Анализ технологий защиты информации в компьютерных сетях

Обзор магистральных цифровых сетей связи в РФ

1. 
   Технологии построения транспортной сети
   

Базовыми магистральными технологиями сегодня являются: DWDM, SDH, ATM, POS, Gigabit Ethernet, RPR.
Технология многоволновых оптических сетей, базирующихся на плотном волновом мультиплексировании (DWDM), позволяет создать универсальную транспортную среду на базе ВОЛС, способную обеспечивать передачу трафика различных существующих технологий - SDH, ATM, Gigabit Ethernet и других - на большие расстояния с высокой степенью надежности. В технологии DWDM линии передачи могут иметь топологию «точка – точка» либо кольцо. Главным недостатком технологии DWDM, сдерживающим ее развитие, является высокая стоимость оборудования на начальной стадии развертывания системы.
Выбор технологии SDH обоснован в случае, когда основным видом трафика является классический телефонный трафик, а составляющая прочих видов трафика невелика (до 10%, когда эффективность использования полосы пропускания составляет всего около 60%). При использовании SDH для передачи цифрового телевизионного сигнала необходимо учитывать привязку к каналам с определенной скоростью передачи (2,048 Мбит/с, 34 и 45 Мбит/с), что ограничивает количество передаваемых видеопрограмм (при скорости 45 Мбит/с возможна передача до 8 видеопотоков со скоростью 5 Мбит/с каждый), а сама схема организации связи не обеспечивает ни гибкости при подключении новых объектов, ни поддержки «взрывного» увеличения скорости передаваемой информации.
Технология ATM разработана для передачи разнородной информации (смешанного трафика) и представляет собой компромиссный вариант. С одной стороны, это является ее преимуществом: она хорошо работает как с речью, так и с данными, но с другой следует иметь в виду, что некоторые технологии, специализирующиеся на передаче одного вида трафика, обрабатывают его более эффективно. Технология ATM обеспечивает несколько уровней качества передачи трафика, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант обслуживания в зависимости от типа трафика и информации. Технология ATM создает условия для оптимального использования сетевых ресурсов за счет выделения и использования полосы пропускания в соответствии с реальной нагрузкой, что становится особенно очевидным в недалеком будущем, когда при постоянном росте нагрузки не потребуется ни новых затрат на модификацию сетевого оборудования, ни увеличения численности персонала для его обслуживания. В настоящее время использование технологии ATM сопряжено с значительными финансовыми затратами на организацию (переоборудование) сети связи. Зарубежные аналитики рекомендуют использовать данную технологию на сетях доступа.
При передаче трафика IP в сетях ATM/SDH используется не более 80% полезной пропускной способности сети SDH. Для решения этой проблемы используется технология Packet Over SONET/SDH, предлагающая отображение данных непосредственно в область полезной нагрузки в каждом кадре SDH (при канальной скорости 155 Мбит/с пропускная способность в этом случае равна 149,76 Мбит/с). Применение данной технологии позволяет существенно упростить сложную сетевую инфраструктуру по сравнению с ATM и, тем самым, снизить ее стоимость и увеличить эффективную пропускную способность. В России технология POS пока не получила широкого распространения, кроме того, оборудование с интерфейсами POS дорого.
Технология Gigabit Ethernet появилась в ряду магистральных технологий сравнительно недавно. Благодаря высокой скорости передачи данных и низкой стоимости, она получила широкое распространение в качестве магистрали передачи данных. Основные характеристики современного оборудования Gigabit Ethernet:

• 
  наличие «дальнобойных» оптических интерфейсов;
  
• 
  полная совместимость с существующими сетями Ethernet;
  
• 
  масштабируемость, обеспечение плавного развития сетей, создание транковых магистральных соединений;
  
• 
  высочайшая скорость (до 10 Гбит/с);
  
• 
  высокая надежность сети, обеспечиваемая резервными и транковыми соединениями;
  
• 
  простота и высокая эффективность, в силу отсутствия избыточности и сложности, присущей ATM и SDH при передаче пакетного трафика;
  
• 
  поддержка новейших разработок в области обеспечения QoS/CoS таких как DiffServ и MPLS.
  

