Hvad er Wide Area Network (WAN): Eksempler på live WAN-netværk

what is wide area network

Alt hvad du behøver at vide om WAN-netværksdesign:

I denne Netværkstræningsserie , vi lærte alt om TCP / IP-model i vores tidligere tutorial.

Denne tutorial forklarer alt om WAN i detaljer sammen med eksempler.

Wide area-netværk (WAN) er et telekommunikationsnetværk, der er spredt over et stort geografisk område med det primære formål med computernetværk. Et WAN-netværk forbinder forskellige små lokale LAN- og metro-MAN-netværk.

For at konstruere WAN-netværket kræves en kombination af forskellige netværksenheder såsom broer, switche og routere.

Det mest kendte WAN-netværk er Internettet. WAN-netværk dækker byer, stater, lande og endda kontinenter. WAN kan være et offentligt netværk eller et privat netværk.

Hvad du lærer:

• WAN Network Design Oversigt
  • Design bekymringer
• WAN Networking Technologies
  • # 1) Skift af kredsløb
  • # 2) Pakkeskift
• WAN-netværkstopologier
  • Grundlæggende designmodelkomponenter
• Live eksempler på WAN-netværk
  • WAN-design til flere kontortilslutninger
  • Konklusion
  • Anbefalet læsning

WAN Network Design Oversigt

Da netværket er spredt over lange afstande, kræves pålidelige og hurtige transmissionsmedier med høj båndbredde, og derfor bruges fiberoptisk kabel mest til WAN-forbindelse. Den skifteteknologi, der anvendes i WAN, inkluderer både kredsløb og pakkeskift afhængigt af netværksarkitekturen.

WAN-netværkerne er designet på en sådan måde, at virksomhedens hovedkontor forbindes med filialer og centraliseret datacenter med internetforbindelse til alle slutbrugere, hvis de har relevans.

I denne vejledning vil vi undersøge designaspekterne af WAN-netværkene med betydningen af ​​STM-links i WAN-teknologi.

Design bekymringer

• Netværket skal designes på en sådan måde, at den samlede designede arkitektur skal være omkostningseffektiv og inden for budgettet.
• De links, der bruges til tilslutning, skal være pålidelige og i beskyttelse. Ved at give beskyttelse, hvis et link fejler, vil netværket stadig være i live ved hjælp af beskyttelseslinket.
• Den samlede netværksgennemstrømning skal komme bedst ud, og pakkeforsinkelse skal være så minimal som muligt.
• Netværket skal være designet på en sådan måde, at der skal være minimal interferens, jitter og pakketab.
• Det grundlæggende mål for et veldesignet netværk er at levere data til destinationsværten fra kildeværten ved hjælp af den korteste sti.
• Komponenterne udstyret i netværket skal bruges godt og styres korrekt.
• Et stærkt firewallsystem skal bruges til at give pålidelig og sikker transmission.
• Netværkstopologien, transmissionstilstande, routingpolitik og de andre netværksparametre skal vælges afhængigt af typen og behovet for det system, der skal implementeres.

WAN Networking Technologies

Der er to teknologier, der anvendes i WAN-netværksdesignet.

bedste app til at kontrollere cpu temp

Nedenfor er klassifikationerne:

1. Skift af kredsløb: Eksemplet på kredsløbskobling inkluderer DWDM, SDH eller TDM.
2. Pakkeskift: Skiftetypen inkluderer ATM, frame relay, multi-protocol label switching (MPLS) og IPV4 eller IPV6.

# 1) Skift af kredsløb

Det er metoden til at anvende et kommunikationsnetværkssystem, hvor der etableres en dedikeret kommunikationskanal mellem de to kommunikationsnoder gennem hele kommunikationsprocessen. Kanalen eller kredsløbet er forsynet med en dedikeret båndbredde gennem hele kommunikationsprocessen.

SDH og DWDM teknologier bruger kredsløbskobling til kommunikation.

OvervejEksempelfra en softwaretestvirksomhed , der har F & U-centret i Bangalore, mens hovedkontoret er i henholdsvis Mumbai og filialer i Chennai, Hyderabad og Pune.

Nu er virksomhedens behov at forbinde alle kontorer med hinanden sammen med hovedkontoret i Mumbai. Datacentret skal også forbindes direkte til hovedkontoret.

