Menu

Wat is Wide Area Network (WAN): Live WAN-netwerkvoorbeelden

  • Hoofd
  • Andere
  • Wat is Wide Area Network (WAN): Live WAN-netwerkvoorbeelden

what is wide area network

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen

Alles wat u moet weten over Wide Area Network (WAN) netwerkontwerp:

In deze Netwerktrainingsserie , we hebben er alles over geleerd TCP / IP-model in onze vorige tutorial.

In deze tutorial wordt alles over WAN in detail uitgelegd, samen met voorbeelden.

Wide Area Networks (WAN) is een telecommunicatienetwerk dat is verspreid over een groot geografisch gebied met als hoofddoel computernetwerken. Een WAN-netwerk verbindt verschillende kleine LAN- en metro-MAN-netwerken met elkaar.

Om het WAN-netwerk te bouwen, is een combinatie van verschillende netwerkapparaten zoals bridges, switches en routers vereist.

Het bekendste WAN-netwerk is internet. Het WAN-netwerk omvat steden, staten, landen en zelfs continenten. WAN kan een openbaar netwerk of een particulier netwerk zijn.

Wide Area Network WAN

Wat je leert:

Overzicht WAN-netwerkontwerp

Omdat het netwerk over grote afstanden is verspreid, zijn betrouwbare en snelle transmissiemedia met een hoge bandbreedte vereist, daarom wordt glasvezelkabel meestal gebruikt voor WAN-connectiviteit. De schakeltechnologie die in WAN wordt gebruikt, omvat zowel circuit- als pakketschakeling, afhankelijk van de netwerkarchitectuur.

De WAN-netwerken zijn zo ontworpen dat het hoofdkantoor van de onderneming verbonden is met de bijkantoren en een gecentraliseerd datacenter met internetconnectiviteit voor alle eindgebruikers als ze relevant zijn.

In deze tutorial onderzoeken we de ontwerpaspecten van de WAN-netwerken met de betekenis van STM-koppelingen in WAN-technologie.

Ontwerpkwesties

  • Het netwerk moet zo worden ontworpen dat de algehele architectuur die wordt ontworpen, kosteneffectief en binnen het budget moet zijn.
  • De links die voor connectiviteit worden gebruikt, moeten betrouwbaar en beschermd zijn. Door bescherming te bieden, blijft het netwerk actief als een link uitvalt door de beveiligingslink te gebruiken.
  • De algehele netwerkdoorvoer moet het beste uitkomen en de pakketvertraging moet zo minimaal mogelijk zijn.
  • Het netwerk moet zo worden ontworpen dat er minimale interferentie, jitter en pakketverlies zijn.
  • Het basisdoel van een goed ontworpen netwerk is om gegevens vanaf de bronhost naar de bestemmingshost te sturen door het kortste pad te gebruiken.
  • De componenten die in het netwerk zijn uitgerust, moeten goed worden gebruikt en correct worden beheerd.
  • Er moet een sterk firewallsysteem worden gebruikt om betrouwbare en veilige overdracht te bieden.
  • De netwerktopologie, transmissiemodi, routeringsbeleid en de andere netwerkparameters moeten worden gekozen afhankelijk van het type en de behoefte van het te implementeren systeem.

WAN-netwerktechnologieën

Er worden twee technologieën gebruikt bij het ontwerpen van WAN-netwerken.

websites om gratis youtube-video's te downloaden

Hieronder staan ​​de classificaties:

  1. Circuit schakelen: Het voorbeeld van circuitschakeling omvat DWDM, SDH of TDM.
  2. Pakket wisselen: Het type omschakeling omvat ATM, frame relay, multi-protocol label switching (MPLS) en IPV4 of IPV6.

# 1) Circuitschakeling

Het is de methode om een ​​communicatienetwerksysteem te gebruiken waarin een speciaal communicatiekanaal tot stand wordt gebracht tussen de twee communicerende knooppunten gedurende het communicatieproces. Het kanaal of circuit is gedurende het hele communicatieproces voorzien van een speciale bandbreedte.

