Что такое виртуальные каналы
виртуальный канал
2.3 виртуальный канал: Под виртуальным каналом понимается такая возможность использования предоставляемого физического канала связи, при которой этот канал связи занимается под данное виртуальное соединение только при наличии информации (ячейки для передачи) и на время, равное времени передачи имеющейся ячейки. При отсутствии информации канал связи освобождается и может быть использован для передачи ячейки другого виртуального соединения, организованного на этом же физическом канале связи.
Смотри также родственные термины:
2.7 виртуальный канал сигнализации: Виртуальный канал, используемый для транспортировки информации (сообщений) сигнализации.
Полезное
Смотреть что такое «виртуальный канал» в других словарях:
виртуальный канал — Коммуникационный канал, обеспечивающий последовательный однонаправленный перенос ячеек ATM. Соединение через UNI или NNI, обеспечивающее коммутацию различных ячеек ATM в виртуальный путь для разных получателей. … … Справочник технического переводчика
виртуальный канал ATM — (МСЭ Т Н.245) [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN ATM virtual channelVC … Справочник технического переводчика
виртуальный канал ethernet — (МСЭ T G.8011.2/ Y.1307.2). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN ethernet virtual circuitEVC … Справочник технического переводчика
виртуальный канал сигнализации — 2.7 виртуальный канал сигнализации: Виртуальный канал, используемый для транспортировки информации (сообщений) сигнализации. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
сигнальный виртуальный канал — Виртуальный канал для передачи сигнальной информации. [http://www.lexikon.ru/dict/net/index.html] Тематики сети вычислительные EN signaling virtual channel … Справочник технического переводчика
интеллектуальный постоянный виртуальный канал — Метод организации связи с использованием гибридного логического соединения, создаваемого на основе сочетания двух типов виртуальных каналов постоянных (PVC) и коммутируемых (SVC). Администратор сети производит настройку соединений, однако… … Справочник технического переводчика
коммутируемый виртуальный канал — Услуга сети передачи данных общего пользования с ретрансляцией кадров, в которой процедура установления соединения и процедура отбоя будут определять период связи между двумя устройствами ООД, в течение которого данные пользователя будут переданы … Справочник технического переводчика
постоянный виртуальный канал — Постоянно существующее соединение между двумя конечными точками сети [http://www.citforum.ru/nets/glossary/ terms.shtml]. [http://www.morepc.ru/dict/] Тематики информационные технологии в целом EN Permanent Virtual CircuitPVC … Справочник технического переводчика
Постоянный виртуальный канал — Одна из служб ПД с коммутацией пакетов, в которой имеется постоянная связь между двумя ООД, идентичная фазе передачи данных виртуального соединения. Процедуры установления и завершения невозможны или не требуются Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Виртуальный — 32. Виртуальный Virtual Определение, характеризующее процесс или устройство в системе обработки информации кажущихся реально существующими, поскольку все их функции реализуются какими либо другими средствами Источник: ГОСТ 15971 90: Системы… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Каналы связи L2 и L3 VPN — Отличия физических и виртуальных каналов разного уровня
С доброй улыбкой теперь вспоминается, как человечество с тревогой ожидало в 2000 году конца света. Тогда этого не случилось, но зато произошло совсем другое событие и тоже очень значимое.
Исторически, в то время мир вошел в настоящую компьютерную революцию v. 3.0. – старт облачных технологий распределенного хранения и обработки данных. Причем, если предыдущей «второй революцией» был массовый переход к технологиям «клиент-сервер» в 80-х годах, то первой можно считать начало одновременной работы пользователей с использованием отдельных терминалов, подключенных к т.н. «мейнфреймам» (в 60-х прошлого столетия). Эти революционные перемены произошли мирно и незаметно для пользователей, но затронули весь мир бизнеса вместе с информационными технологиями.
При переносе IT-инфраструктуры на облачные платформы и удаленные ЦОД (центры обработки данных) ключевым вопросом сразу же становится организация надежных каналов связи от клиента к дата-центрам. В Сети нередко встречаются предложения провайдеров: «физическая выделенная линия, оптоволокно», «канал L2», «VPN» и так далее… Попробуем разобраться, что за этим стоит на практике.