Da al testning og udvikling sker på Bangalore-kontoret, skal linket være i beskyttelse og skal være pålideligt og sikkert. Størrelsen på de data, der udveksles mellem disse links, vil være meget stor i størrelse og kan være, at en meget stor mængde data vil strømme ad gangen mellem disse WAN-links.

Når man holder alle disse punkter i tankerne, foreslås dobbelt STM-links med høj båndbredde og høj kapacitet til forbindelse mellem alle byer og virksomhedens F & U-center.

Naturligvis bruges den optiske fiber som transmissionsmediet, og vi bruger STM-links til forbindelse over fiber.

Synkron transportmodul (STM):

21 E1'er (2 Mbps stream indeholdende 30 tale / datakanaler) kombineres til en VC (Virtual Container). 3 antal VC'er kombineres til dannelse af et STM-1-modul indeholdende 63 E1'er.

STM-linkene har forskellige båndbredder. Den grundlæggende er STM-1, og det er det første niveau i det synkrone digitale hierarki. Det tilbyder båndbredde på 155 Mbps. Hvis vi tilføjer fire STM-1 sammen, bliver det STM-4, der tilbyder båndbredde på 622 Mbps.

Yderligere kombineres 4 antal STM-4 for at danne STM-16, som optager ca. 2,5 Gbps båndbredde, og derefter kombineres 4 antal STM-16 for at danne STM-64, som optager ca. 10 Gbps båndbredde.

Disse SDH-systemer er meget slanke i design og optager endnu mindre end en tiendedel af den plads, der spises af PDH-systemer. Strømkravet er også bemærkelsesværdigt meget mindre her.

Hvis du har brug for endnu mere båndbredde end dette, er vi nødt til at gå ind på DWDM-systemer, der kommer i form af 4/8/16 eller 32 lambda-konfigurationer. Hver lambda er i stand til at bære enhver mængde båndbredde startende fra PDH eller STM-1 til STM-64 afhængigt af kompleksitet og omkostninger, som vi er i stand til at bære i henhold til vores behov.

Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) er en multiplexeringsteknik, der kombinerer et antal datastrømme i forskellige størrelser, dvs. optiske bærersignaler med varierende bølgelængder (farve eller lambda) af laserlys på en enkelt optisk fiber.

DWDM muliggør tovejskommunikation samt multiplikation af signalkapacitet.

STM-1-rammen transmitteres i nøjagtigt 125 µs derfor er der 8.000 billeder i sekundet på et 155,52 Mbps-system. STM-1-rammen består af overhead og pekere plus informationsnyttelast.

Hovedfunktionerne i rammen er som følger:

Nyttelastoplysninger, der skal videresendes, har en VC-4-ramme.

Sektion over hoved er overskriften på rammen, som yderligere er opdelt i:

1. RSOH (Regeneratorsektion over hoved): Dette afsnit udfører rammelinjering, kryptering og regulering af transmissionsledningen, som hovedsageligt inkluderer regenerering af svage signaler og undersøger fejlproblemer.
2. MSOH (Multiplexersektion over hoved): Dette afsnit håndterer transmission mellem steder, hvor AUG ( Eksempel: AU-4) er samlet og adskilt. Det overvåger multiplex-sektionssynkronisering, tilstandskommunikation og fejlundersøgelse.
3. AU-4 (administrativ enhed) markør: Nyttelasten (VC-4) er ikke i en monteret fasesituation sammenlignet med rammen (dynamisk indramning), og markøren angiver nyttelastens situation i forhold til rammen. Vi kan udligne faseforskellen og hastigheden mellem VC og nyttelast med en ændring i markøren.
4. AU-4 PTR (markør): Det peger på den første byte i VC-4-rammen (VC-4 POH J1 byte).

STM-rammen transmitteres kontinuerligt serielt: byte for byte & række for række.

En PDH-signalstrøm på 140 Mbps kan kortlægges direkte til VC-4-rammen.

Rammens hovedparametre er som følger:

Billedetid: 125 µs

Rammen består af 9 rækker og 270 bytes efter rækker.

9 x 270 x 8 x 8000 = 155 520 000 bits pr. Sek

| | + + ramme / sek (billedtid: 125 µs)

| | |

| | + en byte = 8 bits

| der er + 270 byte i træk

+ antal rækker i rammen

Rammen består af 2430 bytes (oktetter).