SDH en DWDM technologieën gebruiken circuitschakeling voor communicatie.

Houd rekening met deVoorbeeldvan een softwaretestbedrijf , met het R & D-centrum in Bangalore terwijl het hoofdkantoor zich in Mumbai bevindt en filialen in respectievelijk Chennai, Hyderabad en Pune.

Nu is het de behoefte van de onderneming om alle kantoren met elkaar te verbinden, samen met het hoofdkantoor in Mumbai. Het datacenter moet ook rechtstreeks op het hoofdkantoor worden aangesloten.

Aangezien alle tests en ontwikkelingen op het kantoor in Bangalore worden uitgevoerd, moet de verbinding worden beschermd en betrouwbaar en veilig zijn. De omvang van de gegevens die tussen deze links worden uitgewisseld, zal zeer groot zijn en het kan zijn dat er een zeer grote hoeveelheid gegevens tegelijkertijd tussen deze WAN-links zal stromen.

Al deze punten in gedachten houdend, worden dubbele STM-verbindingen met hoge bandbreedte en hoge capaciteit voorgesteld voor connectiviteit tussen alle steden en het R & D-centrum van de onderneming.

Uiteraard wordt de optische vezel gebruikt als transmissiemedium en gebruiken we STM-links voor connectiviteit via glasvezel.

Synchrone transportmodule (STM):

21 E1s (2 Mbps stream met 30 spraak- / datakanalen) worden gecombineerd om een ​​VC (Virtual Container) te vormen. 3 nummers van VC's worden gecombineerd om een ​​STM-1-module te vormen met 63 E1's.

De STM-links hebben verschillende bandbreedtes. De basis is STM-1 en het is het eerste niveau van de synchrone digitale hiërarchie. Het biedt een bandbreedte van 155 Mbps. Als we vier STM-1 bij elkaar optellen, wordt het STM-4 met een bandbreedte van 622 Mbps.

Verder worden 4 nummers van STM-4 gecombineerd om STM-16 te vormen die ongeveer 2,5 Gbps bandbreedte in beslag neemt en vervolgens worden 4 nummers van STM-16 gecombineerd om STM-64 te vormen die ongeveer 10 Gbps bandbreedte in beslag neemt.

Deze SDH-systemen hebben een zeer strak ontwerp en nemen zelfs minder dan een tiende van de ruimte in beslag die PDH-systemen opeten. Ook het stroomvereiste is hier opmerkelijk veel minder.

Als je nog meer bandbreedte nodig hebt, dan moeten we gaan voor DWDM-systemen in de vorm van 4/8/16 of 32 lambda-configuraties. Elke lambda kan elke hoeveelheid bandbreedte dragen, beginnend bij PDH of STM-1 tot STM-64, afhankelijk van de complexiteit en kosten die we kunnen dragen volgens onze behoefte.

De Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) is een multiplextechniek die een aantal datastromen van verschillende groottes combineert, d.w.z. optische dragersignalen van verschillende golflengten (kleur of lambda) van laserlicht, op een enkele optische vezel.

DWDM maakt bidirectionele communicatie mogelijk, evenals vermenigvuldiging van de signaalcapaciteit.

SDH-niveauPayload Bandbreedte (Mbps)Lijnsnelheid (Mbps)
STM-1150.336155.52
STM-4601.344622.08
STM-162405.3762488.32
STM-649621.5049953.28

Het STM-1-frame wordt verzonden in exact 125 µs Daarom zijn er 8.000 frames per seconde op een systeem van 155,52 Mbps. Het STM-1-frame bestaat uit overhead en pointers plus informatie-payload.

De belangrijkste kenmerken van het frame zijn als volgt:

Door te sturen payload-informatie heeft een VC-4-frame.

