آشنايي با سرويس‌هاي مخابرات
مقدمه
با توجه به اينكه ارتباطات جزء لاينفک مقوله فناوري است و به طور کل يك فناوري بنيادي است، در اين مقاله سعي شده ابتدا تعريفي از مسير اصلي شبکه‌ها ارايه شود و سپس به معرفي سرويس‌هاي مختلفي که توسط شرکت مخابرات در سطح کشور به مشتريان ارايه ميشود، بپردازيم. در ادامه نيز سرويس MPLS که يکي از بسترها و زيرساخت‌هاي موجود در ايران است، به صورت تخصصي آشنا خواهيم شد.
لازم به ذکر است که بررسي دقيق و تمام وکمال فناوري‌هاي ارتباطاتي و بسترهاي مخابراتي، نياز به فرصتي خارج از حوصله اين مقاله دارد.
مفهوم زیرساخت
زيرساخت يا Backbone مسير اصلي شبکه است که تعداد زيادي داده را به تعدادي خطوط کوچک‌تر منتقل مي‌کند. به عبارت ديگر با خطوط شبکه اصلي(Backbone) ، تعداد زيادي شبکه‌هاي کوچک‌تر به يکديگر متصل مي‌شوند که نتيجه آن شبکه گسترده WAN است که توسط اتصالاتBackbone ها به يکديگر متصل مي‌شوند.
يکي از نمونه‌‌هاي آن اينترنت است که شامل چندين اتصال با پهناي باند بسيار گسترده ميشود و قسمت‌هاي مختلف جهان را به يکديگر متصل مي‌نمايد (جدول 1).
وضعيت زیرساخت در ايران
اگر بخواهيم وضعيت زيرساخت را در ايران بررسي کنيم، بايد Backbone را در ايران تعريف کنيم. بنا بر تعريف فوق، معمولاً ارتباط بین مراکز مخابراتی استان‌ها و همچنين بستر اصلي مخابرات در مرکز استان را Backbone مي‌نامند.
نکته: ارتباط مراکز مخابراتی تا محل مشترک، به لايه دسترسي يا Access معروف است. منظور از مشترک، کاربران اداري و خانگي است.
طبق اظهارات کارشناسان شرکت مخابرات، در حال حاضر در بخش Backbone کشور از فیبر نوری استفاده می‌شود.
نکته: هم‌اکنون به صورت عملی از هر فيبر نوری امکان ارسال ديتا با پهناي باند 320Gbps وجود دارد.
با اقداماتي که در چند سال گذشته صورت گرفته، در استان‌هايي از مسیرهای چندگانه استفاده شده است. بنابراين مي‌توان گفت در حال حاضر مخابرات در بخش Backbone مشکلی ندارد و مشکل اساسی در قسمت Access است.
اما با توجه به اينکه اغلب لايه دسترسي کشور سیمی است، مي‌توان مشترکین را به چند بخش تقسیم کرد:
گروه اول: مشترکيني که از مرکز مخابراتی تا منزل (يا اداره و شرکت) از زوج سیم استفاده مي‌کنند که این دسته براي اینترنت پرسرعت مشکلی ندارند.
گروه دوم: برخي از مشترکین، از زوج سیم به صورت PCM4 استفاده مي‌کنند. به این معنا که ارتباط 4 مشترک از مخابرات به وسیله یک زوج سیم مدوله (Modulation) می‌شود که این ارتباط بین این 4 مشترک به اشتراک گذاشته می‌شود و پهنای باند اختصاص یافته به این زوج سیم، بین این 4 خانواده تقسیم می‌شود. شايان ذکر است هم‌اکنون بیشتر مشترکین این مشکل را دارند و نمی‌توانند از اینترنت پرسرعت مانند ADSL استفاده کنند.