Nyttelasten består af 2349 byte (oktetter).

Overhead består af 81 byte (oktetter).

Ovenstående funktioner i SDH-hierarkiet til transmission gør det bedst egnet til transmissionsmediet til høj hastighed og høj båndbredde til en pålidelig og synkron langdistancekommunikation.

# 2) Pakkeskift

Pakkeskift er en slags omskiftningsproces, hvor data sendes i et netværk i form af pakker.

Den store del af data er først opdelt i små data med variabel længde kaldet pakkerne. Derefter sendes disse over transmissionsmediet. I slutningen af ​​destinationen samles disse igen og leveres til den bestemt destination.

Der kræves ingen forudindstilling af linket i denne metode. Datatransmissionen er hurtig, og transmissionstiden er minimal. Pakkeomskiftning distribuerer butikken og videresender proceduren til routing af pakkerne. Hver af pakkerne har både en kilde og en destinationsadresse, gennem hvilken den kan nå destinationen ved at følge forskellige stier.

Hvis der er overbelastning på et hvilket som helst hopniveau, følger pakken en anden vej for at nå destinationen. Hvis modtageren kasserer datapakkerne, kan den sendes igen.

Pakkeskift er af to typer, dvs. Forbindelsesorienteret og forbindelsesløs skift .

(jeg) Forbindelsesfri skift : I videostreaming, onlinespil, online-tv, internet osv. Bruges den forbindelsesløse pakkeskift, som om nogle af pakkerne går tabt under transmission, det påvirker ikke de samlede data meget.

(ii) Forbindelsesorienteret skift : I faktura og datatransmission anvendes forbindelsesorienteret pakkeskift.

IPV4 og IPV6 er få almindelige typer af pakkeskiftemetoder.

WAN-netværkstopologier

Der er flere typer netværkstopologier, der bruges i netværkssystemer. De, der oftest bruges til WAN-formål, er imidlertid to ringe og mesh-topologier.

Da WAN-systemer fysisk befinder sig hundreder af kilometer fra hinanden, er det meget vigtigt, at de hovedsageligt arbejder med beskyttelseslinkmetoden for at undgå store afbrydelser, hvis medierne går i stykker eller enhedssvigt opstår.

Derfor implementeres dual ring-topologi, hvor hver værtsnetværksenhed er forbundet via en anden klargøring, der sidst er forbundet med den første i begge retninger. I tilfælde af fiberafbrydelse eller enhedsfejl udføres datastrømmen således gennem beskyttelseslinket ved at holde netværket i live.

devops interviewspørgsmål og svar til erfarne

Det er omkostningseffektivt, og skift er meget hurtigt. Det bruges mest i telekommunikationsnetværkssystemer.

I en mesh-topologi er hver knude forbundet via hinanden med en punkt-til-punkt-topologi. Det bruges til højere trafikmængder, som i Software MNC'er. Med mesh-topologi er det nemt at dække store områder, og fejlidentifikation og gendannelse er også let. Det giver en mere fleksibel tilgang til omkonfigurationer.

Grundlæggende designmodelkomponenter

De grundlæggende designmodelkomponenter i WAN-netværket inkluderer:

• Den første ting er at generere netværkstopologien i henhold til det givne scenarie for netværksarkitekturen. Vi har diskuteret de passende topologier til WAN-netværk i ovenstående segment. Så prøv at vælge en af ​​dem, da de vil spille en vigtig rolle i en god designløsning.
• Når du har valgt topologien, skal du rute trafikken til destinationen i henhold til den bedst egnede rutealgoritme.
• Den næste opgave er at bestemme den udgående og indgående trafik ved hver af knudepunkterne på netværket. Forskellige typer matematiske formler bruges til at bestemme trafikken. Efter estimering af trafik skal du bestemme kapaciteten for hvert link og tildele kapaciteten til hver af noderne og linke i overensstemmelse hermed.
• Nu på det næste niveau skal vi identificere typerne af forsinkelse i netværket og kontrollere forsinkelsespunkterne. Tag også foranstaltninger og brug en sådan metode, hvor vi kan minimere forsinkelsen så meget som muligt. Den minimale er forsinkelsen, så den bedste er netværksløsningen. De mest almindelige forsinkelser inkluderer ruteforsinkelser og køforsinkelser.
• Kontroller pålideligheden af ​​netværksmodellen ved at anvende forskellige tests og indlæse hele netværkets kapacitet. Hvis netværket fungerer godt, er det en god tilgang, ellers ændrer du tilgangen.
• Efter at have udført alle de egnede tests og gennemført alle former for netværksdesignaktiviteter, beregnes endelig omkostningerne ved netværksmodellen. Den optimale udnyttelse af netværkselementerne er meget afgørende. For at tilføje, skal omkostningerne være i det budget, som kunden foreslår.