Каналы связи – физические и виртуальные
1. Организацией «физической линии» или «канала второго уровня, L2» принято называть услугу предоставления провайдером выделенного кабеля (медного или оптоволоконного), либо радиоканала между офисами и теми площадками, где развернуто оборудование дата-центров. Заказывая эту услугу, на практике скорее всего вы получите в аренду выделенный оптоволоконный канал. Это решение привлекательно тем, что за надежную связь отвечает провайдер (а в случае повреждения кабеля самостоятельно восстанавливает работоспособность канала). Однако, в реальной жизни кабель на всем протяжении не бывает цельным – он состоит из множества соединенных (сваренных) между собой фрагментов, что несколько снижает его надежность. На пути прокладки оптоволоконного кабеля провайдеру приходится применять усилители, разветвители, а на оконечных точках – модемы.
В маркетинговых материалах к уровню L2 (Data-Link) сетевой модели OSI или TCP/IP это решение относят условно – оно позволяет работать как бы на уровне коммутации фреймов Ethernet в LAN, не заботясь о многих проблемах маршрутизации пакетов на следующем, сетевом уровне IP. Есть, например, возможность продолжать использовать в клиентских виртуальных сетях свои, так называемые «частные», IP-адреса вместо зарегистрированных уникальных публичных адресов. Поскольку использовать частные IP-адреса в локальных сетях очень удобно, пользователям были выделены специальные диапазоны из основных классов адресации:
Примечание: NAT – Network Address Translation (механизм замены сетевых адресов транзитных пакетов в сетях TCP/IP, применяется для маршрутизации пакетов из локальной сети клиента в другие сети/Интернет и в обратном направлении – вовнутрь LAN клиента, к адресату).
У этого подхода (а мы говорим о выделенном канале) есть и очевидный недостаток – в случае переезда офиса клиента, могут быть серьезные сложности с подключением на новом месте и возможна потребность в смене провайдера.
Утверждение, что такой канал значительно безопаснее, лучше защищен от атак злоумышленников и ошибок низкоквалифицированного технического персонала при близком рассмотрении оказывается мифом. На практике проблемы безопасности чаще возникают (или создаются хакером умышленно) прямо на стороне клиента, при участии человеческого фактора.
2. Виртуальные каналы и построенные на них частные сети VPN (Virtual Private Network) распространены широко и позволяют решить большинство задач клиента.
Предоставление провайдером «L2 VPN» предполагает выбор из нескольких возможных услуг «второго уровня», L2:
VLAN – клиент получает виртуальную сеть между своими офисами, филиалами (в действительности, трафик клиента идет через активное оборудование провайдера, что ограничивает скорость);
Соединение «точка-точка» PWE3 (другими словами, «эмуляция сквозного псевдопровода» в сетях с коммутацией пакетов) позволяет передавать фреймы Ethernet между двумя узлами так, как если бы они были соединены кабелем напрямую. Для клиента в такой технологии существенно, что все переданные фреймы доставляются до удалённой точки без изменений. То же самое происходит и в обратном направлении. Это возможно благодаря тому, что фрейм клиента приходя на маршрутизатор провайдера далее инкапсулируется (добавляется) в блок данных вышестоящего уровня (пакет MPLS), а в конечной точке извлекается;
Примечание: PWE3 – Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge (механизм, при котором с точки зрения пользователя, он получает выделенное соединение).
MPLS – MultiProtocol Label Switching (технология передачи данных, при которой пакетам присваиваются транспортные/сервисные метки и путь передачи пакетов данных в сетях определяется только на основании значения меток, независимо от среды передачи, используя любой протокол. Во время маршрутизации новые метки могут добавляться (при необходимости) либо удаляться, когда их функция завершилась. Содержимое пакетов при этом не анализируется и не изменяется).
Примечание: VPLS – Virtual Private LAN Service (механизм, при котором с точки зрения пользователя, его разнесенные географически сети соединены виртуальными L2 соединениями).
MAC – Media Access Control (способ управления доступом к среде – уникальный 6-байтовый адрес-идентификатор сетевого устройства (или его интерфейсов) в сетях Ethernet).