گروه سوم: اين دسته از ترکیبی از زوج سیم و فیبر نوری بهره می‌برند. بدین صورت که از مخابرات منطقه تا کافوي نوري (نزديک مشتري) از فیبر نوری استفاده می‌شود. در کافو هم ديتا به گونه‌اي مدوله می‌شود که ورودی کافو فیبر نوری بوده و خروجی آن سیم مسي است و در ادامه تا منزل مشترک از زوج سیم مسي استفاده می‌شود. لازم به ذکر است در این دسته علي‌رغم استفاده از فيبر نوري، به دليل اينکه در برخي کافوها (نزديک محل مشتري) از تجهيزات قديمي استفاده ميشود نمي‌توانند اینترنت پرسرعت را روی آن پیاده‌سازی کرد و در اين کافوها فقط تبادل صوت امکان‌پذير است.
تجهيزات DSLAM در DSL
اگر از يکي از فناوري‌هاي DSL (مثلاً ADSL) براي دريافت اينترنت استفاده مي‌کنيد، حتماً مي‌دانيد که روي يک زوج سيم مي‌توان همزمان از ارتباط تلفني و ارتباط اينترنتي بهره گرفت. اين امکان با وجود DSLAM مخابرات و مودم‌هاي ADSL مشتري قابل دست‌يابي شده است.
(DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer دستگاهي است که در مراکز مخابراتي قرار می‌گیرد و یک ورودی آن دیتا (در حال حاضر منظور اينترنت است) و ورودي دیگر صوت است که این دو را با هم تلفیق کرده و به سمت Access يا همان مشترک ارسال می‌کند. مشترک نيز با استفاده از مودم و splitter (جدا کننده) صوت و دیتا را از هم جدا می‌کند. شايان ذکر است امروزه مودم‌هاي ADSL خودشان Splitter دارند.
در حال حاضر در برخي کافوها تجهيزات DSLAMاي نصب شده است که یک ورودی آن که ديتا است از سمت مخابرات و ورودي ديگر که مربوط به صوت است از همان کافو گرفته شده و عملا ديتا و صوت از طريق آن DSLAM به سمت مشترک ارسال ميشود. شايان ذکر است از این سرویس در جاهایی که محدودیت وجود دارد، استفاده شده است.
انواع سرويس‌هاي مخابراتي
امروزه سرويس‌هايي که شرکت مخابرات براي ارسال ديتا بين چند نقطه به مشترکين ارايه می‌دهد، عبارتند از اينترانت،
ارتباطات (PTP (Point to Point)، PTMP (Point to Multi Point، اينترنت، VPN/MPLS كه ارايه و مديريت تمامي اين سرويس‌ها و خدمات در مراکز مخابراتی انجام مي‌پذيرد. در ادامه به معرفي مختصر هر يک از اين سرويس‌ها مي‌پردازيم.
معرفي سرویس‌هاي مخابرات
سرويس اينترنت: سرويس دسترسي به شبكه جهاني اينترنت است كه بر همين اساس پهناي باند مورد نياز مشتريان را تأمين مي‌كند. در حال حاضر ظرفيت مورد نياز مشتريان مي‌تواند از 64 كيلوبيت بر ثانيه تا 500 مگابيت بر ثانيه (براساس نياز) ارايه شود.
سرويس VPN/MPLS: عبارت است از شبكه‌هاي مجازي و خصوصي براي مشترکيني مانند بانك‌ها، صندوق‌هاي اعتباري، سازمان‌ها و ارگان‌هاي دولتي و شرکت‌هاي بزرگ.
با اين سرويس که يکي از بهترين سرويس‌هاست، مشترک مي‌تواند بين ساختمان‌هاي خود يك شبكه مجازي و اختصاصي روي شبكه ديتاي كشور براي خود ايجاد كند كه غير از كاربران آن شركت يا سازمان، هيچ کاربر ديگري نمي‌تواند به شبكه آنها دسترسي داشته باشد.