Live eksempler på WAN-netværk

Nedenfor er der få LIVE eksempler på WAN-netværk.

Eksempel 1:

Indiske jernbanereservationssystem: Den indiske jernbanes reservationssystem, som vedligeholdes af IRCTC, er et eksempel på et WAN-netværk. Det fiberoptiske netværk af medieudbydere som RAILTEL, BSNL og TATA bruges med STM-4, STM-16-links med høj hastighed og båndbredde til tilslutning.

Da STM-linket giver sikker, synkron og hurtig transmission over hundreder af kilometer, er det implementeret i reservationssystemet og forbinder hele landet på et netværk.

Eksempel 2:

UP-SWAN-netværk: UP-regeringsnetværket i hele staten er et eksempel på WAN-netværksdesign, der forbinder alle distrikter og byer i staten til tre kerneknudedistrikter - henholdsvis Lucknow, Gorakhpur og Varanasi og forbinder hver kerneknude med hinanden med STM-16-link som fungerer i topologien med dobbelt ring.

Da kernenoderne er forbundet direkte med hinanden, kan enhver data, stemme eller video let udveksles mellem dem i realtid. Links fungerer også i hoved- og beskyttelsesstien. Så hvis fiberen skærer mellem en af ​​dem, vil netværket være i live og data med strømmen fra det understøttende link.

Alle de andre distrikter og byer, der også er forbundet med STM- og DS3-forbindelser med lav kapacitet til deres respektive kernenoder i overensstemmelse med den region, de tilhører. UP-SWAN er et live netværk og vedligeholdes af HCL-teknologier og National Informatics Center (NIC).

Eksempel 3:

Software MNC-netværk: De mennesker, der arbejder inden for software og informationsteknologi, bruger også WAN-netværk til forbindelse mellem hovedkontorerne og de regionale kontorer til at dele data og placere data på den centraliserede server som softwaretestværktøj eller ethvert andet værktøj, der kan være tilgængeligt for slutværterne. i henhold til de rettigheder, der gives af it-administratorer.

Organisationen kan forbinde sig selv via routere og switche og bruge pakkeskift i stedet for kredsløbskobling som transmissionsteknologi.

Da de kun udveksler data, billede eller video mellem kilden og destinationen og ikke stemmen, er der ingen grund til at bruge penge på STM-links. De kan bruge IPV4- eller IPV6-teknologier, som er den nyeste og berømte blandt softwarefeltet til tilslutningsmuligheder.

WAN-design til flere kontortilslutninger

Ovenstående diagram viser WAN-designet til tilslutning af hovedkontoret, dvs. kernens placering af et kontor med dets regionale og eksterne slutkontorer. Regionskontorets placering kan være en storby, og forskellige distrikter kan igen være forbundet med den. Mens det eksterne stedkontor er et bestemt sted eller kontor.

Hvis antallet af eksterne stedplaceringer, der skal tilsluttes, kun er et par hundrede, behøver vi ikke bruge routeren til det, men hvis antallet af websteder er i tusinder, så har vi absolut brug for en router med højhastigheds WAN-links.

Remote WAN-design: Designprocessen til den fjerne ende er enkel. Vi har bare brug for en router og en switch i den fjerne ende.

Afbryderen er forbundet med slutenheden såsom en pc eller server. Til forbindelsen mellem router og switch bruger vi et højhastigheds Ethernet-link kendt som Gigabit Ethernet, som giver hastigheden på 1 gigabit.

Vi bruger et simpelt DS3-link til forbindelse mellem pc'en og kontakten, da der ikke er nogen byrde med datarute på disse to enheder. De arbejder bare på lag-1 og lag-2. DS3-linket bestemmer hastigheden på 45 Mbps. Der er ikke behov for beskyttelsesforbindelse på dette niveau.

