Gerinchálózat - Backbone network
|
Számítógépes hálózati típusok térbeli hatály szerint |
|---|
 |
A gerincháló vagy az alaphálózat a számítógépes hálózat része, amely összeköti a hálózatokat, utat biztosítva a különböző LAN-ok vagy alhálózatok közötti információcseréhez . A gerinc összekötheti a különféle hálózatokat ugyanabban az épületben, a campus környezetében lévő különböző épületekben vagy széles területeken. Normális esetben a gerinc kapacitása nagyobb, mint a hozzá kapcsolt hálózatok.
Egy nagyvállalatnak, amelynek sok a helyszíne, lehet gerinchálózata, amely összeköti az összes helyet, például ha egy kiszolgálófürtöt a vállalat különböző részlegeinek kell elérniük, amelyek különböző földrajzi helyeken találhatók. A hálózati kapcsolat azon részeit (például: Ethernet, vezeték nélküli), amelyek ezeket az osztályokat összekapcsolják, gyakran említik hálózati gerincként. A gerincváz kialakításakor gyakran figyelembe veszik a hálózati torlódásokat .
A gerinchálózat egyik példája az internetes gerinchálózat .
Történelem
A gerinchálózat elmélete, tervezési alapelvei és első példányosítása a telefon maghálózatából származott, amikor a forgalom pusztán hangos volt. A törzshálózat egy távközlési hálózat központi része volt , amely különféle szolgáltatásokat nyújtott azoknak az ügyfeleknek, akiket a hozzáférési hálózat csatlakoztatott . Az egyik fő funkció a telefonhívások átirányítása volt a PSTN-n keresztül .
A kifejezés általában az elsődleges csomópontokat összekötő nagy kapacitású kommunikációs eszközökre vonatkozik. A törzshálózat utakat biztosított a különböző alhálózatok közötti információcseréhez .
Az Egyesült Államokban a helyi csere törzshálózatait több egymással versengő csomópont hálózat kapcsolta össze ; a világ többi részén az alaphálózatot kiterjesztették az országhatárokra.
A törzshálózatok általában hálós topológiával rendelkeztek, amely a hálózaton lévő eszközök között mindenhonnan összeköttetést biztosított. Sok fő szolgáltatónak megvan a saját magja / gerinchálózata, amelyek összekapcsolódnak. Néhány nagyvállalkozásnak saját mag- / gerinchálózata van, amelyek jellemzően a nyilvános hálózatokhoz kapcsolódnak.
Funkciók
A törzshálózatok általában a következő funkciókat nyújtották:
- Összesítés: A szolgáltatói hálózat legmagasabb szintű összesítése. A magcsomópontok alatti hierarchia következő szintje az elosztóhálózatok, majd az élhálózatok. Az ügyfél telephelyi berendezései (CPE) általában nem csatlakoznak egy nagy szolgáltató törzshálózataihoz.
- Hitelesítés : Az a funkció, amely eldönti, hogy a távközlési hálózattól szolgáltatást igénylő felhasználó jogosult-e erre a hálózaton belül.
- Hívásvezérlés / kapcsolás: a hívásvezérlés vagy a kapcsolási funkció a hívásjelzés feldolgozása alapján dönt a jövőbeni hívásmenetről. Például a kapcsolási funkció a " hívott szám " alapján dönthet úgy, hogy a hívást az előfizető felé továbbítják a szolgáltató hálózatán belül, vagy ha a számhordozhatóság elterjedtebb egy másik szolgáltató hálózatában.
- Töltés: A különféle hálózati csomópontok által generált töltési adatok összevonásának és feldolgozásának ez a funkciója. A mai hálózatokban található két általános típusú töltési mechanizmus az előre fizetett és az utólagos fizetés. Lásd: Automatikus üzenet könyvelés
- Szolgáltatásmeghívás: A törzshálózat szolgáltatás-meghívást végez előfizetői számára. A szolgáltatás meghívása történhet a felhasználó valamilyen kifejezett cselekvése (pl. Hívásátadás ) alapján vagy implicit módon ( hívásvárakozás ). Fontos azonban megjegyezni, hogy a szolgáltatás "végrehajtása" lehet vagy nem az alapvető hálózati funkció, mivel harmadik fél hálózata / csomópontjai részt vehetnek a szolgáltatás tényleges végrehajtásában.
- Átjárók : Az átjáróknak a törzshálózatban jelen kell lenniük, hogy hozzáférjenek más hálózatokhoz. Az átjáró funkcionalitása attól a hálózattól függ, amellyel kapcsolódik.
Fizikailag egy vagy több ilyen logikai funkció egyidejűleg létezhet egy adott törzshálózati csomópontban.
A fent említett funkciók mellett a következők is egy távközlési törzshálózat részét képezték:
- O&M: Operációs és karbantartási központ vagy Operations Support Systems az alapvető hálózati csomópontok konfigurálásához és biztosításához. Az előfizetők száma, a csúcsforgalmi hívás aránya, a szolgáltatások jellege, a földrajzi preferenciák azok a tényezők, amelyek befolyásolják a konfigurációt. Hálózati statisztikák gyűjtése (Teljesítménykezelés), riasztásfigyelés (Hibakezelés) és a különböző hálózati csomópontok műveleteinek naplózása (Eseménykezelés) szintén megtörténik az O&M központban. Ezek a statisztikák, riasztások és nyomok fontos eszközöket képeznek a hálózat üzemeltetője számára a hálózat állapotának és teljesítményének figyelemmel kísérésére, és ezzel egyidejűleg rögtönzésre.