سرویس PTP: سرویس PTP يا نقطه به نقطه از جمله سرويس‌هايي است که شرکت فن‌آوری اطلاعات (زيرمجموعه وزارت ICT) به متقاضیان پهنای باند اختصاصی
(Dedicated Bandwidth) بین دو نقطه در هر استان واگذار می‌کند.
اين سرویس از نوع Base TDM است که در لایه یک (از بستر TDM) و در برخی استان‌ها در لایه 2 (از بستر ATM) به صورت کانال‌هایی با پهنای باند ثابت و مسیر ثابت، از ابتدا تا انتهای نقاط مورد درخواست، تعریف و در اختیار متقاضیان قرار می‌گیرد. پهنای باند قابل ارايه در این نوع سرویس، حداقل 64Kbps و حداکثر 155Mbps است.
سرویس PTMP: سرویس PTMP يا ارتباط نقطه به چند نقطه نيز از نوع TDM Base بوده و همانطور که از نامش پيداست، در اين روش يک نقطه مرکزي با چند نقطه ديگر ارتباط برقرار مي‌کند. برای درک بهتر اين سرويس، مي‌توان توپولوژی ستاره‌اي را در نظر گرفت.
اگر سازماني از دو سرويس PTP و PTMP براي اتصال مراکز خود استفاده نمايد، مي‌تواند سیستم‌های مکانیزه داخلی، اتوماسیون اداری، سرویس‌های ايميل، ويديو کنفرانس و VoIP را بين مراکز خود راه‌اندازي نمايد.
نکته: Time Division Multiplexing) TDM) تقسيم زماني روشي براي انتقال دو يا چند سيگنال روي يك كانال مشترك با تقسيم كانال به دوره‌هاي زماني مختلف است، طوري كه سيگنال‌هاي مختلف ورودي نمونه‌برداري شده و در حوزه زماني مالتي‌پلكس مي‌شوند و يك قطار پالس تركيبي ايجاد مي‌كنند و سيگنال‌ها توسط يك مدار دي‌مالتي‌پلكس دوباره بازسازي و جدا مي‌شوند.
بستر Base TDM در اين جا توسط مخابرات ارايه می‌شود.
سرويس دسترسی به اینترنت: شرکت مخابرات ایران با ایجاد یک شبکه گسترده آيپي در سراسر کشور و فراهم نمودن دروازه‌های پرظرفیت بین‌الملل، از طریق کابل‌های فیبر نوری در مسیرهای مختلف ارتباطی و با اتصال مستقیم به اصلی‌ترین نقاط (IX (Internet Exchange Point دنیا، قابلیت سرویس‌دهی به متقاضیان اینترنت را در سراسر کشور با هر میزان پهنای باند دارد.
معمولاً کاربران خانگي که با مودم‌هاي آنالوگ (معمولي) و از طريق خطوط تلفن
(زوج سيم) به مرکز مخابراتي خود متصل مي‌شوند، پهناي باند تا 64 کيلوبيت بر ثانيه را دريافت مي‌کنند و اگر پهناي باند بيشتري نياز داشته باشند، ارتباطشان تا نزدیک‌ترین مرکز مخابراتي توسط مودم‌های G.SHDSL و از طریق یك سیم مسی برقرار شده و از آن طریق به شبکه آيپي ملی و شبکه اینترنت جهانی مي‌پیوندند و در صورت نیاز به پهنای باند بالاتر از 8 مگابیت بر ثانيه، این ارتباط از طریق فیبر نوری برقرار ميشود.
اين سرويس از نوع Packet Base بوده و توسط بستر دیتا در مخابرات تأمین می‌شود.