Section Over Head is de header van het frame dat verder is opgesplitst in:

  1. RSOH (regenerator sectie boven het hoofd): In dit gedeelte worden frame-uitlijning, versleuteling en regulering van de transmissielijn uitgevoerd, die voornamelijk de regeneratie van zwakke signalen omvat en foutproblemen worden onderzocht.
  2. MSOH (multiplexersectie boven het hoofd): Dit gedeelte behandelt de verzending tussen plekken waar de AUG ( Voorbeeld: AU-4) wordt gemonteerd en gedemonteerd. Het houdt toezicht op de synchronisatie van de multiplexsectie, de statuscommunicatie en het foutenonderzoek.
  3. AU-4 (administratieve eenheid) aanwijzer: De payload (VC-4) bevindt zich niet in een gemonteerde fasesituatie in vergelijking met het frame (dynamische framing) en de wijzer geeft de situatie van de payload ten opzichte van het frame weer. We kunnen het verschil van de fase en de snelheid tussen VC en payload gelijk maken met een verandering in de wijzer.
  4. AU-4 PTR (aanwijzer): Het verwijst naar de eerste byte van het VC-4-frame (VC-4 POH J1-byte).

Het STM-frame wordt continu serieel verzonden: byte voor byte en rij voor rij.

Een PDH-signaalstroom van 140 Mbps kan rechtstreeks worden toegewezen aan het VC-4-frame.

stm-1 frame

De belangrijkste parameters van het frame zijn als volgt:

Frametijd: 125 µs

Het frame bestaat uit 9 rijen en 270 bytes in rijen.

9 x 270 x 8 x 8000 = 155520000 bits per seconde

​​+ + frame / sec (frametijd: 125 µs)

​​​

​​+ één byte = 8 bits

​er zijn + 270 bytes achter elkaar

+ aantal rijen in het frame

Het frame bestaat uit 2430 bytes (octetten).

De payload bestaat uit 2349 bytes (octetten).

Overhead bestaat uit 81 bytes (octetten).

De bovenstaande kenmerken van de SDH-hiërarchie voor transmissie maken deze het meest geschikt voor de transmissiemedia voor hoge snelheid en hoge bandbreedte voor een betrouwbare en synchrone communicatie over lange afstanden.

# 2) Pakketwisseling

Pakketschakeling is een soort schakelproces waarbij gegevens in de vorm van pakketten in een netwerk worden verzonden.

Het grote deel van de gegevens wordt eerst opgesplitst in kleine gegevens van variabele lengte, de pakketten. Deze worden vervolgens via de transmissiemedia verzonden. Aan het einde van de bestemming worden deze weer in elkaar gezet en afgeleverd bij de bestemde gastheer.

Bij deze methode is geen voorinstelling van de link vereist. De datatransmissie is snel en de transmissielatentie is minimaal. Pakketomschakeling zet de opslag in en stuurt de procedure voor het routeren van de pakketten door. Elk van de pakketten heeft zowel een bron- als bestemmingsadres waardoor het de bestemming kan bereiken door verschillende paden te volgen.

Als er op enig hopniveau congestie is, zal het pakket een ander pad volgen om de bestemming te bereiken. Als de ontvanger de datapakketten weggooit, kan deze opnieuw worden verzonden.

Pakketschakeling is van twee soorten, namelijk Verbindingsgericht en verbindingsloos schakelen ​

(ik) Verbindingsloos schakelen : Bij videostreaming, online gaming, online tv, internet enz. Wordt de verbindingsloze pakketschakeling gebruikt alsof sommige pakketten verloren gaan tijdens de verzending, dit heeft niet veel invloed op de algehele gegevens.

(ii) Verbindingsgericht schakelen : Factuur- en datatransmissie, verbindingsgeoriënteerde pakketschakeling wordt gebruikt.

IPV4 en IPV6 zijn enkele veelvoorkomende soorten pakketschakelingsmethoden.