3. В случае развертывания «L3 VPN» сеть провайдера в глазах клиента выглядит подобно одному маршрутизатору с несколькими интерфейсами. Поэтому, стык локальной сети клиента с сетью провайдера происходит на уровне L3 сетевой модели OSI или TCP/IP.
Публичные IP-адреса для точек стыка сетей могут определяться по согласованию с провайдером (принадлежать клиенту либо быть полученными от провайдера). IP-адреса настраиваются клиентом на своих маршрутизаторах с обеих сторон (частные – со стороны своей локальной сети, публичные – со стороны провайдера), дальнейшую маршрутизацию пакетов данных обеспечивает провайдер. Технически, для реализации такого решения используется MPLS (см. выше), а также технологии GRE и IPSec.
Примечание: GRE – Generic Routing Encapsulation (протокол тунеллирования, упаковки сетевых пакетов, который позволяет установить защищенное логическое соединение между двумя конечными точками – с помощью инкапсуляции протоколов на сетевом уровне L3).
IPSec – IP Security (набор протоколов защиты данных, которые передаются с помощью IP. Используется подтверждение подлинности, шифрование и проверка целостности пакетов).
Важно понимать, что современная сетевая инфраструктура построена так, что клиент видит только ту ее часть, которая определена договором. Выделенные ресурсы (виртуальные серверы, маршрутизаторы, хранилища оперативных данных и резервного копирования), а также работающие программы и содержимое памяти полностью изолированы от других пользователей. Несколько физических серверов могут согласованно и одновременно работать для одного клиента, с точки зрения которого они будут выглядеть одним мощным серверным пулом. И наоборот, на одном физическом сервере могут быть одновременно созданы множество виртуальных машин (каждая будет выглядеть для пользователя подобно отдельному компьютеру с операционной системой). Кроме стандартных, предлагаются индивидуальные решения, которые также соответствует принятым требованиям относительно безопасности обработки и хранения данных клиента.
При этом, конфигурация развернутой в облаке сети «уровня L3» позволяет масштабирование до практически неограниченных размеров (по такому принципу построен Интернет и крупные дата-центры). Протоколы динамической маршрутизации, например OSPF, и другие в облачных сетях L3, позволяют выбрать кратчайшие пути маршрутизации пакетов данных, отправлять пакеты одновременно несколькими путями для наилучшей загрузки и расширения пропускной способности каналов.
В то же время, есть возможность развернуть виртуальную сеть и на «уровне L2», что типично для небольших дата-центров и устаревших (либо узко-специфических) приложений клиента. В некоторых таких случаях, применяют даже технологию «L2 over L3», чтобы обеспечить совместимость сетей и работоспособность приложений.
Подведем итоги
На сегодняшний день задачи пользователя/клиента в большинстве случаев могут быть эффективно решены путём организации виртуальных частных сетей VPN c использованием технологий GRE и IPSec для безопасности.
Нет особого смысла противопоставлять L2 и L3, равно как нет смысла считать предложение канала L2 лучшим решением для построения надёжной коммуникации в своей сети, панацеей. Современные каналы связи и оборудование провайдеров позволяют пропускать громадное количество информации, а многие выделенные каналы, арендуемые пользователями, на самом деле – даже недогружены. Разумно использовать L2 только в особенных случаях, когда этого требует специфика задачи, учитывать ограничения возможности будущего расширения такой сети и проконсультироваться со специалистом. С другой стороны, виртуальные сети L3 VPN, при прочих равных условиях, более универсальны и просты в эксплуатации.
В этом обзоре кратко перечислены современные типовые решения, которые используют при переносе локальной IT-инфраструктуры в удаленные центры обработки данных. Каждое из них имеет своего потребителя, достоинства и недостатки, правильность выбора решения зависит от конкретной задачи.
В реальной жизни, оба уровня сетевой модели L2 и L3 работают вместе, каждый отвечает за свою задачу и противопоставляя их в рекламе, провайдеры откровенно лукавят.
Виртуальный канал
Виртуальные каналы (virtual circuit, или virtual channel) — это устойчивые пути следования трафика, создаваемые в сети с коммутацией пакетов. Виртуальные каналы являются базовой концепцией технологий Х.25, Frame Relay и ATM.
