what is wide area network
Tout ce que vous devez savoir sur la conception de réseaux étendus (WAN):
Dans ce Série de formation sur le réseautage , nous avons tout appris sur Modèle TCP / IP dans notre tutoriel précédent.
Ce tutoriel vous expliquera tout sur le WAN en détail avec des exemples.
Les réseaux étendus (WAN) sont un réseau de télécommunication qui est réparti sur une vaste zone géographique avec un objectif principal de réseautage informatique. Un réseau WAN connecte différents petits réseaux locaux LAN et MAN de zone métropolitaine.
Pour construire le réseau WAN, une combinaison de divers périphériques réseau tels que des ponts, des commutateurs et des routeurs est nécessaire.
Le réseau WAN le plus connu est Internet. Le réseau WAN couvre les villes, les états, les pays et même les continents. Le WAN peut être un réseau public ou un réseau privé.
Ce que vous apprendrez:
- Présentation de la conception du réseau WAN
- Technologies de mise en réseau WAN
- Topologies de réseau WAN
- Exemples en direct de réseaux WAN
Présentation de la conception du réseau WAN
Le réseau étant réparti sur de longues distances, des supports de transmission fiables et rapides avec une bande passante élevée sont nécessaires, c'est pourquoi le câble à fibre optique est principalement utilisé pour la connectivité WAN. La technologie de commutation utilisée dans le WAN comprend à la fois la commutation de circuits et de paquets en fonction de l'architecture du réseau.
Les réseaux WAN sont conçus de manière à ce que le siège social de l’entreprise soit connecté aux succursales et au centre de données centralisé avec une connectivité Internet pour tous les utilisateurs finaux s’ils sont pertinents.
Dans ce didacticiel, nous explorerons les aspects de conception des réseaux WAN avec l'importance des liaisons STM dans la technologie WAN.
Problèmes de conception
- Le réseau devrait être conçu de manière à ce que l’architecture globale conçue soit rentable et respectueuse du budget.
- Les liens utilisés pour la connectivité doivent être fiables et protégés. En fournissant une protection, si un lien échoue, le réseau sera toujours actif en utilisant le lien de protection.
- Le débit global du réseau devrait être le meilleur et le délai de paquets devrait être aussi minime que possible.
- Le réseau doit être conçu de manière à minimiser les interférences, la gigue et la perte de paquets.
- L'objectif de base d'un réseau bien conçu est de fournir des données à l'hôte de destination à partir de l'hôte source en utilisant le chemin le plus court.
- Les composants équipés dans le réseau doivent être bien utilisés et gérés correctement.
- Un système de pare-feu solide doit être utilisé pour assurer une transmission fiable et sécurisée.
- La topologie du réseau, les modes de transmission, la politique de routage et les autres paramètres du réseau doivent être choisis en fonction du type et du besoin du système à mettre en œuvre.
Technologies de mise en réseau WAN
Deux technologies sont utilisées dans la conception du réseau WAN.
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Voici les classifications:
- Commutation de circuit: L'exemple de commutation de circuit comprend DWDM, SDH ou TDM.
- Commutation de paquets: Le type de commutation comprend l'ATM, le relais de trame, la commutation d'étiquettes multiprotocoles (MPLS) et IPV4 ou IPV6.
# 1) Commutation de circuit
Il s'agit du procédé d'utilisation d'un système de réseau de communication dans lequel un canal de communication dédié est établi entre les deux nœuds de communication tout au long du processus de communication. Le canal ou circuit a été doté d'une bande passante dédiée tout au long du processus de communication.
SDH et DWDM les technologies utilisent la commutation de circuits pour la communication.
Prendre en compteExempled'une entreprise de test de logiciels , ayant le centre de R&D à Bangalore tandis que le siège social est à Mumbai et les succursales à Chennai, Hyderabad et Pune respectivement.
Désormais, l'entreprise a besoin de connecter tous les bureaux entre eux avec le siège social de Mumbai. Le centre de données doit également être connecté directement au siège social.
Comme tous les tests et développements sont effectués au bureau de Bangalore, le lien doit être protégé et doit être fiable et sécurisé. La taille des données échangées entre ces liaisons sera très grande et peut être une très grande quantité de données qui circuleront en même temps entre ces liaisons WAN.
