Топорков С.С. Компьютерные сети для продвинутых пользователей
Подождите немного. Документ загружается.
161160 Введение в IP$сети
пути по адресам транзитной подсети может обнаружиться много из
быточных маршрутов к различным маршрутизаторам. На вычисле
ние, проверку и отбраковку этих маршрутов уйдет много времени.
Когда маршрутизатор начинает работать в первый раз (то есть ин
сталлируется), он пытается синхронизировать свою базу данных со
всеми маршрутизаторами транзитной локальной сети, которые по
определению имеют идентичные базы данных. Для упрощения и опти
мизации этого процесса в протоколе OSPF используется понятие
«выделенного» маршрутизатора, который выполняет две функции.
Вопервых, выделенный маршрутизатор и его резервный «напар
ник» являются единственными маршрутизаторами, с которыми новый
маршрутизатор будет синхронизировать свою базу. Синхронизировав
базу с выделенным маршрутизатором, новый маршрутизатор будет
синхронизирован со всеми маршрутизаторами данной локальной сети.
Вовторых, выделенный маршрутизатор делает объявление о се
тевых связях, перечисляя своих соседей по подсети. Другие маршру
тизаторы просто объявляют о своей связи с выделенным маршрути
затором. Это делает объявления о связях (которых много) более
краткими, размером с объявление о связях отдельной сети.
Для начала работы маршрутизатора OSPF нужен минимум инфор
мации – IPконфигурация (IPадреса и маски подсетей), некоторая ин
формация по умолчанию (default) и команда на включение. Для многих
сетей информация по умолчанию весьма похожа. В то же время прото
кол OSPF предусматривает высокую степень программируемости.
Интерфейс OSPF (порт маршрутизатора, поддерживающего про
токол OSPF) является обобщением подсети IP. Подобно подсети IP,
интерфейс OSPF имеет IPадрес и маску подсети. Если один порт
OSPF поддерживает более чем одну подсеть, протокол OSPF рас
сматривает эти подсети так, как если бы они были на разных физи
ческих интерфейсах, и вычисляет маршруты соответственно.
Интерфейсы, к которым подключены локальные сети, называют
ся широковещательными (broadcast) интерфейсами, так как они мо
гут использовать широковещательные возможности локальных се
тей для обмена сигнальной информацией между маршрутизаторами.
Интерфейсы, к которым подключены глобальные сети, не поддержи
вающие широковещание, но обеспечивающие доступ ко многим уз
лам через одну точку входа, например сети Х.25 или frame relay, на
зываются нешироковещательными интерфейсами с множественным
доступом или NBMA (nonbroadcast multiaccess). Они рассматрива
ются аналогично широковещательным интерфейсам за исключени
RIP требует, чтобы выделенные линии «точкаточка» имели IPад
рес, что приводит к дополнительным затратам IPадресов.
В OSPF такие требования отсутствуют: сети могут иметь различ
ное число хостов и могут перекрываться. Под перекрытием понима
ется наличие нескольких маршрутов к одной и той же сети. В этом
случае адрес сети в пришедшем пакете может совпасть с адресом
сети, присвоенным нескольким портам.
Если адрес принадлежит нескольким подсетям в базе данных мар
шрутов, то маршрутизатор, продвигающий пакет, использует наибо
лее специфический маршрут, то есть адрес подсети, имеющей более
длинную маску.
Например, если рабочая группа ответвляется от главной сети, то она
имеет адрес главной сети наряду с более специфическим адресом, опре
деляемым маской подсети. При выборе маршрута к хосту в подсети
этой рабочей группы маршрутизатор найдет два пути, один для главной
сети и один для рабочей группы. Так как последний более специфичен,
то он и будет выбран. Этот механизм является обобщением понятия
«маршрут по умолчанию», используемого во многих сетях.
Использование подсетей с различным количеством хостов явля
ется вполне естественным. Например, если в здании или кампусе на
каждом этаже имеются локальные сети, и на некоторых этажах ком
пьютеров больше, чем на других, то администратор может выбрать
размеры подсетей, отражающие ожидаемые требования каждого эта
жа, а не соответствующие размеру наибольшей подсети.
