15-амалий машғулот кейинги авлоднинг конвергент тармоқлари

15.6. Назарий қисм


Телекоммуникация технологияларининг конвергенцияси

Хозирги вақтда мультисервис тармоқкларини қуришда IP/ATM, IP/MPLS, IP/Gigabit Ethernet технологияларидан фойдаланилади. IP/MPLS технологиясининг IP/ATM дан асосий афзаллиги узоқ муддатли истиқкболда масштабланишининг кенгаювчанлигининг янада юқори даражада (Scalability, extensibility) тизимни функционал кўпайтиришнинг янги элементларни қўшиш ёки эскирганларини янада мукаммалларига архитектуралаш ўзгартирмаган холда алмаштириш имкониятидан иборат. Бундай хоссага аввало транспорт тармоғи эга бўлиши керак. IP/MPLS технологиясини қўллашнинг афзалрок сохаси – транспорт тармоғи ядросидир.

Кенг кўламлилик шунингдек катта миқдордаги фойдаланувчилар оқимининг иқтисодий қўллаб қувватланишини англатади. Тежамкорлик магистрал орқали жуда кўп миқдордаги оқимларни улардан хар бирини кузатмасдан, балки бутун тўпламини бир йўла (бўлакларга ажратиш йўли билан) кузатиб узатиш имконини назарда тутади. Оқимларни бирлаштиришни ATM технологиясида ҳам MPLS технологиясида ҳам амалга оширилади. ATM да - бу айрим виртуал бирикмаларни (VCC) умумий виртуал VPS йўлиги бирлаштириш бўлса, MPLS да эса бу турли хил фойдаланувчилар оқимини умумий етказиб бериш синфларига (Forwarding Equvalence Class, FEC) бирлаштириш ва уларни умумий йўл (Label Switching Path, LSP) бўйлаб узатишдир. Шунинг билан бирга MPLS технологиясида бирлаштириш механизмлари анча мослашувчан бўлиб, автоматлаштиришга мойил бўлади. Агар ATM коммутатор виртуал канал идентификаторлари (VCL) бўлган факат иккинчи даражали коммутация жадвалидан ва тракти (VPI) дан фойдаланса, у холда белгилар ёрдамида коммутацияловчи (Label Switched Router LSR) MPLS маршрутизатор ўша иккинчи даражали, учинчи даражали (IP адрес), тўртинчи даражали (TCP/UDP портлари), кўпинча эса амалий ахборотга кира олади( ахборотдан фойдалана олади). Шунинг учун маъмур виртуал каналлар (VCC) бирикмаларини виртуал трактлар бирикмаларини (VPC)га дастаки акслантиришни конфигурацияламаслиги, балки трафикнинг турли хил белгиларини, шу жумладан юқори даражасини хисобга олган холда бириктиришнинг бир нечта қоидасини ёзиб қўйиш хамда кейинги ишларини LSRга тақдим этиши мумкин. MPS нинг кенг кўламлилигини оширувчи яна бир фарқ қилувчи хоссаси белгилар иерархияси даражаларининг чексиз сони хисобланади, ва мос равишда, ATM технологиясида икки даража (VPC/VCC) ўрнига йўлларни бирлаштириш хисобланади.
ATM ва MPLS технологиялари замонавий транспорт тармоқларида айнан бир хил вазифаларни бажаради: канал даражасида виртуал бирикишларни яратиш. Виртуал бирикиш қуйидагиларни таъминлайди:
Маълумотларнинг фойдаланувчилар оқимларининг хар хил турларига табақали хизмат кўрсатиш (ахборотни элтиб бериш хизматлари сифати даражаси тўғрисидаги белгиларни қўллаб - қувватлаш ServiceLevelAgremeentSLA;)
- тармоқ орқали маълумотлар оқимларининг киришйўлларини оқилона танлаш асосида (трафикни бошқариш услублари ёрдамида - TrafficEngineering, TE) ресурсларидан оптимал фойдаланиш.
ATM технологиясида бир қанча чеклагичлар мавжуд, улар туфайли унинг кенг миқёслилиги маълум чегаралардан ташқарига чиқмайди. Энг жиддий чеклагич қайд этилган ва ячейканинг унча катта бўлмаган ўлчами - 53 байт хисобланиб, улардан 48 байти ахборот маълумотларини кўчириб ўтказади. Ячейканинг кичик ўлчамида бўлиши тутилиб қолишларига сезгир бўлган нутқий ахборотни 155 Мбит/c тезлик билан магистрал тармоқ орқаликўчириб ўтказишнинг олдиндан билинадиган параметрларини яратиш мақсадида танлаб олинган эди. (155 Мбит/c тезлик ХХ асрнинг бошларида АТМ тармоқларида энг кенг тарқалган эди).
Ўтган 15 йил мобайнида транспорт тармоқлари тезликларининг кўлами ўзгарди, хозирги вақтда ахборотни етказиб бериш технологиялари энди 10 Г бит/с (10 Gigabit Ethernet 10 GE) ва ундан ортиқ тезликда ишламоқда. Хар қандай пакетли коммутацион қурилманинг хисоблаш қуватти харажатлари улар қўллаб қувватлаётган технологияларга боғлиқ бқлмаган холда ишлов берилаётган пакетлар (кадрлар, ячейкалар) ўлчамига эмас балки миқдорига пропорционалдир. Шунинг учун АТМ коммутаторининг унумдорлиги ўлчами 4500-5500 октет бўлган пакетлар билан ишловчиIP маршрутизаторининг унумдорлигига қараганда тахминан 100 марта катта бўлиши керак. Бундай ячейкалар ва пакетлар ўлчамларидаги фарқоқибатида физик даражада (табиий холда) етказиб беришда тутилиб қолиш катталиги наносекундли катталиклардан ортмайди ва тармоқ фойдаланувчилари томонидан сезилмайди.
АТМ нинг афзаллиги - АТМ нинг энг кучли томони сифатида доимо қараб келинган турли хилдаги оқимларга табақалаштирилган холда хизмат кўрсатишини нозик ва хар-хил қўллаб қувватлаш хақиқаттан ҳам маълумотларнинг мавжуд оқимларининг барча ишлаб чиқарувчилар технологияларини турларини хар томонлама тахлил қилишди, уларни синфларга ажратишди, хар бири учун тегишли кўринишдаги ахборотни элтиб беришни энг маъқул тарзда қўллаб қувватловчи алохида хизматни (CBR, rt, VBR, nrt VBR, ABR, va UBR) яратишди.
Тармоқни бошқариш деганда:

• 
  тармоқ операторларининг тизимли мақсадларини аниқлаш ва унга эришиш;
  
• 
  бошқа тармоқлар (зона, қитъа, дунё) операторларининг бошқариш тизимларининг ўзаро алоқаси;
  
• 
  тармоқни бошқаришнинг усуллари ва воситаларини белгилаб берувчи тартибга солувчи хужжатларни ишлаб чиқиш тушунилади.
  

Бунда АТМ тармоғининг буғинлари фойдаланувчининг тармоқ маълум билан битимларнинг тузилишини юқори даражада таъминлаб, хар бир алохида виртуал бирикма учун “Учидан учигача” усули бўйича ахборотни етказиб бериш сифати параметрларини назорат қилишни таъминлайди.
MPLS технологияли тармоқнинг шу тарзда ахборотни етказиб бериш сифатини қўллаб-қувватлай олишга қодир эмаслигини жуда кўпчилик мутахассислар унинг кучсизлигидан ваАТМ технологияларининг магистрал тармоқларда сақланишининг бош сабаби деб хисоблайдилар. Шубхасиз IP/MPLS технологияли тармоқларда ахборотни етказиб бериш сифатини қўллаб қувватлаш билан боглик муаммолар мавжуд, аммо гап MPLS фойдаланувчининг ахборотини АТМ даражасида элтиб бериши сифатини қўллаб қувватлай олмайди. Бугун тармоқнинг чека қисмлари учун эмас, балки унинг ядроси учун мўлжалланган бундай технологиянинг алохида ролига мувофиқ ахборотни етказиб беришнинг сифатини қўллаб қувватлаш усулларини MPLS учун белгиловчи ITU-T стандартлари ва бошка халқаро органлар хали мавжуд эмас. Шуни таъкидлаш керакки ахборотн элтиб бериш сифатини қўллаб қувватлаш MPLS га умуман қаттиқ киритилмаган ўурнатилмаган). (агар сарлавхадаги Eхр майдоннинг захирига олинган учта битини хисобга олинмаса, улар кадрнинг устуворлиги белгисини кўчириши учун фойдаланилади). Бундай соддалаштириш онгли равишда тайёрловчилар ва тармоқ интеграторларига харакат эркинлигини ва алоқа тармоқлари операторларининг эхтиёжларига энг яхши тарзда жавоб берувчи ахборотни элтиб бериш сифатини қўллаб қувватлашнинг механизмларидан мавжудларини қўлланилиш имкониятини бериш учун қилинган. Бугунги кунда бундай тавсия этиладиган механизм табақалаштирилган хизмат кўрсатиш (Diffserv) хисобланади, у IP тармоқлар учун ишлаб чиқилган ва АТМ даги каби алохида фойдаланувчилар бирикмалари билан эмас, балки тармоқ трафигининг бир қанча бирлаштириладиган синфлари билан ишлаш учун мўлжалланган. Айнан сана шундай технология транспорт тармоғи ядросида ишлаш учун тўғри келади.
ХХI асрнинг бошида магистрал тармоғида IP/MPLS технологиялари боғланишини қўлланилиш йўналиши пайдо бўлди. Бунда АТМ технология кириш тармоғида фойдаланилиши мумкин. Кўпчилик алоқаоператорлари жахоннинг иқтисодий ривожланган мамлакатларининг AТМ кириш тармоқларида транспорт тармоғи ядросида деган иборани оқилона ва стратегик жихатдан тўғри деб хисоблаб бундай қарорни қўллаб қувватлайдилар.