Ainsi, en gardant tous ces points à l'esprit, des liaisons STM doubles haut débit et haute capacité sont proposées pour la connectivité entre toutes les villes et le centre de R&D de l'entreprise.
Bien entendu, la fibre optique est utilisée comme support de transmission et nous utilisons des liaisons STM pour la connectivité sur fibre.
Module de transport synchrone (STM):
21 E1 (flux 2 Mbps contenant 30 canaux voix / données) sont combinés pour former un VC (Virtual Container). 3 nombres de VC sont combinés pour former un module STM-1 contenant 63 E1.
Les liaisons STM ont des bandes passantes différentes. Le niveau de base est STM-1 et c'est le premier niveau de la hiérarchie numérique synchrone. Il offre une bande passante de 155 Mbps. Si nous ajoutons quatre STM-1 ensemble, alors il devient STM-4 qui offre une bande passante de 622 Mbps.
En outre, 4 nombres de STM-4 sont combinés pour former STM-16 qui occupe environ 2,5 Gbps de bande passante, puis 4 nombres de STM-16 sont combinés pour former STM-64 qui occupe environ 10 Gbps de bande passante.
Ces systèmes SDH sont de conception très élégante et occupent encore moins d'un dixième de l'espace consommé par les systèmes PDH. De plus, la puissance requise est nettement moindre ici.
Si vous avez besoin d'encore plus de bande passante que cela, nous devons opter pour des systèmes DWDM qui se présentent sous la forme de configurations 4/8/16 ou 32 lambda. Chaque lambda est capable de transporter n'importe quelle quantité de bande passante à partir de PDH ou STM-1 à STM-64 en fonction de la complexité et du coût que nous sommes en mesure de supporter selon nos besoins.
Le multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM) est une technique de multiplexage combinant un certain nombre de flux de données de différentes tailles, c'est-à-dire des signaux porteurs optiques de différentes longueurs d'onde (couleur ou lambda) de la lumière laser, sur une seule fibre optique.
DWDM permet une communication bidirectionnelle ainsi que la multiplication de la capacité du signal.
Niveau SDH | Bande passante de charge utile (Mbps) | Taux de ligne (Mbps) |
---|---|---|
STM-1 | 150 336 | 155,52 |
STM-4 | 601 344 | 622,08 |
STM-16 | 2405 376 | 2488,32 |
STM-64 | 9621 504 | 9953,28 |
La trame STM-1 est transmise en exactement 125 µs par conséquent, il y a 8 000 images par seconde sur un système à 155,52 Mbps. La trame STM-1 comprend un surdébit et des pointeurs ainsi qu'une charge utile d'informations.
Les principales caractéristiques du cadre sont les suivantes:
Les informations de charge utile à transmettre ont une trame VC-4.
Section Over Head est l'en-tête du cadre qui est ensuite divisé en:
- RSOH (section du régénérateur au-dessus de la tête): Cette section conduit l'alignement de trame, le brouillage et la régulation de la ligne de transmission qui comprend principalement la régénération de signaux faibles et examine les problèmes d'erreur.
- MSOH (section de multiplexeur au-dessus de la tête): Cette section gère la transmission entre les spots où l'AUG ( Exemple: AU-4) est assemblé et démonté. Il supervise la synchronisation de la section multiplex, la communication d'état et l'examen des erreurs.
- Pointeur AU-4 (Unité administrative): La charge utile (VC-4) n'est pas dans une situation de phase ajustée par rapport à la trame (tramage dynamique) et le pointeur donne la situation de la charge utile par rapport à la trame. Nous pouvons égaliser la différence de phase et le taux entre VC et la charge utile avec un changement du pointeur.
- AU-4 PTR (pointeur): Il pointe vers le premier octet de la trame VC-4 (octet VC-4 POH J1).
La trame STM est transmise en série continue: octet par octet et ligne par ligne.
Un flux de signal PDH de 140 Mbps peut être mappé directement sur la trame VC-4.
Les principaux paramètres du cadre sont les suivants:
différence entre le scénario de test et le cas de test
Temps de trame: 125 µs
La trame se compose de 9 lignes et 270 octets par lignes.
