся в коммутационный механизм ATM, тем ближе производительность обработки пакетов IPS к производительности ATM-коммутатора; при правильном построении сети она может достигать комбинированной скорости всех портов коммутатора ATM.

Протоколы IP-коммутации

Компанией Ipsilon разработаны протоколы, поддерживающие функционирование IPS (рис. 5). Первый из них - протокол GSMP - позволяет ПО Ipsilon управлять и обмениваться сообщениями с ATM-коммутатором. Второй - Ipsilon Flow Management Protocol (IFMP) - осуществляет связь между соседними устройствами, позволяя им генерировать и принимать сообщения о переадресации и отвечать на них. Спецификации этих протоколов изданы IETF в качестве документов RFC.

(1x1)

Рисунок 5. Протоколы IP-коммутации.

Преимущества IP-коммутации

Предлагаемая компанией Ipsilon технология IP-коммутации обладает рядом несомненных преимуществ. Во-первых - и это основное преимущество - она оптимизирована для обработки достаточно интенсивных потоков информации. Чем большую часть трафика программное обеспечение Ipsilon характеризует как ll-потоки, тем ближе пропускная способность IPS к производительности ассоциированного с ним ATM-коммутатора. Используя статистические данные по Internet и алгоритмы классификации потоков, компания Ipsilon установила, что более 90% трафика следует обрабатывать аппаратно.

Во-вторых, благодаря применению стандартного оборудования как для IPS, так и для коммутационной структуры (процессоров Intel и высокоскоростных коммутаторов ATM) обеспечивается оптимальное соотношение цена/производительность.

В-третьих, при IP-коммутации для управления сетью используется стандартное ПО IP-маршрутизации, что позволяет масштабировать сеть с IP-коммутацией так же просто, как сеть с IP-маршрутизацией. Кроме того, IP-коммутация позволяет масштабировать любой узел сети гораздо проще, чем при использовании самых совершенных маршрутизаторов.

В-четвертых, IPS-коммутация упрощает управление сетью, состоящей из высокоскоростных коммутаторов и обычных IP-маршрутизаторов, так как все устройства сети управляются стандартным ПО IP-маршрутизации.

И наконец, в-пятых, IPS оставляют далеко позади обычные маршрутизаторы, коммутаторы ATM и frame relay там, где необходимы операции IP-мультикастинга и градация качества сервиса (QoS - Quality of Service).

IP-мультикастинг

При передаче идентичных пакетов различным получателям по одной или нескольким линиям связи существенно повышается нагрузка на сеть. Поэтому появилась необходимость в эффективных протоколах, позволяющих вести передачу в режиме многоадресной рассылки (мультикастинга). Протоколы мультикастинга позволяют передающему узлу пересылать только один экземпляр данных разным получателям, а не несколько копий каждому. При операциях многоадресной рассылки взаимодействие мультикастинговых адресов с IP-протоколами маршрутизации (например, DVMRP, PIM, MOSPF) и протоколом IGMP (Internet Group Management Protocol) позволяет сети дублировать мультикастинговые пакеты только в оптимальных для этого точках сети, сокращая тем самым использование полосы пропускания и освобождая ресурсы сети.

Как и стандартная маршрутизация, IP-коммутация реализует стандартные IP-протоколы многоадресной рассылки. В настоящее время ПО Ipsilon поддерживает протоколы маршрутизации DVMRP и IGMP. Однако, в отличие от традиционных маршрутизаторов, IP-коммутаторы могут дублировать пакеты аппаратно, используя оборудование ATM, а не программно. Благодаря этому сокращаются затраты ресурсов процессора и памяти. Такая реализация IP-мультикастинга легче масштабируется, чем программные решения на основе традиционных маршрутизаторов и, естественно, более эффективна.

В отличие от коммутаторов ATM и frame relay IPS реализует IP-мультикастинг, используя стандартные IP-протоколы многоадресной рассылки. А поскольку IPS воспринимается остальными устройствами сети как стандартный маршрутизатор (хотя и более быстрый), отпадает необходимость в дополнительных протоколах или ПО для реализации IP-мультикастинга в гетерогенной среде, содержащей IPS и традиционные маршрутизаторы. Следует заметить, что ATM Forum еще не решил проблемы, связанные с IP-мультикастингом, в готовящейся спецификации MPOA. В NHRP обработка операций многоадресной рассылки также является слабым местом. В настоящее время не существует других реализаций IP-мультикастинга на основе коммутаторов ATM и работающих протоколов маршрутизации, кроме IPS компании Ipsilon.