Кириш тармоғи магистрал тармоғи билан иккинчи протокол даражасида ўзаро таъсирланганда (ўзаро алоқа бўлганда) биринчи ёки иккинчи даражадаги объектлар билан ишлаб чиқарилувчи рақамли оқимлар иккинчи даражадаги кадрлар ёки ячейкаларга бевосита инкапсулланади. Бу эса мос холда ортиқча харажатларни камайтиради.
Иккинчи даражадаги кадрлар оқимини магистрал орқали етказиб бериш учун белгилар ёрдамида коммутатцияланувчи LCP йўлда иккинчи даражали адресларни акслантириш жадвалларидан фойдаланилади. Бунда иккинчи даражали кадр адресси танлаб юборилмайди, балки ёдда сақланиб қолинади ва MPLS сарлавхасининг иккинчи белгиси майдонига жойлаштирилади яъни кадр сарлавхасида белгилар иерархияси хисобига иерархик йўлларни қўлллаб қувватлашдан иборат MPLS хоссасидан фойдаланилади. Кадр ёки ячейка IP/MPLS магистралидан чиқиб кетганда бу адрес ахборотни тикланади ва маълумотлар кириш тармоғида фойдаланиладиган технологияга мувофиқ белгиланган жой узелигаетказиб берилади. Шундай қилиб иккинчи даражали кадрлар оқимини тунеллаш амалга оширилади. Бунда тунеллар сифатида магистрал тармоқда яратилган йўллар (LSP) дан фойдаланилади. Агар кириш тармоғида АТМ технологияси қўлланилса , у холда виртуал бирикиш магистралнинг кириш қурилмасида тугалланмайди, балки шаффоф равишда MPLS туннели орқали ўтади ва магистралдан чиқишда белгиланган жой узелига кириш тармоғида давом этади. АТМ ва MPLS нинг ўзаро алоқаларининг тавсифланган схемалари бир -бирини тўлдиради. Уларни биргаликда қўллаб, оператор IP/MPLS магистрали орқали IP – оқимлар пакетини хам, бошқа форматдаги маълумотлар оқимларини хам етказиб бериш имкониятини олади .
MPLS технологиясининг АТМга нисбатан афзалликларидан бири унинг иккинчи даражадаги мавжуд технологияларнинг амалда истаган кадрлар форматиданATM, Frame Relay, PPP, Ethernet, ёки бошқа форматидан фойдаланувчи бир неча турларига эга ( A- MPLS, F-MPLS. P-MPLS, ва E - MPLS).
MPLS нинг бундай протоколли мустақиллиги транспорт тармоғида зарур бўлган мослашувчанлик ва кенг кўламлилик (қурилмани алмаштирмасдан тавсифларни модификациялаш имконияти) нинг юқори даражасини таъминлайди. Мультимедиа трафигининг тавсифини ўргангандан ва MPLS технологиясидан фойдаланишда тажриба тўплангандан сунг оператор бошкам синфларга ўтказилган оқимларни, шу жумладан бугунги кунда элтиб бериш CBR ва rt – VBR АТМ хизматлари ёрдамида таъминланадиган, тутилишига сезгир бўлган маълумотлар оқимларини белгилар ёрдамида (LMP) коммутацияланувчи йўлларга ўтказишни бошлаши мумкин.