9 x 270 x 8 x 8000 = 155 520 000 bits par seconde
| | + + image / s (temps de trame: 125 µs)
| | |
| | + un octet = 8 bits
| il y a + 270 octets d'affilée
+ nombre de lignes dans le cadre
La trame se compose de 2430 octets (octets).
La charge utile se compose de 2349 octets (octets).
La surcharge se compose de 81 octets (octets).
Les caractéristiques ci-dessus de la hiérarchie SDH pour la transmission le rendent le mieux adapté aux supports de transmission à haut débit et à bande passante élevée pour une communication longue distance fiable et synchrone.
# 2) Commutation de paquets
La commutation de paquets est une sorte de processus de commutation dans lequel les données sont envoyées dans un réseau sous forme de paquets.
Le gros morceau de données est d'abord divisé en petites données de longueur variable appelées les paquets. Ensuite, ceux-ci sont envoyés sur les supports de transmission. À la fin de la destination, ceux-ci sont réassemblés et livrés à l'hôte destiné.
Aucune pré-configuration du lien n'est requise dans cette méthode. La transmission des données est rapide et la latence de transmission est minimale. La commutation de paquets déploie le magasin et transmet la procédure de routage des paquets. Chacun des paquets a à la fois une adresse source et une adresse de destination à travers laquelle il peut atteindre la destination en suivant divers chemins.
S'il y a congestion à n'importe quel niveau de saut, alors le paquet suivra un chemin différent pour atteindre la destination. Si le récepteur rejette les paquets de données, il peut être retransmis.
La commutation de paquets est de deux types, à savoir Commutation orientée connexion et sans connexion .
(je) Commutation sans connexion : Dans le streaming vidéo, les jeux en ligne, la télévision en ligne, Internet, etc., la commutation de paquets sans connexion est utilisée comme si certains des paquets étaient perdus pendant la transmission, cela n'affecte pas beaucoup les données globales.
(ii) Commutation orientée connexion : Dans la transmission de factures et de données, la commutation de paquets orientée connexion est utilisée.
IPV4 et IPV6 sont quelques types courants de méthodes de commutation de paquets.
Topologies de réseau WAN
Il existe plusieurs types de topologies de réseau qui sont utilisées dans les systèmes de mise en réseau. Cependant, celles qui sont les plus couramment utilisées à des fins de WAN sont les topologies à double anneau et maillage.
Comme les systèmes WAN sont physiquement situés à des centaines de kilomètres l'un de l'autre, il est très important qu'ils fonctionnent principalement avec la méthodologie de liaison de protection afin d'éviter toute panne importante en cas de panne de support ou de panne de périphérique.
Par conséquent, une topologie à double anneau est déployée, où chaque périphérique réseau hôte est connecté via un autre approvisionnement connecté en dernier avec le premier dans les deux sens. Ainsi en cas de coupure de fibre ou de panne de l'appareil, le flux de données se fait via la liaison de protection en maintenant le réseau en vie.
C'est rentable et la commutation est très rapide. Il est principalement utilisé dans les systèmes de réseaux de télécommunications.
Dans une topologie maillée, chaque nœud est connecté les uns aux autres avec une topologie point à point. Il est utilisé pour des volumes de trafic plus élevés, comme dans les MNC logiciels. Avec la topologie maillée, il est simple de couvrir de grandes zones et l'identification et la restauration des défauts sont également faciles. Il offre une approche plus flexible des reconfigurations.
Composants du modèle de conception de base
Les composants du modèle de conception de base du réseau WAN comprennent:
- La première chose est de générer la topologie du réseau selon le scénario donné de l'architecture du réseau. Nous avons discuté des topologies appropriées pour le réseau WAN dans le segment ci-dessus. Essayez donc de choisir l'un d'entre eux car ils joueront un rôle important dans une bonne solution de conception.
- Après avoir sélectionné la topologie, acheminez le trafic vers la destination selon le meilleur algorithme de routage approprié.
- La tâche suivante consiste à déterminer le trafic sortant et entrant à chacun des nœuds du réseau. Différents types de formules mathématiques sont utilisés pour déterminer le trafic. Après l'estimation du trafic, déterminez la capacité de chaque liaison et attribuez la capacité à chacun des nœuds et de la liaison en conséquence.