Regionalt WAN-design: Forbindelsen mellem router 1, der er placeret på et fjernt sted og router 2, der ligger på det regionale kontor, udføres med høj hastighed og høj båndbredde STM-4 dual-link bestemmelser båndbredde 601,3 Mbps.

Det dobbelte link indebærer, at der oprettes to STM-4-links mellem dem for at give redundans. Hvis et link mislykkes på grund af nogle årsager, overtager den anden belastningen, og forbindelsen forbliver i live.

Igen bruges et gigabit Ethernet-link til at forbinde routeren til kontakten. På dette niveau bruges to switche, der fungerer i master- og slave-tilstand og giver redundans til netværket til tilslutning. Disse to er forbundet med hinanden via en patch-ledning på Ethernet-porten, som indeholder High-speed link.

Routeren er forbundet med begge kontakter. Designet udføres ved at huske på, at hvis en switch stopper med at arbejde på grund af tung trafik eller anden fejl, forbliver datastrømmen fortsat via en anden switch. Slutenhederne er forbundet med en switch med et DS3-link.

Kerneplacering WAN-design: På kerneplaceringen implementeres dual router og dual-link-forbindelsesscenarie. Da virksomhedens kerneplacering bærer enorm trafik, bruges to STM-16-links.

Vær venlig at bemærke her, at STM-linket er baseret på lejede mediefibre, og vi skal altid tage medier på leje for at få forbindelse til det samme link med to forskellige medieudbydere. Ligesom tage et medie fra RAILTEL eller et andet fra TATA, og ved at gøre dette vil vi gøre vores netværk mere tilbageholdende og effektivt.

Igen bruges dual switch design, og begge routere er forbundet med begge switches på Ethernet-linket. Serverne og pc'erne er forbundet via en switch på henholdsvis Ethernet- og DS3-linkene.

Trafikstrøm: Slutbrugeren i den fjerne ende ønsker at sende nogle oplysninger i form af data til kernekontorsiden. Her vil kontakten i den fjerne ende dirigere dataene til routeren til transmission mod kernekontoret.

tidskortapp til iPhone og Android

Router 1 dirigerer dataene gennem STM-link til router 3 og omgår den mellemliggende router 2. Nu leveres dataene til den bestemte vært ved hjælp af en switch, da den udfører ARP og giver modtagerens destinations-MAC-adresse.

Sagen om linkfejl: Som vist i ovenstående figur, hvis en forbindelse mellem router 1 og router 2 mislykkes, vil trafikken flyde via beskyttelseslinket.

På samme måde, hvis kernen ikke er i stand til at levere dataene til en modtager, eller hvis den er optaget, køres dataene gennem switch 4, da begge er forbundet med hinanden. Link- eller enhedsfejl i en hvilken som helst ende vil således ikke påvirke netværkets samlede ydeevne.

Konklusion

Vi har lært om de grundlæggende designkoncepter i WAN-netværkene sammen med vigtigheden af ​​SDH-links i WAN-design. Liveeksempler på systemer, der bruger WAN-teknologi til netværkssystemer, forklares også her.

At være softwaretester er det vigtigt at forstå betydningen af ​​STM-links med høj hastighed og høj båndbredde inden for software og informationsteknologi. Kommunikationssystemet er blevet mere pålideligt, hurtigt og omkostningseffektivt ved hjælp af WAN-systemer.

Vi har også analyseret WAN-designstrukturen for flere kontortilslutninger i netværket gennem et simpelt eksempel.

PREV-vejledning | NÆSTE vejledning

Anbefalet læsning

• Alt om Layer 2 og Layer 3 switche i netværkssystem
• TCP / IP-model med forskellige lag
• En komplet guide til firewall: Sådan oprettes et sikkert netværkssystem
• Alt om routere: Typer routere, routingtabel og IP-routing
• Hvad er IP-sikkerhed (IPSec), TACACS og AAA-sikkerhedsprotokoller
• Hvad er HTTP (Hypertext Transfer Protocol) og DHCP-protokoller?
• Vigtige applikationslagsprotokoller: DNS-, FTP-, SMTP- og MIME-protokoller
• IPv4 vs IPv6: Hvad er den nøjagtige forskel