IP-коммутация и качество сервиса

При рассмотрении QoS следует выделять два события: запрос пользователем или приложением некоторого уровня качества сервиса и выполнение этого запроса различными сетевыми устройствами. Поскольку IPS управляются так же, как и традиционные IP-маршрутизаторы, они могут использовать любой метод из арсенала традиционного маршрутизатора, необходимый для выполнения запроса на некоторый уровень качества сервиса, в том числе и применять протокол RSVP. Однако для маршрутизаторов фирмы Ipsilon выполнение запросов на QoS - гораздо более простая задача, чем для традиционных маршрутизаторов, поскольку IPS используют встроенную в коммутационное оборудование ATM технологию очередей (queuing feature). Хотя реализации этой технологии могут различаться в разных ATM-коммутаторах (что может приводить к заметной разнице в их производительности), в общих чертах они одинаковы и подразумевают манипуляцию с буферами для присвоения приоритета некоторым потокам ячеек. Программное обеспечение Ipsilon может размещать запросы на QoS непосредственно в коммутационном механизме ATM, в отличие от традиционных маршрутизаторов, способных выполнять эти запросы только программным образом, что приводит к значительным затратам ресурсов процессора и памяти.

Пока протокол RSVP не стал стандартом, получившим достаточно широкую поддержку со стороны производителей приложений, компания Ipsilon использует для реализации QoS комбинацию ПО классификации потоков и аппаратной обработки очередей оборудованием ATM. Это позволяет администраторам сетей, использующим IPS, присваивать приоритеты приложениям (на основе адреса порта TCP или UDP) и пользователям (на основе IP-адреса).

В данное время ATM Forum пытается найти способ встраивания запросов на QoS непосредственно в оборудование ATM, используя его способность работы с очередями. Основной проблемой является то, что запросы на QoS инициируются получателем данных и пересылаются источнику, тогда как в ATM установление соединения инициируется источником перед началом передачи. Разрешить это противоречие весьма сложно. ATM Forum также столкнулся с трудностями при разработке спецификации прикладного программного интерфейса (API), которая позволит приложениям использовать встроенную в ATM возможность работы с QoS.

IP-коммутация в глобальных сетях

Применение IP-коммутации в глобальных сетях позволяет операторам, которые ранее предлагали только услуги на основе ATM или frame relay, обеспечивать также IP-услуги по разумным ценам. Сегодня операторы предпочитают предоставлять дополнительные услуги (value added services), нежели обеспечивать простейшие соединения. Хотя frame relay и ATM обеспечивают много преимуществ по сравнению с арендуемыми выделенными линиями, они являются только первым шагом к предоставлению дополнительных услуг; использование IP-коммутации существенно расширит спектр этих возможностей.

В то время как внимание компании Ipsilon главным образом направлено на рынок локальных сетей, IP-коммутация определяет архитектуру глобальных сетей, предназначенных для предоставления IP-услуг. Основное различие между локальной и глобальной IP-коммутацией заключается в применяемом аппаратном обеспечении - коммутаторы ATM в глобальных сетях имеют более высокую пропускную способность и более подходящий интерфейс оборудования операторов сетей общего пользования. Создавая глобальную сеть на основе IP-коммутации, операторы сетей и провайдеры услуг Internet должны применять высокоскоростные IP-коммутаторы для построения магистральной сети, а также поддерживающие протокол IFMP устройства доступа. Ими могут быть маршрутизаторы доступа (access routers), размещенные непосредственно у абонента, или устройства доступа, расположенные в точках предоставления услуг (points-of-presence) независимого провайдера услуг Internet (служат точками доступа в высокоскоростную магистраль с IP-коммутацией для абонентов данного провайдера). Таким образом, глобальная сеть с IP-коммутацией может обеспечивать полный набор услуг IP/Internet некоторому числу корпоративных абонентов, а также предоставлять магистраль региональным провайдерам услуг Internet. На рис. 6 показана глобальная сеть, состоящая из IP-коммутируемой магистрали, обслуживающей эти два типа абонентов.