В протоколе OSPF подсети делятся на три категории:
¾ «хостсеть», представляющая собой подсеть из одного адреса;
¾ «тупиковая сеть», которая представляет собой подсеть, под
ключенную только к одному маршрутизатору;
¾ «транзитная сеть», которая представляет собой подсеть, под
ключенную к более чем одному маршрутизатору.
Транзитная сеть является для протокола OSPF особым случаем.
В транзитной сети несколько маршрутизаторов являются взаимно и
одновременно достижимыми. В широковещательных локальных се
тях, таких как Ethernet или Token Ring, маршрутизатор может по
слать одно сообщение, которое получат все его соседи. Это уменьша
ет нагрузку на маршрутизатор, когда он посылает сообщения для
определения существования связи или обновленные объявления
о соседях. Однако, если каждый маршрутизатор будет перечислять
всех своих соседей в своих объявлениях о соседях, то объявления
займут много места в памяти маршрутизатора. При определении
Протокол обмена маршрутной информацией стека TCP/IP
163162 Введение в IP$сети
сети. Каждый маршрутизатор шлет сообщение HELLO каждому
своему соседу по крайней мере один раз на протяжении интервала
HELLO. Если интервал отказа маршрутизатора истекает без получе
ния сообщения HELLO от соседа, то считается, что сосед неработос
пособен, и распространяется новое объявление о сетевых связях,
чтобы в сети произошел пересчет маршрутов.
Пример маршрутизации по алгоритму OSPF
Представим себе один день из жизни транзитной локальной сети.
Пусть у нас имеется сеть Ethernet, в которой есть три маршрутизато
ра – Джон, Фред и Роб (имена членов рабочей группы Internet, раз
работавшей протокол OSPF). Эти маршрутизаторы связаны с сетя
ми в других городах с помощью выделенных линий.
Пусть произошло восстановление сетевого питания после сбоя.
Маршрутизаторы и компьютеры перезагружаются и начинают рабо
тать по сети Ethernet. После того, как маршрутизаторы обнаружива
ют, что порты Ethernet работают нормально, они начинают генери
ровать сообщения HELLO, которые говорят об их присутствии в сети
и их конфигурации. Однако маршрутизация пакетов начинает осу
ществляться не сразу – сначала маршрутизаторы должны синхрони
зировать свои маршрутные базы (рис. 45).
ем того, что широковещательная рассылка эмулируется путем по
сылки сообщения каждому соседу. Так как обнаружение соседей не
является автоматическим, как в широковещательных сетях, NBMA
соседи должны задаваться при конфигурировании вручную. Как на
широковещательных, так и на NBMAинтерфейсах могут быть зада
ны приоритеты маршрутизаторов для того, чтобы они могли выб
рать выделенный маршрутизатор.
Интерфейсы «точкаточка», подобные PPP, несколько отличают
ся от традиционной IPмодели. Хотя они и могут иметь IPадреса и
подмаски, но необходимости в этом нет.
В простых сетях достаточно определить, что пункт назначения до
стижим и найти маршрут, который будет удовлетворительным.
В сложных сетях обычно имеется несколько возможных маршрутов.
Иногда хотелось бы иметь возможности по установлению дополни
тельных критериев для выбора пути: например, наименьшая задерж
ка, максимальная пропускная способность или наименьшая сто
имость (в сетях с оплатой за пакет). По этим причинам протокол
OSPF позволяет сетевому администратору назначать каждому ин
терфейсу определенное число, называемое метрикой, чтобы оказать
нужное влияние на выбор маршрута.
Число, используемое в качестве метрики пути, может быть назна
чено произвольным образом по желанию администратора. Но по
умолчанию в качестве метрики используется время передачи бита
в 10ти наносекундных единицах (10 Мб/с Ethernet’у назначается
значение 10, а линии 56 Кб/с – число 1785). Вычисляемая протоко
лом OSPF метрика пути представляет собой сумму метрик всех про
ходимых в пути связей; это очень грубая оценка задержки пути. Если
маршрутизатор обнаруживает более чем один путь к удаленной под
сети, то он использует путь с наименьшей стоимостью пути.
В протоколе OSPF используется несколько временных парамет
ров, и среди них наиболее важными являются интервал сообщения
HELLO и интервал отказа маршрутизатора (router dead interval).