WAN-netwerktopologieën

Er zijn verschillende soorten netwerktopologieën die worden gebruikt in netwerksystemen. Degenen die echter het meest worden gebruikt voor WAN-doeleinden, zijn Dual-ring- en mesh-topologieën.

voorbeeld testplan document webapplicatie

Aangezien WAN-systemen fysiek honderden kilometers van elkaar verwijderd zijn, is het erg belangrijk dat ze in hoofdzaak werken met de beschermingslink-methodologie om grote uitval te voorkomen als er een media-storing of apparaatstoring optreedt.

Daarom wordt dual ring-topologie geïmplementeerd, waarbij elk hostnetwerkapparaat is verbonden via een andere voorziening die het laatst in beide richtingen is verbonden met de eerste. Dus in het geval van een vezelstoring of apparaatstoring, wordt de gegevensstroom via de beschermingslink uitgevoerd door het netwerk actief te houden.

Het is kostenbesparend en het omschakelen gaat erg snel. Het wordt meestal gebruikt in telecommunicatienetwerksystemen.

In een mesh-topologie is elk knooppunt via elkaar verbonden met een point-to-point-topologie. Het wordt gebruikt voor grotere verkeersvolumes, zoals in Software MNC's. Met mesh-topologie is het eenvoudig om grote gebieden te bestrijken en zijn foutidentificatie en herstel ook eenvoudig. Het biedt een meer flexibele benadering van herconfiguraties.

Basisontwerpmodelcomponenten

De basisontwerpmodelcomponenten in het WAN-netwerk zijn onder meer:

  • Het eerste is om de netwerktopologie te genereren volgens het gegeven scenario van de architectuur van het netwerk. We hebben de geschikte topologieën voor WAN-netwerken in het bovenstaande segment besproken. Probeer er dus een te kiezen, want die spelen een belangrijke rol bij een goede ontwerpoplossing.
  • Na het selecteren van de topologie, routeert u het verkeer naar de bestemming volgens het meest geschikte routeringsalgoritme.
  • De volgende taak is om het uitgaande en inkomende verkeer op elk van de knooppunten van het netwerk te bepalen. Er worden verschillende soorten wiskundige formules gebruikt om het verkeer te bepalen. Bepaal na de schatting van het verkeer de capaciteit van elke link en wijs de capaciteit toe aan elk knooppunt en de link dienovereenkomstig.
  • Nu op het volgende niveau, moeten we de soorten vertraging in het netwerk identificeren en de vertragingspunten controleren. Neem ook maatregelen en gebruik een dergelijke methodiek, waarbij we de vertraging zoveel mogelijk kunnen minimaliseren. Het minimale is de vertraging en de beste is de netwerkoplossing. De meest voorkomende vertragingen zijn onder meer routing- en wachtrijvertragingen.
  • Controleer de betrouwbaarheid van het netwerkmodel door verschillende tests uit te voeren en de volledige capaciteit van het netwerk te laden. Als het netwerk goed werkt, dan is het een goede aanpak, anders verander je de aanpak.
  • Na het uitvoeren van alle geschikte tests en het voltooien van allerlei netwerkontwerpactiviteiten, bereken dan eindelijk de kosten van het netwerkmodel. Het optimaal benutten van de netwerkelementen is erg cruciaal. Om toe te voegen, moeten de kosten in het budget zijn dat door de klant wordt voorgesteld.

wan ontwerp model componenten

Live voorbeelden van WAN-netwerken

Hieronder staan ​​enkele LIVE-voorbeelden van WAN-netwerken vermeld.

Voorbeeld 1:

Reserveringssysteem Indian Railways: Het reserveringssysteem van de Indiase spoorwegen dat wordt onderhouden door IRCTC is een voorbeeld van een WAN-netwerk. Het glasvezelnetwerk van mediaproviders zoals RAILTEL, BSNL en TATA wordt gebruikt met hoge snelheid en bandbreedte STM-4, STM-16 links voor connectiviteit.