(1x1)

Рисунок 6. IP-коммутация в глобальной сети.

Для большинства операторов сетей является проблематичным использование существующей инфраструктуры ATM и frame relay для предоставления IP-услуг. IP-коммутация позволяет операторам решить эту проблему путем размещения "интеллекта" IP-маршрутизации поверх существующей сети ATM или frame relay. Применяя IP-маршрутизацию, операторы могут в дополнение к традиционным услугам ATM и frame relay предоставлять услуги IP-коммутации с помощью той же самой инфраструктуры сети. Они могут сами решать, какую часть своей сети оставить под традиционные услуги ATM и frame relay, а какую отвести под IP-услуги; при этом часть сети, отведенная под IP-коммутацию, фактически становится высокопроизводительной сетью IP-услуг.

Любой ATM-коммутатор может осуществлять IP-коммутацию, поддерживающую протокол GSMP, который требует применения всего около 2 тыс. строк программного кода в коммутаторе. Контроллер IPSC, работающий на базе ПО Ipsilon, может также использоваться для управления некоторым набором портов или логических интерфейсов на ATM-коммутаторе. IP-коммутацию можно выполнять только на некоторой части ATM-коммутатора, в то время как оставшаяся часть ресурсов коммутатора продолжает использоваться для поддержки традиционных услуг ATM или frame relay, как показано на рис. 7.

(1x1)

Рисунок 7. Добавление IP-коммутации к ATM-коммутатору.

Контроллер IPSC применяет протокол GSMP в качестве интерфейса с низлежащей платформой ATM, и поэтому может быть либо совмещен с определенным коммутатором (или полностью интегрирован с ним), либо физически отделен от него с помощью глобальных ATM-соединений. Более того, данный контроллер может управлять несколькими портами различных коммутаторов или виртуальными путями с помощью каскадного соединения коммутаторов (cascading switches). На рис. 8 показана глобальная сеть ATM с реализованной в ней IP-коммутацией. В данном примере оператор сети может предоставлять как IP-услуги, так и ATM-услуги, используя существующую инфраструктуру сети ATM.

(1x1)

Рисунок 8.Глобальная сеть ATM с IP-коммутацией.

Преимущества IP-коммутации в глобальных сетях

Технология IP-коммутации решает многие проблемы сетей маршрутизаторов, соединенных через "облако" NBMA. В глобальной сети с IP-коммутацией границы "облака" существенно размыты, так как все устройства сети поддерживают IP и поэтому имеют полное представление о топологии сети. В результате сеть ведет себя как сеть с IP-маршрутизацией, но при этом имеет все преимущества высокоскоростной коммутации. Так как основная доля IP-трафика в сети распознается программным обеспечением Ipsilon как требующая коммутации, то потенциальная пропускная способность IPS сопоставима с возможностями ATM-коммутатора. Более того, поскольку сеть состоит из ряда соединений "точка-точка" между устройствами, применяющими протоколы IP-маршрутизации, то полностью устраняются проблемы дублирования при широковещательных передачах в "облаке" NBMA и трудности, связанные с обеспечением эффективного IP-мультикастинга.

Отказоустойчивость. Архитектура IP-коммутации - это скорее архитектура отказоустойчивой IP-сети, чем сети коммутаторов, использующих коммутируемые виртуальные каналы (Switched Virtual Channel - SVC) в соответствии с протоколами NHRP или MPOA. Вместо того чтобы заставлять ATM-коммутаторы устанавливать сквозное (end-to-end) соединение для каждого потока IP-пакетов (что привело бы к значительной нагрузке на протоколы обмена сигналами, используемые для установления соединений), архитектура IP-коммутации позволяет маршрутизировать sl-потоки и направлять в соответствующий коммутатор только ll-потоки. В результате достигается более эффективная обработка sl-потоков, чем при ориентированной на установление соединения архитектуре, а также более эффективная обработка ll-потоков, чем при использовании стандартной архитектуры сети, основанной на маршрутизации по методу store-and-forward.

