Виртуальные частные сети

Сети общего пользования не всегда отвечают требованиям всех потенциальных клиентов. Некоторые компании вынуждены создавать собственные сети, учитывающие специфику их производственной деятельности. Такой путь был выбран некоторыми министерствами и ведомствами в силу различных причин. Для некоторых компаний подобные решения не представляются возможными по финансовым причинам. Они вынуждены искать компромиссные решения, учитывающие как требования системы производственной связи, так и свои финансовые возможности.

Эти проблемы нельзя считать российской спецификой. Во многих странах свои сети создают министерства, ведомства, а также частные компании, занимающиеся вопросами обороны, энергетики, железнодорожного транспорта и другими сложными системами. Сети, создаваемые подобными структурами, в отечественной технической литературе обычно называли ведомственными.

Ранее считалось [154], что развитие сетей общего пользования сведет к минимуму необходимость в создании ведомственных сетей. Оказалось, что новые требования для современных ведомственных сетей не всегда обеспечиваются инфокоммуникационной системой общего пользования. Конечно, существуют и субъективные факторы, которые препятствуют разумной интеграции сетей ведомственной связи и общего пользования. Так или иначе, многие ведомства продолжают развивать свои сети как самостоятельные системы, используя современные инфокоммуникационные технологии. Правда, многое сделано и для взаимодействия сетей общего пользования с ведомственными.

В зарубежной технической литературе при описании систем производственной связи часто используется термин "Частная сеть" (Private Network на английском языке). Этот термин стал универсальным для сетей крупных ведомств и сравнительно небольших компаний. Он идентифицирует сеть, распределенную в границах некоторой территории. Такой территорией может быть как город (или даже его административный район), так и весь Земной шар.

На рисунке 4.44 показана модель системы производственной телефонной связи для компании, расположенной в четырех зданиях, которые находятся в одном городе. Эта модель характерна для аналоговой телефонной сети. Тем не менее, и в настоящее время некоторые системы производственной связи построены по аналогичным принципам.

Модель системы производственной телефонной связи

Рисунок 4.44

Во всех четырех зданиях установлены УАТС. Индекс "0" присвоен той УАТС, которая расположена в главном офисе компании. Нумерация каждой УАТС зависит от ее емкости. Первые цифры полного (городского) номера абонента определяются той РАТС, в которую включена УАТС.

Допустим, что в ГТС используется семизначный план нумерации. Предположим, что для каждой УАТС выделены три последних цифры в плане нумерации соответствующей РАТС, что позволяет подключить до 1000 терминалов. Возможно, что эти три цифры для некоторых УАТС совпадают. Для модели, представленной на рисунке 4.44, такая ситуация не вызывает проблем. Для связи между абонентами различных УАТС надо набирать семь цифр. Это означает, что единый план нумерации для абонентов системы производственной телефонной связи разработать невозможно.

В пределах УАТС вероятность потери вызова обычно близка к нулю. Иная ситуация складывается для соединения между терминалами, включенными в разные УАТС. Нижняя часть рисунка 4.44 представляет модель устанавливаемого соединения. Величина P_k – вероятность установления через коммутационную станцию (наличие свободной СЛ и отсутствие блокировок в пределах РАТС или узла). Тогда вероятность успешной попытки установления соединения между терминалами двух различных УАТС может оцениваться произведением вероятностей P₁, P₂, P₃ и P₄. В некоторых случаях потери между двумя УАТС становятся такими, что система производственной связи не справляется со своими задачами: оперативный обмен информацией нарушается.

Возможный рост потерь – не единственный недостаток рассматриваемой модели системы производственной телефонной связи. Современные УАТС представляют собой цифровые коммутационные станции, обеспечивающие ряд услуг, которые реально нужны для производственной связи. К их числу следует отнести единый план нумерации, услуги типа Call Waiting и ряд других функциональных возможностей. Часто именно ТФОП, которая в целом отставала от развития систем производственной связи, становилась препятствием для эффективного использования аппаратно-программных средств УАТС.