Развитие стандартов сетей Ethernet, снятие ограничений на расстояния, связанных с диаметром коллизионного домена, появление полнодуплексного коммутируемого Ethernet и приоритезации трафика сделали возможным и нередко экономически целесообразным применение данной технологии при построении сетей уровня регион - город.
Анализ современного положения дел с распределением телевизионных и радиосигналов говорит о том, что акценты смещаются в сторону использования технологий коммутации пакетов (на основе протокола IP). Пройдя долгий путь развития, можно утверждать, что сегодня сети на основе IP становятся серьезным конкурентом традиционным сетям связи (при этом обеспечивается их мирное сосуществование).
Наиболее важным в выборе основы для построения сети является то, что анализ показателей рентабельности инвестиций и срока окупаемости капитальных вложений свидетельствует в пользу организации связи методом коммутации пакетов.
Например, сравнение вариантов построения сети с коммутацией каналов (сеть SDH) и коммутацией пакетов (сеть на основе протокола IP) методом относительной эффективности по минимуму приведенных затрат показывает преимущества второго варианта организации связи.
Следует учитывать, что традиционные транспортные структуры SDH/WDM предоставляют для связи каналы точка-точка. При значительном объеме передаваемой информации подобные соединения усложняют структуру сети (конфигурирование/обслуживание), приводят к увеличению количества интерфейсов на магистральном уровне и, как следствие, к существенному удорожанию инфраструктуры.
В настоящее время с целью оптимизации использования ресурсов первичных сетей SDH и волоконно-оптических линий связи при передаче асинхронных потоков данных разработана технология RPR (Resilient Packet Ring - гибкое динамическое кольцо, стандарт ШЕЕ 802.17). Оборудование, использующее технологию RPR, обеспечивает передачу разнородной информации (голос, аудио, видео, данные) на базе протокола IP, реализует функции канального уровня (уровень 2 OSI) и может быть использовано при кольцевой структуре сети. Коммутация пакетов на транзитных узлах осуществляется по МАС-адресам. В целях обеспечения надежности технология предусматривает использование двух волоконно-оптических колец.
В отличие от SDH, в сетях RPR данные передаются как по внешнему, так и по внутреннему кольцу, требуемая полоса может выделяться динамически, в зависимости от потребностей пользователя. Кроме того, в сети может быть организован режим многоадресной рассылки пакетов (multicast) и широковещательный режим (broadcast). В кольце могут существовать параллельно несколько непересекающихся потоков информации между парами узлов. Таким образом, увеличивается эффективность использования полосы пропускания.
Метод сравнительной эффективности предполагает проведение сопоставимости затрат и эффекта сравниваемых вариантов построения сети связи по предельной мощности, объему предоставляемых услуг, уровню цен, характеру затрат и эффекта с точки зрения простого и расширенного воспроизводства основных фондов. При этом допускается учитывать только те затраты, которые влияют на выбор варианта построения сети связи.
MAC (Media Access Control - управление доступом к среде) - подуровень канального уровня эталонной модели ISO/OSI. Необходимо отметить, что МАС- уровень — это изобретение IEEE, в самой эталонной модели такого нет.
При этом на физическом уровне предусматривается как использование интерфейсов SDH, так и непосредственная передача пакетов по волоконно-оптической линии или по интерфейсам, использующим DWDM.
В целом технология RPR сочетает в себе как преимущества сетей синхронной цифровой иерархии, так и эффективность сетевых технологий Ethernet: от SDH взяты надежность транспортной среды и параметры качества, от Ethernet - шинная архитектура, удобство доступа к магистральным каналам. Кроме того, в RPR привнесены и новые качества, такие как эффективное использование полосы пропускания каналов, механизмы обеспечения QoS, защита информации и др.
Таким образом, технология RPR позиционируется как унифицированная транспортная сеть передачи данных, сочетающая в себе функции коммутации и передачи пакетов IP.
На сегодняшний день для организации цифровых трактов первичной сети связи используются волоконно-оптические линии связи (ВОЛС), радиорелейные (РРЛ) и спутниковые линии связи. Основным способом доведения программ до РТПЦ является использование спутниковых каналов связи. Однако использование в системе спутниковой связи ретранслятора ограничивает количество передаваемых ТВ программ, и создает сложности при организации их передачи в цифровом виде.
Наиболее оптимальным с точки зрения будущего развития и требований к ширине полосы пропускания является строительство волоконно-оптических линий связи.

2.