Кроме того, в методе классификации потоков Ipsilon для повышения производительности используется программное кэширование (soft-state cashing). Аппаратное же кэширование (hard-state cashing) применяется для информации, которая является важной для правильного функционирования сети. Поскольку программное кэширование позволяет IP-коммутатору вернуться к каналу, используемому по умолчанию, без информирования соседей, то сеть IP-коммутаторов более отказоустойчива, чем сеть ATM-коммутаторов, которые должны полностью восстанавливать сквозное соединение в случае неудачи.

Качество сервиса. IP-коммутация позволяет операторам сетей и провайдерам услуг Internet максимально использовать потенциал качества сервиса сетей ATM. Известно, что оборудование ATM имеет встроенные аппаратные средства обеспечения QoS. По протоколу GSMP IP-коммутация обеспечивает прямой доступ к параметрам QoS коммутатора ATM, что позволяет провайдерам предлагать, в зависимости от величины оплаты, различные уровни обслуживания, используя одно и то же коммутационное оборудование и одни и те же каналы связи. В отличие от традиционных маршрутизаторов, возможности которых ограничены ресурсами процессора, IP-коммутатор может поддерживать различные уровни QoS без значительного ухудшения производительности. Параметры QoS могут быть установлены либо администратором (на основе политики управления сетью), либо с помощью протокола RSVP.

Как показано на рис. 9, абоненты, желающие получить более высокий уровень обслуживания, могут подписаться на дополнительные услуги сети. Долговременные IP-потоки таких абонентов будут идентифицироваться программным обеспечением Ipsilon на основе их уникальных IP-адресов и направляться через оборудование ATM на более высокий уровень QoS, чем остальной трафик. В дополнение к этому, абонент услуг IP-коммутации может запрашивать различные уровни QoS для различных приложений.

(1x1)

Рисунок 9. QoS в IP-коммутации.

* * *

Развитие Internet и увеличение требований к IP-услугам привели к необходимости создания инфраструктуры такого же уровня, как в сетях общего пользования, но полностью от них независимой. Хотя технология IP-маршрутизации стала стандартом де-факто управления передачей данных в этой новой инфраструктуре (подобно концепции системы сигнализации # 7 в мире коммутации каналов), традиционные маршрутизаторы просто не успевают за темпами роста требований к производительности со стороны быстро увеличивающегося трафика Internet. Традиционные глобальные IP-сети, основанные на маршрутизаторах и выделенных линиях, достаточно дороги и трудно масштабируются для удовлетворения растущих запросов к полосе пропускания. Архитектуры высокоскоростной коммутации, такие как ATM и frame relay, на данный момент составляют ядро многих сетей IP-услуг. Однако данные технологии все еще остаются "закрытыми" от IP, так как они не поддерживают "интеллект" IP-маршрутизаторов. Сети, основанные на нескольких маршрутизаторах, связанных между собой посредством высокоскоростных коммутаторов ATM и frame relay, становятся все более сложными и трудноуправляемыми из-за неспособности IP-маршрутизаторов взаимодействовать с "облаком" высокоскоростных коммутаторов.

Очевидно, что сети с IP-коммутацией являются весьма привлекательной альтернативой сетям, основанным на традиционных маршрутизаторах, которые связаны выделенными линиями или высокоскоростными коммутаторами. При добавлении "интеллекта" IP-маршрутизации к высокоскоростным коммутаторам реализуются такие, на первый взгляд несовместимые, цели, как минимизация транзитных пунктов в сети и обеспечение полного представления о топологии сети. Решаются также проблемы маршрутизации IP-пакетов по "облаку" NBMA без потери преимуществ, предоставляемых использованием высокоскоростных коммутаторов. Таким образом, архитектура IP-коммутации является легко масштабируемым и управляемым "фундаментом" для построения высокоскоростного межсетевого обмена.

Операторам существующих сетей ATM и frame relay IP-коммутация предлагает возможность применения этих сетей (или их части) для предоставления высокоскоростных IP-услуг. Более того, вместо простого предоставления канала связи операторы могут использовать свои существующие сети для предоставления полосы IP-коммутации и дополнительных IP-услуг (включая QoS) либо непосредственно абонентам, либо через других провайдеров. Это означает, что IP-коммутация дает возможность операторам сохранять инвестиции в уже реализованные в их сетях технологии.

Самуйлов К.Е., Исаева Т.В. - Российский университет дружбы народов; тел: (095) 952 2823, электронная почта: [email protected], [email protected].