HELLO – это сообщение, которым обмениваются соседние, то
есть непосредственно связанные, маршрутизаторы подсети с целью
установить состояние линии связи и состояние маршрутизаторасо
седа. В сообщении HELLO маршрутизатор передает свои рабочие
параметры и говорит о том, кого он рассматривает в качестве своих
ближайших соседей. Маршрутизаторы с разными рабочими пара
метрами игнорируют сообщения HELLO друг друга, поэтому невер
но сконфигурированные маршрутизаторы не будут влиять на работу
Рис. 45Рис. 45
Рис. 45Рис. 45
Рис. 45
Гипотетическая сеть с OSPF маршрутизаторами
Протокол обмена маршрутной информацией стека TCP/IP
165164 Введение в IP$сети
После того, как маршрутизаторы полностью входят в рабочий ре
жим, интенсивность обмена сообщениями резко падает. Обычно они
посылают сообщение HELLO по своим подсетям каждые 10 секунд и
делают объявления о состоянии связей каждые 30 минут (если обна
руживаются изменения в состоянии связей, то объявление передает
ся, естественно, немедленно). Обновленные объявления о связях
служат гарантией того, что маршрутизатор работает в сети. Старые
объявления удаляются из базы через определенное время.
Представим, однако, что какаялибо выделенная линия сети отка
зала. Присоединенные к ней маршрутизаторы распространяют свои
объявления, в которых они уже не упоминают друг друга. Эта ин
формация распространяется по сети, включая маршрутизаторы
транзитной локальной сети. Каждый маршрутизатор в сети пересчи
тывает свои маршруты, находя, может быть, новые пути для восста
новления утраченного взаимодействия.
Сравнение протоколов RIP и OSPF
по затратам на широковещательный трафик
В сетях, где используется протокол RIP, накладные расходы на обмен
маршрутной информацией строго фиксированы. Если в сети имеется
определенное число маршрутизаторов, то трафик, создаваемый пере
даваемой маршрутной информацией, описываются формулой (1):
F = (число объявляемых маршрутов/25) × 528 (байтов
в сообщении) × (число копий в единицу времени) × 8 (битов (1)
в байте)
В сети с протоколом OSPF загрузка при неизменном состоянии
линий связи создается сообщениями HELLO и обновленными объ
явлениями о состоянии связей, что описывается формулой (2):
F = { [ 20 + 24 + 20 + (4 × число соседей)] × (число копий
HELLO в единицу времени)} × 8 + [(число объявлений ×
(2)
средний размер объявления) × (число копий объявлений
в единицу времени)] × 8,
где 20 – размер заголовка IPпакета,
24 – заголовок пакета OSPF,
20 – размер заголовка сообщения HELLO,
4 – данные на каждого соседа.
Интенсивность посылки сообщений HELLO – каждые 10 секунд,
объявлений о состоянии связей – каждые полчаса. По связям «точ
На протяжении интервала отказа маршрутизаторы продолжают
посылать сообщения HELLO. Когда какойлибо маршрутизатор по
сылает такое сообщение, другие его получают и отмечают, что в ло
кальной сети есть другой маршрутизатор. Когда они посылают сле
дующее HELLO, они перечисляют там и своего нового соседа.
Когда период отказа маршрутизатора истекает, то маршрутизатор с
наивысшим приоритетом и наибольшим идентификатором объявляет
себя выделенным (а следующий за ним по приоритету маршрутизатор
объявляет себя резервным выделенным маршрутизатором) и начина
ет синхронизировать свою базу данных с другими маршрутизаторами.
С этого момента времени база данных маршрутных объявлений каж
дого маршрутизатора может содержать информацию, полученную от
маршрутизаторов других локальных сетей или из выделенных линий.
Роб, например, получил информацию от Мило и Робина об их сетях и
может передавать туда пакеты данных. Они содержат информацию
о собственных связях маршрутизатора и объявления о связях сети.