Omdat de STM-link zorgt voor veilige, synchrone en snelle transmissie over honderden kilometers, wordt deze ingezet in het reserveringssysteem en verbindt het het hele land op één netwerk.

Voorbeeld 2:

UP-SWAN-netwerk: Het UP-overheidsnetwerk voor de gehele staat is een voorbeeld van een WAN-netwerkontwerp dat alle districten en steden van de staat verbindt met drie kernknooppuntdistricten - respectievelijk Lucknow, Gorakhpur en Varanasi, en elk kernknooppunt met elkaar verbindt via STM-16-verbinding die werkt in de dual-ring topologie.

Omdat de kernknooppunten rechtstreeks met elkaar zijn verbonden, kunnen alle gegevens, spraak of video eenvoudig in realtime tussen hen worden uitgewisseld. De links werken ook in het hoofdpad en het beschermingspad. Dus als de glasvezel tussen een van beide snijdt, dan zal het netwerk in leven zijn en zal de data meegaan via de ondersteunende link.

Alle andere districten en steden die ook zijn verbonden met STM- en DS3-verbindingen met een lage capaciteit, zijn verbonden met hun respectieve kernknooppunten in overeenstemming met de regio waartoe ze behoren. De UP-SWAN is een live netwerk en wordt onderhouden door HCL-technologieën en het National Informatics Centre (NIC).

Voorbeeld 3:

Software MNC-netwerk: De mensen die werkzaam zijn op het gebied van software en informatietechnologie gebruiken ook het WAN-netwerk voor connectiviteit tussen de hoofdkantoren en regionale kantoren om gegevens te delen en gegevens op de gecentraliseerde server te plaatsen, zoals een softwaretesttool of een andere tool die toegankelijk is voor de eindhosts volgens de rechten die worden gegeven door IT-beheerders.

De organisatie kan zichzelf verbinden via routers en switches en pakketschakeling gebruiken in plaats van circuitschakeling als transmissietechnologie.

Omdat ze alleen de data, afbeelding of video uitwisselen tussen de bron en de bestemming en geen spraak, is het niet nodig om geld uit te geven aan STM-links. Ze kunnen IPV4- of IPV6-technologieën gebruiken, de nieuwste en bekendste op het gebied van software voor connectiviteit.

WAN-ontwerp voor connectiviteit met meerdere kantoren

WAN-ontwerp voor meerdere kantoorconnectiviteit

Het bovenstaande diagram toont het WAN-ontwerp voor de connectiviteit van het hoofdkantoor, d.w.z. de kernlocatie van een kantoor met zijn regionale en externe eindkantoren. De regiokantoorlocatie kan een grote stad zijn en op hun beurt kunnen er verschillende wijken mee worden verbonden. Terwijl het externe sitekantoor een bepaalde locatiesite of kantoor is.

Als het aantal te verbinden externe sitelocaties slechts een paar honderd is, hoeven we de router er niet voor te gebruiken, maar als het aantal sites in duizenden is, dan hebben we zeker een router met snelle WAN-links nodig.

WAN-ontwerp op afstand: Het ontwerpproces voor het externe uiteinde is eenvoudig. We hebben slechts één router en één schakelaar aan de andere kant nodig.

De switch is verbonden met het eindapparaat zoals een pc of server. Voor de connectiviteit tussen router en switch gebruiken we een high-speed Ethernet-link, bekend als Gigabit Ethernet, die de snelheid van 1 gigabit biedt.

We gebruiken een eenvoudige DS3-link voor connectiviteit tussen de pc en de switch, aangezien er geen last is van datarouting op deze twee apparaten. Ze werken alleen op laag-1 en laag-2. De DS3-link levert de snelheid van 45 Mbps. Op dit niveau is er geen beschermingslink nodig.

Regionaal WAN-ontwerp: De connectiviteit tussen Router 1 op een externe locatie en router 2 op het regiokantoor wordt gedaan met hoge snelheid en hoge bandbreedte STM-4 dual-link levert een bandbreedte van 601,3 Mbps.