После прокладки виртуального канала сеть может передавать по нему соответствующий поток данных. Во всех пакетах, которые переносят пользовательские данные, адрес назначения уже не указывается, его роль играет метка виртуального канала. При поступлении пакета на входной интерфейс коммутатор читает значение метки из заголовка пришедшего пакета и просматривает свою таблицу коммутации, по которой определяет, на какой выходной порт передать пришедший пакет.
Таблица коммутации в сетях, использующих виртуальные каналы, отличается от таблицы коммутации в дейтаграммных сетях. Она содержит записи только о проходящих через коммутатор виртуальных каналах, а не обо всех возможных адресах назначения, как это имеет место в сетях с дейтаграммным алгоритмом продвижения. Обычно в крупной сети количество проложенных через узел виртуальных каналов существенно меньше общего количества узлов, поэтому и таблицы коммутации в этом случае намного короче, а, следовательно, анализ такой таблицы занимает у коммутатора меньше времени. По этой же причине метка короче адреса конечного узла, и заголовок пакета в сетях с виртуальными каналами переносит по сети вместо длинного адреса компактный идентификатор потока.
Использование в сетях техники виртуальных каналов не делает их сетями с коммутацией каналов. Хотя в подобных сетях применяется процедура предварительного установления канала, этот канал является виртуальным, то есть по нему передаются отдельные пакеты, а не потоки информации с постоянной скоростью, как в сетях с коммутацией каналов.
Таблица коммутации коммутатора S1  Рис. 3.10. Иллюстрация принципа работы виртуального канала |
Первый проходит от конечного узла с адресом N1, до конечного узла с адресом N2 через промежуточные коммутаторы SI, S2 и S4. Второй обеспечивает продвижение данных по пути N3 — S5 — S3 — SI—N1.B принципе между двумя конечными узлами может быть проложено несколько виртуальных каналов, например, еще один виртуальный канал между узлами N1 и N2 мог бы проходить через промежуточные коммутаторы S1, S3 и S4.
Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов
Список ключевых слов: мультипрограммная операционная система, время буферизации, коммутация пакетов, коммутация каналов, время распространения сигнала в физической среде, время пакетизации, конвейерная передача.
Прежде чем проводить техническое сравнение сетей с коммутацией пакетов и сетей с коммутацией каналов, проведем их неформальное сравнение на основе, как нам кажется, весьма продуктивной транспортной аналогии.
Прежде чем можно будет использовать соединение или виртуальный канал, он должен быть установлен между двумя или более узлы или же программные приложения посредством настройка звонка. После этого битовый поток или же байтовый поток может доставляться между узлами; следовательно, протокол виртуальных каналов позволяет протоколам более высокого уровня избегать разделения данных на Единицы данных протокола.
Многие протоколы виртуальных цепей, но не все, обеспечивают надежный услуги связи посредством использования повторной передачи данных, инициированной обнаружение ошибок и автоматический повторный запрос (ARQ).
Альтернативная конфигурация сети для виртуального канала: дейтаграмма. [1] [ сомнительный – обсуждать ]
Содержание
Сравнение с коммутацией цепи
Связь виртуального канала напоминает коммутация цепи, поскольку оба ориентированный на соединение, что означает, что в обоих случаях данные доставляются в правильном порядке, а служебные данные необходимы на этапе установления соединения. Однако коммутация каналов обеспечивает постоянную скорость передачи данных и задержку, хотя они могут варьироваться в службе виртуальных каналов из-за таких факторов, как:
Возможность виртуального звонка
В телекоммуникации, а возможность виртуального вызова, иногда называемый средство виртуального вызова, это служебная функция в котором:
Альтернативная конфигурация сети для виртуальных вызовов связь без установления соединения с помощью дейтаграммы. [1]
Виртуальные каналы уровня 4
Ориентированный на соединение транспортный уровень протоколы, такие как TCP [2] [3] может полагаться на протокол сетевого уровня с коммутацией пакетов без установления соединения, такой как IP, где разные пакеты могут маршрутизироваться по разным путям и, следовательно, доставляться не по порядку. Однако можно использовать TCP как виртуальный канал, [3] [4] [5] так как TCP включает в себя нумерацию сегментов, которая позволяет переупорядочивать на стороне получателя, чтобы обеспечить доставку не по порядку.