- Maintenant, au niveau suivant, nous devons identifier les types de retard dans le réseau et vérifier les points de retard. Aussi, prenez des mesures et utilisez une telle méthodologie, où nous pouvons minimiser le retard autant que possible. Le minimum est le délai, alors le meilleur sera la solution réseau. Les retards les plus courants incluent les délais de routage et de mise en file d'attente.
- Vérifiez la fiabilité du modèle de réseau en appliquant divers tests et en chargeant à la pleine capacité du réseau. Si le réseau fonctionne bien, alors c'est une bonne approche sinon changez l'approche.
- Après avoir effectué tous les tests appropriés et terminé toutes sortes d'activités de conception de réseau, calculez enfin le coût du modèle de réseau. L'utilisation optimale des éléments du réseau est très cruciale. Pour ajouter, le coût doit être dans le budget suggéré par le client.
Exemples en direct de réseaux WAN
Vous trouverez ci-dessous quelques exemples LIVE de réseaux WAN.
Exemple 1:
Système de réservation des chemins de fer indiens: Le système de réservation des chemins de fer indiens, géré par l’IRCTC, est un exemple de réseau WAN. Le réseau à fibre optique des fournisseurs de médias tels que RAILTEL, BSNL et TATA est utilisé avec des liaisons STM-4, STM-16 à haut débit et à bande passante pour la connectivité.
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La liaison STM assurant une transmission sécurisée, synchrone et rapide sur des centaines de kilomètres, elle est déployée dans le système de réservation et relie tout le pays sur un seul réseau.
Exemple 2:
Réseau UP-SWAN: Le réseau régional du gouvernement UP est un exemple de conception de réseau WAN qui connecte tous les districts et villes de l'État à trois districts de nœuds principaux - Lucknow, Gorakhpur et Varanasi respectivement et connecte chaque nœud central entre eux avec la liaison STM-16. qui fonctionne dans la topologie à double anneau.
Comme les nœuds principaux sont connectés directement les uns aux autres, toutes les données, voix ou vidéo peuvent être échangées facilement entre eux en temps réel. En outre, les liens fonctionnent dans le chemin principal et de protection. Donc, si la fibre coupe entre l'un d'entre eux, alors le réseau sera vivant et les données avec le flux par le lien de support.
Tous les autres districts et villes également connectés par des liaisons STM et DS3 de faible capacité à leurs nœuds centraux respectifs en fonction de la région à laquelle ils appartiennent. L'UP-SWAN est un réseau en direct et est maintenu par les technologies HCL et le centre informatique national (NIC).
Exemple 3:
Logiciel MNC Network: Les personnes travaillant dans le domaine des logiciels et des technologies de l'information utilisent également le réseau WAN pour la connectivité entre les sièges sociaux et les bureaux régionaux pour partager des données et mettre des données sur le serveur centralisé comme un outil de test logiciel ou tout autre outil accessible aux hôtes finaux. conformément aux droits accordés par les administrateurs informatiques.
L'organisation peut se connecter via des routeurs et des commutateurs et utiliser la commutation de paquets au lieu de la commutation de circuits comme technologie de transmission.
Comme ils n'échangent que les données, l'image ou la vidéo entre la source et la destination et non la voix, il n'est pas nécessaire de dépenser de l'argent sur les liaisons STM. Ils peuvent utiliser les technologies IPV4 ou IPV6, qui sont les plus récentes et célèbres dans le domaine des logiciels de connectivité.
Conception WAN pour la connectivité de plusieurs bureaux
Le diagramme ci-dessus montre la conception WAN pour la connectivité du siège social, c'est-à-dire l'emplacement central d'un bureau avec ses bureaux d'extrémité régionaux et distants. L'emplacement du bureau régional peut être une grande ville et à son tour, divers districts peuvent y être connectés. Alors que le bureau du site distant est un site ou un bureau particulier.
Si le nombre d'emplacements de sites distants à connecter n'est que de quelques centaines, nous n'avons pas besoin d'utiliser le routeur pour cela, mais si le nombre de sites est en milliers, nous avons certainement besoin d'un routeur avec des liaisons WAN à haut débit.
Conception WAN d'extrémité distante: Le processus de conception de l'extrémité distante est simple. Nous avons juste besoin d'un routeur et d'un commutateur à l'extrémité distante.