Базы данных теперь синхронизированы с выделенным маршрути
затором, которым является Джон. Джон суммирует свою базу дан
ных с каждой базой данных своих соседей – базами Фреда, Роба
и Джеффа – индивидуально. В каждой синхронизирующейся паре
объявления, найденные только в какойлибо одной базе, копируют
ся в другую. Выделенный маршрутизатор, Джон, распространяет но
вые объявления среди других маршрутизаторов своей локальной
сети. Например, объявления Мило и Робина передаются Джону Ро
бом, а Джон в свою очередь передает их Фреду и Джеффри. Обмен
информацией между базами продолжается некоторое время, и пока
он не завершится, маршрутизаторы не будут считать себя работоспо
собными. После этого они себя таковыми считают, потому что имеют
всю доступную информацию о сети. Посмотрим теперь, как Робин
вычисляет маршрут через сеть. Две из связей, присоединенных к его
портам, представляют линии T1, а одна – линию 56 Кб/c. Робин
сначала обнаруживает двух соседей – Роба с метрикой 65 и Мило
с метрикой 1785. Из объявления о связях Роба Робин обнаружил
наилучший путь к Мило со стоимостью 130, поэтому он отверг не
посредственный путь к Мило, поскольку он связан с большей задер
жкой, так как проходит через линии с меньшей пропускной способ
ностью. Робин также обнаруживает транзитную локальную сеть
с выделенным маршрутизатором Джоном. Из объявлений о связях
Джона Робин узнает о пути к Фреду и, наконец, узнает о пути к мар
шрутизаторам Келли и Джеффу и к их тупиковым сетям.
Протокол обмена маршрутной информацией стека TCP/IP
167166 Введение в IP$сети
В OSPF маршруты (именно маршруты, то есть номера сетей и рас
стояния до них во внешней метрике, а не топологическая информация)
из одной автономной системы импортируются в другую автономную
систему и распространяются с использованием специальных вне
шних объявлений о связях.
Внешние маршруты обрабатываются в два этапа. Маршрутизатор
выбирает среди внешних маршрутов маршрут с наименьшей внеш
ней метрикой. Если таковых оказывается больше, чем 2, то выбира
ется путь с меньшей стоимостью внутреннего пути до ASBR.
Область OSPF – это набор смежных интерфейсов (территориаль
ных линий или каналов локальных сетей). Введение понятия «об
ласть» служит двум целям: управлению информацией и определе
нию доменов маршрутизации.
Для понимания принципа управления информацией рассмотрим
сеть, имеющую следующую структуру: центральная локальная сеть
связана с помощью 50 маршрутизаторов с большим количеством
соседей через сети X.25 или frame relay (рис. 46). Эти соседи пред
ставляют собой большое количество небольших удаленных под
разделений, например, отделов продаж или филиалов банка. Изза
большого размера сети каждый маршрутизатор должен хранить ог
каточка» или по широковещательным локальным сетям в единицу
времени посылается только одна копия сообщения, по NBMA сетям
типа frame relay каждому соседу посылается своя копия сообщения.
В сети frame relay с 10 соседними маршрутизаторами и 100 маршру
тами в сети (подразумевается, что каждый маршрут представляет
собой отдельное OSPFобобщение о сетевых связях и что RIP рас
пространяет информацию обо всех этих маршрутах) трафик марш
рутной информации определяется соотношениями (3) и (4):
RIP: (100 маршрутов / 25 маршрутов в объявлении) ×
(3)
528 × (10 копий / 30 сек) = 5632 б/с
OSPF: {[20 + 24 + 20 + (4 × 10) × (10 копий / 10 с)] +
[100 маршрутов × (32 + 24 + 20) + (10 копий / 30 × 60 с]} × (4)
8 = 1170 б/с
Как видно из полученных результатов, для нашего гипотетическо
го примера трафик, создаваемый протоколом RIP, почти в пять раз
интенсивней трафика, создаваемого протоколом OSPF.
Использование
других протоколов маршрутизации
Случай использования в сети только протокола маршрутизации
OSPF представляется маловероятным. Если сеть присоединена
к Internet’у, то могут использоваться такие протоколы, как EGP
(Exterior Gateway protocol), BGP (Border Gateway Protocol, прото
кол пограничного маршрутизатора), старый протокол маршрутиза
ции RIP или собственные протоколы производителей.
Когда в сети начинает применяться протокол OSPF, то существу
ющие протоколы маршрутизации могут продолжать использоваться
до тех пор, пока не будут полностью заменены. В некоторых случаях
необходимо будет объявлять о статических маршрутах, сконфигури
рованных вручную.