سرویس دسترسی به شبکه اینترانت: اينترانت شبكه‌اي کامپيوتري است كه از زبان مشترك ارتباطي شبكه جهاني اينترنت براي تبادل داده استفاده مي‌كند و تمام خدمات اينترنت، از جمله پست الكترونيكي، وب، FTP، گروه‌هاي خبري و تله‌كنفرانس را در شبكه‌اي اختصاصي براي کاربران مشخص آن شبكه ارايه مي‌دهد و لزوماً به اينترنت متصل نيست. نظر به ایجاد بستر وسیع آيپي در سطح کشور با گستردگی در مراکز کلیه استان‌ها و همچنین قابلیت دسترسی کلیه شهرها به این شبکه از طریق شبکه‌های دسترسی استانی، شرکت فن‌آوری اطلاعات سرویسی به نام اینترانت به متقاضیان ارايه مي‌دهد که در این سرویس آدرس‌های آيپي اختصاصي داخل کشوري تخصیص داده ميشود.
با اتصال متقاضیان به این شبکه (با پهنای باند مورد نیاز) امکان دسترسی به کلیه نودهای داخلی (شامل آدرس‌های معتبر اینترنتی داخل کشور و نیز آدرس‌های خصوصي متصل شده به این شبکه در سراسر کشور) فراهم ميشود. تفاوت اساسي ميان شبكه اينترانت و ساير شبكه‌ها در آن است كه اين شبكه براساس پروتكل‌هاي اينترنت نظير TCP/IP و HTTP شكل مي‌گيرد و امكان دسترسي به آن فقط از داخل كشور وجود دارد. هدف اصلي نصب اينترانت، تسهيل ارتباطات و اشتراك‌گذاري منابع ارگان‌ها، سازمان‌ها و شرکت‌هاي دولتي داخلي است.
نمونه‌هایی از کاربردهای سرویس اینترانت را مي‌توان اتصال به بستر عمومی آيپي داخل کشور، تأمین بستر ارتباطی جهت ایجاد سیستم‌های مکانیزه داخلی سازمان‌ها و شرکت‌ها در سطح کشور (مانند سیستم‌های اتوماسیون اداری) و نيز تأمین بستر ارتباطی جهت ایجاد شبکه اینترانت داخل سازمانی و ارايه سرویس‌های داخلی E-MAIL، Web، FTP و Messaging برای سازمان‌ها و شرکت‌ها نام برد.
سرویس شبکه خصوصی مجازی
VPN/MPLS Layer3
همزمان با رشد سریع و تکامل فناوري ساخت کامپیوترها، ایده اتصال کامپیوترها به یکدیگر و انتقال داده بین آنها مطرح شد. طرح‌های ابتدایی شبکه‌های کامپیوتری، بسیار پیچیده بوده و هر شرکتي به صورت مجزا شبکه‌ای را طراحی مي‌کرد و معماری‌های مطرح شده در شبکه‌های کامپیوتری شرکت‌های مختلف، هیچ گونه سازگاری با یکدیگر نداشتند. به منظور سازگاری شبکه‌های کامپیوتر، مدل مرجعی به نام مدل مرجع OSI ارايه شد که تا حدی مشکل عدم ناسازگاری معماری‌های مختلف شبکه‌های کامپیوتری را مرتفع ساخت. با گذشت زمان، ایده اتصال شبکه‌ها به یکدیگر گسترش توسعه يافت. در ابتدا گروه DARPA پروژه‌اي تحقیقاتی را در زمینه اتصال ابرکامپیوترها به یکدیگر و پیاده‌سازی ارتباط شبکه‌ای آغاز کرد که در نهایت منجر به گسترش و پیاده‌سازی شبکه جهانی اینترنت شد.
رشد سریع شبکه جهانی اینترنت و عمومیت يافتن این شبکه‌ها باعث شد که اینترنت در سراسر جهان گسترش یابد. به گونه‌ای که درخواست استفاده از پروتکل اینترنت به صورت تصاعدي رو به افزایش است. بنابراین در حال حاضر یکی از مسايل مطرح و مهم در شبکه، مربوط به سرعت بخشیدن به انتقال ترافیک آيپي و ایجاد کیفیت سرویس در شبکه اینترنت است.