15.1 расм. IP/MPLS ва АТМнинг ўзаро алоқаси профили

15.1-расмдаIP/MPLSва АТМ ўзаро алоқа профили протоколларининг стеклари келтирилган. Интернет (интранет)ресурсларига киришни таъминлаш учун фойдаланувчи линия виртуал тармоғига уланган иккинчи даражали LLC ва MAC протоколлари турларидан бирини қўлланилиши мумкин.

MPLS доменининг LERI (Label Edge Router) чегаравий маршрутизатори LLCпротоколи кадрларига белги қўяди ва белгиланган кадрлар оқимини маршрутлаштириш протоколлари (масалан, OSPF) ва белгиларни тақсимлаш LDP (Label Distribution Protocol) ёрдамида танланган LSP йўли бўйлаб йўналтиради. LSP йўл қўйидаги тармоқ объектлари орқали ўтади: LERI, LSRI, IP/MPLS ва ATM, LSR2, LER2 технологияли тармоқ коммутатори.
IP/MPLS ва ATM технологияли тармоқ схемаси 15.2-расмда келтирилган. ATM коммутатор шахсий белгилари (VPI, VCI)дан уларни LSRI- АТМ коммутатори ва LSR2 ATM коммутатори интерфейсларида IP пакетларга бириктирилиши учун фойдаланади. TEA терминалдан TEB терминалга оқим пакетлари LSP йўл бўйлаб MPLS домени объектларида (коммутацияловчи LER, LSR маршрутизаторларида ва АТМ коммутаторларида) пакетлар L1, L2,L3,L4, L5, белгилар ёрдамида коммутацияланади. L2, L3, L4, белгилар сифатида ATM технологиясида қўлланиладиган VPI виртуал трактларнинг идентификаторларидан фойдаланилади.



15.2- расм. IP/MPLS ва АТМ технологияли тармоқ схемаси

Кейинги авлод тармоғи ядросида каналлар коммутацияси билан ёки пакетлар коммутацияси билан бўлган режимдан фойдаланиш кераклиги тўғрисидаги масала деярли бир қийматли хал қилинган. Тармоқ ядросида қўйидаги сабабларга кўра пакетлар коммутацияси бўлган режимдан фойдаланилади:

- биринчидан, ўз табиатига кўра пакетли бўладиган маълумотлар трафигининг жадаллиги телефония трафигининг жадаллигидан катта бўлади;
- иккинчидан, каналлар коммутацияси бўлган тармоқлар мавжуд ресурсларидан самарали фойдаланмайди, бунда алоқа канали уланиш ўрнатилган пайтдан бошлаб то тўлиқузилишигача банд бўлади (хатто фойдаланувчи ахборотни ўзатаётилаётган холатда ҳам).
Ундан ташкари, бу TCP/IP протоколлар стекида асосланган пакетлар коммутацияси бўлган тармоқ бўлади. TCP/IP стекининг муваффақияти унинг таянч коммуникацион технологиялардан (PPP, Ethernet, TоkenRing, FrameRelay, ATM, IP/MPLS, SDH дан) деярли исталгани билан мослашиш қобилияти билан мослашишиши билан изохланади.
TCP/IP протоколларидан фойдаланувчи улкан микдордаги дастурлар ва иловаларнинг бозорда мавжудлиги ҳам TCP/IP ни бошқа тармоқ протоколларидан афзал кўришига имкон беради. Нихоят TCP/IP ни бошқа тармоқ протоколларидан афзал қурилишига имкон беради. Нихоят, TCP/IP нинг хозирги пайтдаги энг тез ривожланаётган компьютер тармоғи хисобланган интернетда фойдаланиши кейин авлод тармоғида TCP/IP стеки фойдаланишни юқори даражадаги ишонч билан айтишга имкон беради.
Глобал ахборот инфратузилмасининг стандартлари дастурий воситалар асосида ҳам, аппарат воситалар асосида ҳам иловаларнинг ва турли хил платформаларнинг жуда катта хилма хиллиги орасида уланишига мўлжал олиб ҳам (Connection – Oriented Co), уланишига мўлжал олмасдан ҳам (Connection less Oriented CL), ўзаро таъсирлашув ва ўзаро алоқа имкониятини таъминлаши керак. Турли хил технологиялар (SC, PS, ATM, MPLS, SDN, WDM ва бошкалар)дан фойдаланувчи телекоммуникация тармоқлар (PSTN, DSN, ISDN, MN, IN, CN, OSN) хозирги вақтда маълумотлар ва нутқни юқори сифат билан узатишни таъминлайди ва бир-бири билан ўзаро таъсирлашади.
TCP/IP протоколли тармоқлар шундай платформани яратадики у турли хил тармоқ инфратузилмалари билан боғлиқ фойдаланувчиларга иловаларнинг умумий тўпламига эга бўлишга ва элтиб бериш сифати кафолатланмайдиган маълумотлар оқимлари билан алмашишига имкон беради.
TCP/IP протоколлар стеки юқори сифатли нутк, видео, мультимедиа иловаларини қўллаб қувватлаш мақсадида такоммиллаштирилади (масалан IPv6). Тармоқ технологиялари конвергенциясининг бу анъаналари 15.3- расмда келтирилган. Конвергенциянинг йўналишлари қуйидагиларни ўз ичига қамраб олади:
- бирикишларнинг ўрнатилишига аввал мўлжал қилинмаган (connection less operation) пакетлар коммутацияли технологиялар, масалан IP протоколидан фойдаланувчи коммутацияли технологиялар виртуал бирикишларнинг (Connection oriented) дастлабки ўрнатилиши туфайли ахборотни элтиб бериш сифатини ошириш мақсадида (Guaranted bearer services) такоммиллаштирилади.
- каналлар коммутацияли тармоқ узеллари (PSTN ва ISDN) пакетлар коммутацияли янги авлод транспорт тармоқлари оркали ахборот алмашадилар. ( IP/MPLS), бу эса тутилиб қолишга, джиттерга (jitter ) ва пакетларни йўқолишига сезгир бўлган ахборотни элтиб бериш сифатининг пасайишига (Unguaranted bearer service) олиб келади.
- юқори сифатли хар қандай иловаларнинг ахборотини элтиб беришини таъминловчи (Guaranted bearer service) АТМ технологияли тармоқлар бирикишига мўлжал олиш билан ҳам, бирикишига мўлжал олмасдан ҳам, (масалан LANE ATM) етказиб бериш хизматларини тақдим этади.

15.3 – расм. Тармоқларнинг ривожланиши йўналиши (технологиялар конвергенцияси):

CO (Connectoin - oriented operation) - “бирикишни ўрнатиш билан” режимида элтиб бериш;
CL (Connection less operation) “бирикишни -ўрнатмасдан” режимида элтиб бериш;
- технологияни ривожланиш йўналиши.


Глобал ахборот инфратузилмаси шундай телекоммуникацион инфратузилмани яратишга даъво қиладики, у ўзига ахборотнинг барча мумкин бўлган турларини (нутк, маълумотлар, мультимедиа) бирлаштира олсин ва улардан хар бирининг хизмат кўрсатиш сифатига бўлган талабларини қаноатлантирсин ( Quality of Service, QoS).