De dubbele link houdt in dat er twee STM-4-links tussen beide tot stand worden gebracht om redundantie te bieden. Als een koppeling om een ​​of andere reden mislukt, neemt de andere de belasting over en blijft de connectiviteit actief.

Opnieuw wordt een gigabit Ethernet-link gebruikt om de router met de switch te verbinden. Op dit niveau worden twee schakelaars gebruikt die in master & slave-modus werken en redundantie aan het netwerk bieden. Deze twee zijn met elkaar verbonden via een patchkabel op de Ethernet-poort, die een hogesnelheidsverbinding biedt.

De router is met beide schakelaars verbonden. Bij het ontwerp is rekening gehouden met het feit dat als door druk verkeer of een andere storing een schakelaar stopt met werken, de gegevensstroom via een andere schakelaar wordt voortgezet. De eindapparaten zijn verbonden met een Switch met een DS3-link.

Kernlocatie WAN-ontwerp: Op de kernlocatie worden dual-router en dual-link-connectiviteitsscenario geïmplementeerd. Omdat de kernlocatie van de onderneming enorm veel verkeer genereert, worden twee STM-16-links gebruikt.

Houd er rekening mee dat de STM-link is gebaseerd op gehuurde mediavezel en dat we media in lease moeten nemen voor connectiviteit van dezelfde link met altijd twee verschillende mediaproviders. Neem op dezelfde manier een medium van RAILTEL of een ander van TATA, en door dit te doen, zullen we ons netwerk terughoudender en efficiënter maken.

wat is de vriendfunctie in c ++

Opnieuw wordt het ontwerp met dubbele schakelaars gebruikt en beide routers zijn verbonden met beide schakelaars op de Ethernet-link. De servers en pc's zijn verbonden via een schakelaar op respectievelijk de Ethernet- en DS3-verbindingen.

Verkeersstroom: De eindgebruiker aan de externe kant wil wat informatie in de vorm van gegevens naar de kernkantoorsite sturen. Hier zal de schakelaar aan het externe uiteinde de gegevens naar de router leiden voor verzending naar het kernkantoor.

Router 1 stuurt de gegevens via de STM-link naar router 3, waarbij de tussenliggende router 2 wordt omzeild. Nu worden de gegevens afgeleverd bij de bestemde host met behulp van een switch terwijl deze de ARP uitvoert en het bestemmings-MAC-adres van de ontvanger levert.

Het geval van een verbindingsfout: Zoals in de bovenstaande afbeelding wordt getoond, zal het verkeer via de beschermingslink stromen als een link tussen Router 1 en Router 2 uitvalt.

Op dezelfde manier, op de kernlocatie, als Switch 3 de gegevens niet aan een ontvanger kan leveren of als deze bezet is, dan worden de gegevens door Switch 4 gerouteerd omdat beide met elkaar zijn verbonden. Een storing in de verbinding of het apparaat heeft dus geen invloed op de algehele prestaties van het netwerk.

Gevolgtrekking

We hebben geleerd over de basisontwerpconcepten van de WAN-netwerken, samen met het belang van SDH-koppelingen bij het ontwerpen van WAN. Live voorbeelden van systemen die WAN-technologie gebruiken voor netwerksystemen worden hier ook uitgelegd.

Als softwaretester is het belangrijk om de betekenis te begrijpen van STM-verbindingen met hoge snelheid en hoge bandbreedte op het gebied van software en informatietechnologie. Het communicatiesysteem is betrouwbaarder, sneller en kosteneffectiever geworden met behulp van WAN-systemen.

We hebben ook de WAN-ontwerpstructuur voor connectiviteit van meerdere kantoren in het netwerk geanalyseerd aan de hand van een eenvoudig voorbeeld.

PREV-zelfstudie ​ VOLGENDE zelfstudie

Aanbevolen literatuur

^