Один из возможных вариантов решения проблемы был найден за счет объединения всех УАТС арендованными каналами – "прямыми проводами". Модель такой системы производственной связи показана на рисунке 4.45. Нижняя часть рисунка иллюстрирует эквивалентную структуру сети производственной телефонной связи.

Модель системы производственной телефонной связи с арендованными каналами

Рисунок 4.45

УАТС0 обеспечивает выход в ТФОП для всех абонентов сети производственной связи. План нумерации для абонентов всех УАТС может стать единым. Первые четыре цифры городского номера определяются той РАТС, в которую включена УАТС0. Можно считать, что рассматриваемое решение эффективно для системы производственной связи за исключением одного момента. Плата за аренду ресурсов транспортной сети, как правило, очень высока.

В журнале Public Network Europe публикуются интересные статистические данные, касающиеся тарифов на арендованные линии. Эти данные основаны на информации, которая собирается и обрабатывается компанией Teligen [155]. В таблице 4.11 приведены ежемесячные тарифы на арендованные каналы с пропускной способностью 64 кбит/с и 2,048 Мбит/с без учета НДС. Все данные взяты из нескольких выпусков журналов Public Network Europe в период с 1998 по 2003 год. Тарифы характерны для Германии; они немного ниже среднеевропейского уровня.

Таблица 4.11

Длина канала	Арендованный канал 64 кбит/с	Арендованный канал 2,048 Мбит/с
1999 год	2003 год	1998 год	2002 год
3 км	90 Евро	90 Евро	900 Евро	350 Евро
30 км	390 Евро	360 Евро	2200 Евро	1600 Евро
300 км	630 Евро	520 Евро	4200 Евро	2800 Евро

Величины, приведенные в таблице, позволяют сделать ряд интересных выводов, среди которых целесообразно выделить следующий: тарифы на арендованные каналы с более высокой пропускной способностью за пятилетний период снижались быстрее. Другие выводы соответствуют тем оценкам, которые были приведены во второй главе монографии (таблица 2.6).

Российские Операторы не всегда приводят тарифы на арендованные каналы, но доступные данные позволяют сделать два вывода. Во-первых, аренда каналов обходится потенциальным клиентам несколько дороже, чем их европейским коллегам. Во-вторых, тенденции изменения тарифов с ростом длины арендованного канала и его пропускной способности похожи на среднеевропейские.

Для многих предприятий создание системы производственной связи за счет аренды транспортных ресурсов становится слишком дорогим решением. Поэтому было найдено новое решение, отчасти напоминающее модель, показанную на рисунке 4.44. Основное различие состоит в том, что телефонная сеть поддерживает функциональные возможности ИС. Одной из основных услуг ИС считается создание виртуальных частных сетей (VPN). Это означает, что абоненты всех УАТС могут иметь единый план нумерации. Оператор ТФОП, поддерживающий функциональные возможности ИС, обеспечивает те показатели качества обслуживания, которые установлены договорными отношениями. На рисунке 4.46 показана структура системы производственной связи, построенная на базе ТФОП, в составе которой реализована ИС.

Модель системы производственной связи на базе ТФОП, в

которой реализованы функциональные возможности ИС

Рисунок 4.46

Все УАТС связаны между собой так, как было показано в левой нижней части рисунка 4.45. Выход в ТФОП осуществляется через УАТС0.

На рисунке 4.46 показана также производственная сеть для обмена данными. Она необходима для объединения отдельных локальных сетей. Предполагается, что решение поставленной задачи обеспечивается за счет включения всех четырех LAN в сеть обмена данными, которая создана каким-либо Оператором.

Система производственной связи использует, таким образом, две сети, которые могут принадлежать разным Операторам. Это иногда вызывает определенные неудобства. Многие клиенты хотят заключать договорные отношения с одним Оператором. Кроме того, система производственной связи, построенная в соответствии с теми принципами, которые показаны на рисунке 4.46, обладает одним недостатком. Система телефонной связи отвечает самым современным принципам. Этого нельзя сказать о системе обмена данными. Не всегда Оператор сети обмена данными может предоставить услуги, которые связаны с Intranet и Extranet.