در این رابطه مدل‌های متفاوتی با هدف پیاده‌سازی مناسب‌تر روش‌های کیفیت سرویس ارايه شده است. یکی از راه‌های مناسب برای این امر، انتقال اطلاعات آيپي از طریق سويیچ‌های ATM است که در سال‌های گذشته از آن به صورت وسیع استفاده شده است. اما به دلیل مشکلاتی که در اين روش انتقال وجود دارد، روشMPLS يا Multi Protocol Label Switching جایگزین آن شده است.
MPLS مقیاس پذیری و کارآیی شبکه‌های موجود آيپي را بهبود بخشیده و ارايه سرویس‌های جدیدي که در شبکه‌های سنتی آيپي قابل دسترسی نبوده را میسر ساخته است.
MPLS چيست؟
MPLS ترکیبی از تکنیک‌های هدايت (Forward) اتصال‌گرا و پروتکل‌های مسیریابی اینترنت است. MPLS این خاصیت را ایجاد مي‌کند که بتواند هر نوع ترافیکی را روی شبکه آيپي گسترده بدون وابستگی به محدودیت‌های مختلف پروتکل‌های مسیریابی و طرح‌های لایه انتقال و آدرس‌دهی اجرا کند. دو مشخصه MPLS امکان سويیچ ترافیک از طریق مسیریاب‌های آيپي و اختصاص همزمان برچسب و پارامترهای مهندسی ترافیک است.
نکته قابل توجه اين است که امروزه سرویس VPN مبتنی بر فناوري MPLS امکان ایجاد شبکه‌های اختصاصی مجازی در گستره شبکه IP/MPLS در مراکز 30 استان کشور را برای مشتریان فراهم مي‌نماید.
با توجه به قابلیت‌ها و ویژگی‌های نوین فناوري مذکور، این سرویس جایگزین سرویس PTMP برای ارتباطات بین استانی شده و در آینده با گسترش شبکه IP/MPLS در کلیه شهرستان‌های استان‌ها، امکان جایگزینی سرویس PTMP با این سرویس در داخل استان‌ها و ایجاد شبکه‌های مجازی لایه 3 در محدوده‌های داخل استانی و نیز شبکه‌های VPN لایه 2 فراهم خواهد شد.
از ديگر دلايل پيدايش MPLS مي‌توان به موارد زير اشاره کرد:
• رفع مشکلات کندي روترها در شبکه‌های بزرگ و زیر فشار با مکانیسم ساده مانند برچسب‌زني ترافیک هر مشتری
• استفاده در Traffic Engineering و Quality of Services
• ايجاد Virtual Private Networks
بر اين اساس اهدافي که در طراحي MPLS مورد توجه قرار گرفت، عبارتند از:
• MPLS باید هر نوع فناوری لایه دوم را پشتيباني کرده و فقط منحصر به ATM و Frame Relay نباشد.
• MPLS باید با پروتکل‌های مختلف مسیریابی سازگار باشد.
• در MPLS باید قابلیت مجتمع‌سازی ترافیک پشتیبانی شود. در این صورت امکان ارسال ترافیک‌های متنوع کاربران از طریق یک مسیر واحد فراهم ميشود.
• MPLS باید قابلیت مقیاس‌پذیری داشته باشد، یعنی انعطاف‌پذیر بوده و در شبکه‌های بزرگ نیز جواب دهد.
ديگر قابلیت‌های سرویس VPN/MPLS
• سهولت به‌کارگیری شبکه برای مشتریان: با توجه به اینکه کلیه عملیات مسیریابی در داخل شبکه سرویس‌دهنده انجام مي‌گیرد، مشتریان مي‌توانند در سایت‌های خود از ساده‌ترین تجهیزات لایه 3 استفاده نمایند و نیازی به اعمال پروتکل‌های
Dynamic Routing و پشتیبانی و مدیریت آنها و کنترل ترافیک توسط خود مشتري نخواهد بود.
• سهولت نگه‌داری شبکه مشتری: در واقع نگه‌داری بخش عمده شبکه مشتری تا لایه سوم بر عهده شرکت مخابرات است.