В OSPF существует понятие автономных систем маршрутизато
ров (autonomous systems), которые представляют собой домены мар
шрутизации, находящиеся под общим административным управле
нием и использующие единый протокол маршрутизации. OSPF
называет маршрутизатор, который соединяет автономную систему
с другой автономной системой, использующей другой протокол марш
рутизации, пограничным маршрутизатором автономной системы
(autonomous system boundary router, ASBR).
Рис. 46 Рис. 46
Рис. 46 Рис. 46
Рис. 46
Большая сеть с топологией звезда
Протокол обмена маршрутной информацией стека TCP/IP
169168 Введение в IP$сети
применить к любой области, за исключением магистральной. ABR
в тупиковой области не распространяет внешние объявления или сум
марные объявления из других областей. Вместо этого он делает одно
суммарное объявление, которое будет удовлетворять любой IPадрес,
имеющий номер сети, отличный от номеров сетей тупиковой области.
Это объявление называется маршрутом по умолчанию. Маршрутиза
торы тупиковой области имеют информацию, необходимую только
для вычисления маршрутов между собой плюс указания о том, что все
остальные маршруты должны проходить через ABR. Такой подход
позволяет уменьшить в нашей гипотетической сети количество марш
рутной информации в удаленных офисах без уменьшения способнос
ти маршрутизаторов корректно передавать пакеты.
Общение в локальной сети
После того как вы успешно подключили свою сеть к Интернету, про
анализировали трафик, собрали деньги с «нарушителей спокой
ствия» и вообще проявили себя умелым компьютерщиком и стро
гим, но справедливым администратором, – пользователи начнут
подкидывать вам все больше и больше пожеланий. И среди этих по
желаний наверняка будет идея организовать хоть какоето общение
внутри локальной сети... И действительно! Потребность чтото сооб
щить соратникам возникает довольно часто, особенно если сеть
офисная или «подъездная», где компьютеры находятся достаточно
далеко друг от друга. Можно, конечно, использовать обычную элект
ронную почту или ICQ, но както глупо общаться таким методом
с человеком, сидящим в соседней комнате или квартире...
В операционной системе Windows есть две программы, которые
можно задействовать для общения в локальной сети: WinPopUp и
NetMeeting.
WinPopUp позволяет отправлять сообщения на удаленный ком
пьютер, и если там тоже запущена копия этой программы, то на эк
ран выскочит окно с присланной запиской (от этого выскакиваю
щего окна, видимо, и пошло название программы). Можно также
отправлять сообщения из консольного окна с помощью команды net
send, а в Windows семейства NT есть сервис Messenger, который та
кие сообщения принимает, так что вам надо будет запускать не при
ложение, а сервис. Только учтите, что подобные сообщения могут и
через Интернет отправляться, чем пользуются многие спамеры...
Использовать WinPopUp для общения в локальной сети, конечно,
можно, но, как и в случае с большинством других встроенных в сис
ромное количество маршрутной информации, которая должна пере
даваться по каждой из линий, и каждое из этих обстоятельств делает
сеть дороже. Так как топология сети проста, то большая часть этой
информации и создаваемого ею трафика не имеют смысла.
Для каждого из удаленных филиалов нет необходимости иметь
детальную маршрутную информацию обо всех других удаленных
офисах, в особенности, если они взаимодействуют в основном с цент
ральными компьютерами, связанными с центральными маршрутиза
торами. Аналогично, центральным маршрутизаторам нет необходимо
сти иметь детальную информацию о топологии связей с удаленными
офисами, соединенными с другими центральными маршрутизатора
ми. В то же время центральные маршрутизаторы нуждаются в инфор
мации, необходимой для передачи пакетов следующему центрально
му маршрутизатору. Администратор мог бы без труда разделить эту
сеть на более мелкие домены маршрутизации для того, чтобы огра
ничить объемы хранения и передачи по линиям связи не являющей
ся необходимой информации. Обобщение маршрутной информации
является главной целью введения областей в OSPF.
В протоколе OSPF определяется также пограничный маршрути
затор области (ABR, area border router). ABR – это маршрутизатор
с интерфейсами в двух или более областях, одна из которых являет
ся специальной областью, называемой магистральной (backbone area).
Каждая область работает с отдельной базой маршрутной информа
ции и независимо вычисляет маршруты по алгоритму OSPF. Погра
ничные маршрутизаторы передают данные о топологии области
в соседние области в обобщенной форме – в виде вычисленных мар
шрутов с их весами. Поэтому в сети, разбитой на области, уже не дей
ствует утверждение о том, что все маршрутизаторы оперируют
с идентичными топологическими базами данных.