В последние годы стала популярной идея организации виртуальной частной сети за счет связки технологий IP/MPLS. В таких сетях существенное внимание уделяется защите от НСД. Привлекательными свойствами виртуальных частных сетей, использующих такие решения, становятся возможность сокращения расходов на систему производственной связи и доступность ряда новых инфокоммуникационных услуг. На рисунке 4.47 показана модель системы производственной связи, построенная как VPN за счет связки технологий IP/MPLS. В левой нижней части рисунка 4.47 показана эквивалентная схема связи для оборудования, расположенного на четырех площадках предприятия. В данном случае вместо УАТС целесообразно рассматривать коммутаторы доступа (КД), обеспечивающие все виды инфокоммуникационных услуг. Связь между КД осуществляется по принципу "каждый с каждым".

Модель системы производственной связи на базе VPN,

в которой используется связка технологий IP/MPLS

Рисунок 4.47

В шлюзах выполняется преобразование информационных потоков и тех сообщений, которые циркулируют в системах сигнализации и технического обслуживания, в сторону виртуальной частной сети информационные потоки направляются в виде IP пакетов. Для УАТС и LAN шлюз осуществляет преобразование IP пакетов в ту форму, которая принята для этих типов оборудования.

Система производственной связи, основанная на связке технологий IP/MPLS, обеспечивает также подключение пользователей, находящихся вне четырех площадок, которые показаны на рисунке 4.47. Это очень привлекательное свойство VPN. Оно, в частности, обеспечивает возможность изменения структуры сети, состава обслуживаемых пользователей и перечня поддерживаемых услуг.

Клиенты системы производственной связи воспринимают VPN (если она работает с соблюдением заданных показателей качества обслуживания) как реальную сеть. Это означает, что "виртуализация" системы производственной связи, не ухудшая условий работы пользователей, позволяет сократить затраты на поддержку различных видов телекоммуникационных и информационных услуг. Некоторые экономические оценки затрат на построение VPN можно найти в [156].

Системы производственной связи отличаются многообразием характеристик и тех требований, которые они предъявляют к VPN. Компанией Cisco [106] предложено деление VPN на три вида. Во-первых, выделяется VPN доступа. Она обеспечивает подключение пользователей, находящихся вне территории обслуживаемых площадок. Подключение может осуществляться с помощью стационарных и мобильных терминалов. Два других вида VPN представлены сетями Intranet и Extranet. Мне представляется, что выделение VPN доступа подразумевает существование, как минимум, еще одного класса сетей. Речь идет о транзитной сети – ядре VPN.

Сеть доступа на основе VPN представляет собой очень интересный объект для исследований. В результате подобных исследований можно найти очень эффективные решения как для снижения расходов на систему производственной связи, так и для повышения ее функциональных возможностей. Среди тех новых типов оборудования, которые способны обеспечивать перспективный VPN доступ следует выделить WLAN [157], соответствующие стандартам IEEE802.11, и GSM шлюзы [158].

По результатам исследований, которые проведены компанией Gartner Consulting [157], использование оборудования беспроводного доступа сотрудником, проводящим более 20% времени вне офиса, приводит к экономическому эффекту в 35 тысяч долларов. Считается, что, в среднем, около 40% времени сотрудники проводят вне офиса. Рост производительности труда сотрудников, пользующихся WLAN, оценивается в [157] на уровне 41%.

В настоящее время большинство сетей производственной связи построено за счет использования собственных или арендованных каналов. Ситуация начинает меняться. В [159] приведены любопытные оценки, полученные компанией Boston Consulting Group. Российский рынок VPN на период с 2004 по 2005 год оценивается в диапазоне 70 – 80 млн. долларов. В ближайшие годы VPN станет основным средством для качественной эволюции тех систем производственной связи, которые создаются для предприятий, имеющих удаленные филиалы.

Дата добавления: 2015-07-20