• هزینه کمتر و استفاده بهینه از پهنای باند.
• قابلیت ارتباط مستقیم کلیه نودها با یکدیگر (با استفاده از توپولوژی Full Mesh).
• امکان اعمال QoS (Quality of Service) مورد نیاز مشتری. با استفاده از این قابلیت می‌توان ترافیک‌های مختلف مشترک، از جمله ويديو، صوت و ديتا را مطابق اولویت‌های تعیین شده از سوی مشترک، به صورت تضمیني و در مسیرهای مورد درخواست مشترک هدایت نمود.
• تأمین REDUNDANCY شبکه مشتری.
آشنايي با معماری MPLS
از خواص ذاتی MPLS تفکیک ترافیک یک سازمان از دیگر سازمان‌ها توسط سرویس‌دهنده (در بحث ما شرکت مخابرات) است. به طوری که چندین مشترک مي‌توانند از آدرس‌دهی خصوصی مشترک بدون نیاز به ترجمه این آدرس‌ها استفاده نمایند. این جداسازی ترافیک منجر به استفاده از عبارت MPLS VPNs شد تا مشترکینی را که قصد اجرای شبکه خصوصی آيپي را با دیگر نقاط زیرمجموعه خود دارند، متمایز سازد. در حقیقت MPLS VPNs مشابه مدارات مجازی ATM و یا
Frame Relay است.
در بیشتر شبکه‌های WAN دنیا از فناوري انتقال لایه 2 مانند ATM و Frame Relay استفاده ميشود و برای اتصال دو روتر با استفاده از شبکه WAN لایه 2 این اتصال میسر ميشود. در این حالت طراح شبکه WAN بايد به صورت دستی مسیری ایجاد کند تا بسته‌های لایه 3 از میان لایه 2 عبور کنند.
نکته بسيار مهم سرويس MPLS این است که به سويیچ های لایه 2 امکان مي‌دهد تا همانند روتر در انتخاب مسیر هوشمند باشد.
نمونه‌هایی ازکاربردهای سرویس VPN/MPLS
• تأمین بستر ارتباطی جهت ایجاد سیستم‌های مکانیزه داخلی سازمان‌ها و شرکت‌ها در سطح کشور، مانند Paperless، ایجاد شبکه اینترانت و ارايه سرویس‌های داخلی مانند E-learning، VoIP، FTP، Email، Website و سیستم‌های ویديو کنفرانس.
• ایجاد شبکه‌های مونیتورینگ ویديویی بین مراکز کارگاهی و کارخانه‌های واقع در شهرستان‌ها با دفاتر مرکزی مستقر در تهران یا سایر شهرستان‌ها
پارامترهاي فني MPLS
از ويژگي‌هاي فني اين سرويس مي‌توان به موارد زير اشاره کرد:
• سهولت عملیات Forwarding
• جدایی عملیات Forwarding و Routing
• سهولت تجمع خصوصیات ATM و IP
• همخوانی با کلیه پروتکل‌های لایه 2 و لایه 3
• تبدیل آدرس‌ها به برچسب‌هایی با طول ثابت
• امکان استفاده از سرویس‌هایي ویژه همچون مهندسی ترافیک
(Traffic Engineering)، امکان ارسال Voice/Video روی آيپي با کاهش تأخیرات و افزایش QoS
سخن پاياني
آشنايي با سرويس‌هاي مخابراتي مي‌تواند در تصميم‌گيري‌هاي کلان سازماني براي راه‌اندازي شبکه‌هاي گسترده (WAN) در سطح ادارات و نهادهاي دولتي و يا شرکت‌هاي خصوصي بزرگ، موثر و مفيد واقع شود. در اين مقاله سعي شد انواع سرويس‌هاي مختلف را در اين خصوص، به صورت محدود نام برده و برخي از خصوصيات آنها را نيز بيان کنيم.
رایانه خبر - ارديبهشت ماه 89 شماره 60