Le commutateur est connecté à l'appareil terminal tel qu'un PC ou un serveur. Pour la connectivité entre le routeur et le commutateur, nous utilisons une liaison Ethernet à haut débit appelée Gigabit Ethernet qui fournit la vitesse de 1 gigabit.
Nous utilisons un simple lien DS3 pour la connectivité entre le PC et le commutateur car il n'y a pas de charge de routage des données sur ces deux appareils. Ils ne fonctionnent que sur les couches 1 et 2. La liaison DS3 fournit la vitesse de 45 Mbps. Il n'y a pas besoin de lien de protection à ce niveau.
Conception WAN régionale: La connectivité entre le routeur 1 situé sur un site distant et le routeur 2 situé au bureau régional se fait avec une bande passante STM-4 à double liaison haut débit et large bande passante 601,3 Mbps.
La double liaison implique que deux liaisons STM-4 sont établies entre elles pour assurer la redondance. Si un lien échoue pour certaines raisons, l'autre prendra en charge la charge et la connectivité restera active.
Encore une fois, une liaison Ethernet Gigabit est utilisée pour connecter le routeur au commutateur. À ce niveau, deux commutateurs qui fonctionnent en mode maître et esclave et fournissent une redondance au réseau sont utilisés pour la connectivité, ces deux sont connectés entre eux via un cordon de raccordement sur le port Ethernet, qui fournit une liaison haut débit.
Le routeur est connecté aux deux commutateurs. La conception est faite en gardant à l'esprit que si, en raison d'un trafic intense ou de toute autre panne, un commutateur cesse de fonctionner, le flux de données continuera via un autre commutateur. Les terminaux sont connectés à un commutateur avec une liaison DS3.
Conception WAN de l'emplacement principal: À l'emplacement central, un scénario de connectivité à double routeur et à double liaison est déployé. Étant donné que l'emplacement central de l'entreprise transporte un trafic énorme, deux liaisons STM-16 sont utilisées.
Veuillez noter ici que le lien STM est basé sur la fibre multimédia louée et que nous devrions toujours prendre des médias en location pour la connectivité du même lien avec deux fournisseurs de médias différents. De même, prenez un média de RAILTEL ou un autre de TATA, et ce faisant, nous rendrons notre réseau plus réticent et plus efficace.
Encore une fois, une conception à double commutateur est utilisée et les deux routeurs sont connectés aux deux commutateurs sur la liaison Ethernet. Les serveurs et les PC sont connectés via un commutateur sur les liaisons Ethernet et DS3 respectivement.
Flux de trafic: L'utilisateur final à l'extrémité distante souhaite envoyer des informations sous forme de données au site principal du bureau. Ici, le commutateur à l'extrémité distante dirigera les données vers le routeur pour transmission vers le bureau central.
Le routeur 1 acheminera les données via la liaison STM vers le routeur 3, en contournant le routeur intermédiaire 2. Les données sont maintenant livrées à l'hôte destiné à l'aide d'un commutateur pendant qu'il exécute l'ARP et fournit l'adresse MAC de destination du récepteur.
Le cas de l'échec du lien: Comme le montre la figure ci-dessus, si une liaison entre le routeur 1 et le routeur 2 échoue, le trafic circulera via la liaison de protection.
De la même manière, à l'emplacement central, si le commutateur 3 est incapable de fournir les données à un récepteur ou s'il est occupé, alors les données sont acheminées via le commutateur 4 car les deux sont connectés l'un à l'autre. Ainsi, une panne de liaison ou de périphérique à n'importe quelle extrémité n'affectera pas les performances globales du réseau.
Conclusion
Nous avons appris les concepts de conception de base des réseaux WAN ainsi que l'importance des liens SDH dans la conception WAN. Des exemples en direct de systèmes utilisant la technologie WAN pour les systèmes de réseau sont également expliqués ici.
En tant que testeur de logiciels, il est important de comprendre l'importance des liaisons STM à haut débit et à large bande passante dans le domaine des logiciels et des technologies de l'information. Le système de communication est devenu plus fiable, rapide et économique grâce aux systèmes WAN.
Nous avons également analysé la structure de conception WAN pour la connectivité de plusieurs bureaux dans le réseau à travers un exemple simple.
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