Виртуальные каналы уровня 2/3
Слой Datalink и сетевой уровень протоколы виртуальных каналов основаны на коммутация пакетов, что означает, что данные всегда доставляются по одному и тому же сетевому пути, то есть через одни и те же узлы. Преимущества перед коммутацией пакетов без установления соединения:
Примеры протоколов
Примеры протоколов транспортного уровня, которые обеспечивают виртуальный канал:
Примеры протоколов виртуальных цепей сетевого уровня и уровня канала передачи данных, где данные всегда доставляются по одному и тому же пути:
Постоянные и коммутируемые виртуальные каналы в ATM, Frame Relay и X.25
Коммутируемые виртуальные цепи (SVC) обычно устанавливаются навызов базис и отключаются при завершении вызова; однако постоянный виртуальный канал (ПВХ) может быть установлен как вариант для обеспечения выделенная цепь связь между двумя объектами. Конфигурация PVC обычно предварительно настраивается поставщиком услуг. В отличие от SVC, PVC обычно очень редко ломаются / отключаются.
Передача с установлением виртуального канала
Виртуальные каналы(virtual circuit, или virtual channel) — это устойчивые пути следования трафика, создаваемые в сети с коммутацией пакетов. Виртуальные каналы являются базовой концепцией технологий Х.25, Frame Relay и ATM.
Единственный заранее проложенный фиксированный маршрут, соединяющий конечные узлы в сети с коммутацией пакетов, называют виртуальным каналом.
Техника виртуальных каналов учитывает существование в сети потоков данных. Для того чтобы выделить поток данных из общего трафика, каждый пакет этого потока помечается меткой.
После прокладки виртуального канала сеть может передавать по нему соответствующий поток данных. Во всех пакетах, которые переносят пользовательские данные, адрес назначения уже не указывается, его роль играет метка виртуального канала. При поступлении пакета на входной интерфейс коммутатор читает значение метки из заголовка пришедшего пакета и просматривает свою таблицу коммутации, по которой определяет, на какой выходной порт передать пришедший пакет.
Таблица коммутации в сетях, использующих виртуальные каналы, отличается от таблицы коммутации в дейтаграммных сетях. Она содержит записи только о проходящих через коммутатор виртуальных каналах, а не обо всех возможных адресах назначения, как это имеет место в сетях с дейтаграммным алгоритмом продвижения. Обычно в крупной сети количество проложенных через узел виртуальных каналов существенно меньше общего количества узлов, поэтому и таблицы коммутации в этом случае намного короче, а, следовательно, анализ такой таблицы занимает у коммутатора меньше времени. По этой же причине метка короче адреса конечного узла, и заголовок пакета в сетях с виртуальными каналами переносит по сети вместо длинного адреса компактный идентификатор потока.
Использование в сетях техники виртуальных каналов не делает их сетями с коммутацией каналов. В подобных сетях применяется процедура предварительного установления канала, этот канал является виртуальным, т.е. по нему передаются отдельные пакеты, а не потоки информации с постоянной скоростью, как в сетях с коммутацией каналов.
Таблица коммутации коммутатора S1
| Адрес назначения | Адрес следующего коммутатора |
| VC1 | S2 |
| VC2 | S3 |
Рис.13Иллюстрация принципа работы виртуального канала
Первый проходит от конечного узла с адресом N1, до конечного узла с адресом N2 через промежуточные коммутаторы S1, S2 и S4. Второй обеспечивает продвижение данных по пути N3 — S5 — S3 — S1—N1.B принципе между двумя конечными узлами может быть проложено несколько виртуальных каналов, например, еще один виртуальный к
В одной и той же сетевой технологии могут быть задействованы разные способы продвижения данных. Так, дейтаграммный протокол IР используется для передачи данных между отдельными сетями, составляющими Интернет. В то же время обеспечением надежной безопасности доставки данных занимается протокол ТСР, устанавливающий логическое соединение без фиксации маршрута. А Интернет – это пример сети, применяющий технику виртуальных каналов.