- Előfizetői adatbázis: Az alaphálózat az előfizetők adatbázisát is tárolja (pl. HLR a GSM rendszerekben). Az előfizetői adatbázishoz az alapvető hálózati csomópontok férnek hozzá olyan funkciókhoz, mint a hitelesítés, a profilalkotás, a szolgáltatáshívás stb.
Elosztott gerinc
Az elosztott gerinchálózat egy gerinchálózat, amely számos összekötő eszközből áll, amelyek egy központi csatlakozási eszköz sorozatához vannak csatlakoztatva, például hubok, kapcsolók vagy útválasztók, hierarchiában. Ez a fajta topológia lehetővé teszi az egyszerű bővítést és a növekedés korlátozott tőkekiadását, mert több eszközréteg hozzáadható a meglévő rétegekhez. Elosztott gerinchálózatban a gerinchoz hozzáférő összes eszköz megosztja az átviteli adathordozót, mivel a hálózathoz csatlakoztatott minden eszköznek elküldik az adott hálózaton elhelyezett összes adást.
Az elosztott gerinceket minden gyakorlatban minden nagyszabású hálózat használja. A vállalati szintű forgatókönyvek alkalmazása egyetlen épületre korlátozva is praktikus, mivel bizonyos csatlakozási eszközök egyes emeletekhez vagy osztályokhoz rendelhetők. Minden emeleten vagy részlegen van egy LAN és egy vezeték nélküli szekrény, ahol a munkacsoport fő hubja vagy útválasztója gerinckábelezéssel csatlakozik egy busz stílusú hálózathoz. Az elosztott gerinc használatának további előnye, hogy a hálózati rendszergazda képes a munkacsoportok szétválasztására az egyszerűbb kezelés érdekében.
Lehetséges egyetlen meghibásodási pont, utalva a sorozathierarchiában magasan lévő csatlakozási eszközökre. Az elosztott gerincet úgy kell megtervezni, hogy hozzáférési eszközök, például útválasztók és hidak segítségével különítse el az egyes LAN-okon keringő hálózati forgalmat a gerinchálózati forgalomtól.
Összeesett gerinc
A hagyományos gerinchálózat távolságot nyújt, hogy több helyen összekapcsolódást biztosítson. A legtöbb esetben a gerincek jelentik a kapcsolatot, míg a kapcsolási vagy útválasztási funkciókat az egyes helyeken lévő berendezések végzik. Ez egy elosztott architektúra.
Az összeomlott gerinc (más néven fordított gerinc vagy gerinchálós doboz) egyfajta gerinchálózati architektúra. Összeomlott gerinchálózat esetén minden hely tartalmaz egy összeköttetést egy központi helyre, amelyet az összeomlott gerinchez kell csatlakoztatni. Az összeomlott gerinc lehet fürt vagy egyetlen kapcsoló vagy útválasztó. Az összeomlott gerinc topológiája és architektúrája csillag vagy gyökeres fa .
Az összeomlott gerinces megközelítés fő előnyei a következők
- könnyű kezelhetőség, mivel a gerinc egyetlen helyen és egy dobozban van, és
- mivel a gerinc lényegében a doboz hátsó síkja vagy belső kapcsolási mátrixa, saját, nagy teljesítményű technológia alkalmazható.
Az összeomlott gerinc hátránya azonban az, hogy ha a gerincet tartó doboz lent van, vagy a központi helyre elérhető problémák vannak , akkor az egész hálózat összeomlik. Ezeket a problémákat minimalizálhatjuk azzal, hogy redundáns gerincdobozokkal, valamint másodlagos / tartalék gerinchelyekkel rendelkeznek.
Párhuzamos gerinc
Néhány különböző gerinccsoport létezik, amelyet egy vállalati hálózathoz használnak. Amikor a szervezetek nagyon erős és megbízható gerincet keresnek, párhuzamos gerincet kell választaniuk. Ez a gerinc az összeesett gerinc változata, mivel központi csomópontot (csatlakozási pontot) használ . Bár párhuzamos gerinccel lehetővé teszi a duplikált kapcsolatokat, ha egynél több útválasztó vagy kapcsoló van . Minden kapcsolót és útválasztót két kábel köt össze. Azáltal, hogy mindegyik eszközt egynél több kábel köti össze, biztosítja a hálózati kapcsolatot a vállalati hálózat bármely területével.
A párhuzamos gerincek drágábbak, mint a többi gerinchálózat, mert több kábelezést igényelnek, mint a többi hálózati topológia . Bár ez fontos tényező lehet annak eldöntésekor, hogy melyik vállalati szintű topológiát használja, ennek költsége pótolja a megnövelt hatékonyságot a megnövekedett teljesítmény és a hibatűrés hozzáadásával . A legtöbb szervezet párhuzamos gerinceket használ, ha kritikus eszközök vannak a hálózaton. Például, ha vannak olyan fontos adatok, mint például a bérszámfejtés , amelyekhez több részlegnek mindenkor hozzáférnie kell, akkor a szervezetének választania kell egy Párhuzamos gerinc megvalósítását annak biztosítása érdekében, hogy a kapcsolat soha ne vesszen el.
Soros gerinc
A soros gerinc a legegyszerűbb gerinchálózat. A soros gerincek két vagy több internetes működő eszközből állnak, amelyek százszorszép-lánc formában egyetlen kábellel vannak összekötve egymással. A százszorszéplánc soros módon összekapcsolt csatlakozási eszközök csoportja. A központok gyakran ilyen módon kapcsolódnak a hálózat bővítéséhez. Azonban a hubok nem az egyetlen eszköz, amely soros gerinchez csatlakoztatható. Az átjárók , útválasztók , kapcsolók és hidak általában a gerinc részét képezik. A soros gerinchopológia felhasználható az egész vállalatra kiterjedő hálózatokhoz, bár erre a célra ritkán kerül sor.