Маршрутизатор ABR берет информацию о маршрутах OSPF, вы
численную в одной области, и транслирует ее в другую область
путем включения этой информации в обобщенное суммарное объяв
ление (summary) для базы данных другой области. Суммарная
информация описывает каждую подсеть области и дает для нее мет
рику. Суммарная информация может быть использована тремя спо
собами: для объявления об отдельном маршруте, для обобщения не
скольких маршрутов или же служить маршрутом по умолчанию.
Дальнейшее уменьшение требований к ресурсам маршрутизаторов
происходит в том случае, когда область представляет собой тупи
ковую область (stub area). Этот атрибут администратор сети может
Протокол обмена маршрутной информацией стека TCP/IP
171170 Введение в IP$сети
Но иногда простого обмена сообщениями не хватает, хочется чего
то более «живого». В этом случае могут помочь программы для орга
низации чатов.
Одной из наиболее качественных и популярных чатпрограмм яв
ляется Intranet Chat. Сделан чат весьма продуманно: в простой сети
не требует наличия сервера, но может использовать сервер в боль
ших сетях; есть возможности использовать приватные сообщения и
чаты; присутствуют уведомления и многое другое – практически
все, что только может потребоваться от подобной программы.
Также очень приятным является Vypress Chat, который прост и
удобен в использовании, легко устанавливается на множестве ком
пьютеров, позволяет протоколировать все переговоры...
Из других программ стоит обратить внимание на Network Assis
tant, который умеет пересылать файлы и сообщения, а также поддер
живает совместную «доску для рисования», ChatLandia, которая
может делать то же самое, и вдобавок шифрует трафик, и Intercom,
который довольно удачно совмещает лучшие части интерфейсов
mIRC и ICQ.
Отдельно стоит упомянуть программы, позволяющие не печатать,
а разговаривать в полном смысле этого слова. Практика показывает,
что для такого общения лучше всего использовать гарнитуру – на
ушники с микрофоном – иначе звук из динамиков попадает в мик
рофон и возникает эхо, заметно затрудняющее общение. А если гар
нитура у вас уже есть, то попробуйте установить, например, Net
Speakerphone – помимо возможности вести разговоры, она предос
тавляет также базовые функции управления удаленным компьюте
ром (вы сможете компьютер выключить, перезагрузить, отрегули
ровать громкость и так далее). Transmitter Lite тоже предоставляет
возможность голосового общения и при этом еще и шифрует весь
поток. Помимо голоса, он позволяет передавать файлы и текстовые
сообщения, но сознательно сделан несовместимым с другими про
граммами, то есть вам придется установить именно эту программу на
всех машинах. Зато можно будет и через Интернет общаться, не опа
саясь перехвата трафика. Virtual Phone выглядит как настоящий те
лефон и позволяет без проблем «звонить» своим знакомым. Правда,
ориентирована эта программа больше на работу в Интернете, а не
в локальной сети – для того чтобы начать ей пользоваться вам надо
будет зарегистрировать свой телефон на специальном сервере. Зато
потом он будет к вам «привязан», и даже если вы переберетесь в дру
гую страну, знакомые смогут до вас дозвониться.
тему утилит, неудобно. И неудивительно, что программисты заня
лись написанием всевозможных «мессенджеров», позволяющих сде
лать общение более комфортным.
Самой, пожалуй, совершенной программой для приема/отправки
сообщений является Vypress Messenger. Правда, основное удобство
этой программы – она умеет работать через прокси и гарантирует
доставку сообщений – в небольших сетях вряд ли будет востребовано,
но, тем не менее, весьма приятный интерфейс, умение использовать
макросы и некоторые другие возможности делают этот инструмент
весьма перспективным кандидатом на использование. В некоторых
случаях может пригодиться и Vypress Auvis, который только прини
мает сообщения, но не может их отправлять.
Другой весьма приятной программкой является LanTalk XP. Стро
гий, но вполне приятный интерфейс, автоответы, стандартные сооб
щения, горячие клавиши и многое другое сделают ваше общение лег
ким и удобным. И так же, как и у предыдущей программы, есть
версия «только для приема» – LanInfo PRO.
Очень удачной (и, к тому же, бесплатной для республик бывшего
СССР) программой является FlashDeli. Программу отличает краси
вый интерфейс, продуманное управление и наличие практически
всех функций, которые могут потребоваться для общения в локаль
ной сети. Весьма рекомендуется попробовать...
Если эти программы вас не устроят, то есть множество других ва
риантов: Bopup Messenger приятен на вид, позволяет вставлять
иконки в сообщения и пересылать файлы; Bassline WinPopUp по
зволяет отправлять сообщение нескольким пользователям и рабо
тать с «автоответчиком»; WinMessenger практически не отличается
от WinPopUp по функциональности, но намного приятнее на вид;
ZinPopUp отличается тем, что его довольно сложно удалить (полез
ное свойство для корпоративных сетей!), а также наличием базовых
функций удаленного управления: выключение/перезагрузка, сним
ки экрана, «зашаривание» дисков и прочее; WinPopUp Plus, в отли
чие от стандартного WinPopUp, позволяет настроить шрифт и вид
окна, использовать стандартные сообщения, прятаться в системную
панель и делать некоторые другие мелочи; CLMessenger очень прост
в использовании, а сообщения, им передаваемые, шифруются и сжима
ются, что позволяет его использовать, не опасаясь «подслушивания»...
Отдельного упоминания заслуживает WireNote, который, поми
мо передачи сообщений, умеет еще вести списки запланированных
дел, показывать заметки в виде «желтых листочков», напоминать
о наступающих событиях и так далее.
Протокол обмена маршрутной информацией стека TCP/IP
173
Это следующие общие признаки:
¾ осуществление передачи речи (голоса);
¾ обеспечение непосредственного двухстороннего речевого (голо
сового) контакта – удаленных друг от друга абонентов в реаль
ном масштабе времени;
¾ использование систем преобразования речи в электрический
сигнал;
¾ наличие системы передачи электрических сигналов.
Таким образом, любая электрическая техническая система, обла
дающая этим признакам, может быть отнесена к системе телефонии.
Например, системы традиционной телефонии, симплексные или
дуплексные телефонные радиостанции, имея определенные выше
признаки, являются системами телефонии. Системы радиовещания
и телевидения, хотя и передают речь на расстояние, системами теле
фонии не являются, поскольку в них нет непосредственного двух
стороннего речевого контакта между абонентами. Заметим, что
именно этот признак выделил в общественном сознании телефонию
в отдельный вид связи.
Другая группа признаков, которая дает ключ к более глубокому
пониманию существа вышеназванных определений, включает такие
характеристики электрической транспортной системы, как вид элект
рического сигнала – переносчика речи (аналоговый, дискретный) и
технология его передачи по каналу связи. Начнем с понятия «цифро
вая телефония».
Цифровая телефония
Телефон, появление которого в 1876 году связано с именем амери
канского ученого и предпринимателя А. Г. Белла, произвел револю
цию в информационных и телекоммуникационных технологиях того
времени и занял первое место в ряду современных средств связи.
С тех пор телефонные сети общего пользования (ТфОП) охватили
весь мир, предоставив людям, разделенным большими расстояния
ми, роскошь непосредственного личного речевого общения в реаль
ном масштабе времени.
Телефонная связь, действующая на основе преобразования речи
(голоса) в аналоговый электрический сигнал и передачи его по ком
мутируемому каналу связи, безраздельно господствовала до появле
ния дискретных методов обработки сигналов. Возможность диск
ретизации (по времени) и квантования (по уровню) параметров
Глава 7
Телефония
Телефония ли это?
«Новые технологии всегда сопровождаются новыми понятиями,
в которые специалисты смежных областей нередко вкладывают
различный смысл»
«Сетевой Online», Генрих Карвовский – независимый эксперт
Особенно часто сложности возникают, когда, имея в виду новую
информационную технологию используют уже известный и устояв
шийся в общественном сознании термин. Так случилось со словом
«телефония», которое теперь сочетается с определениями «цифровая»,
«компьютерная», «IP». Появились аббревиатуры «VoIP», «VoATM»,
«VoFR». Как они соотносятся с телефонией? И вообще, каково их
содержание и какова между ними взаимосвязь?
Сразу же оговоримся, что богатое содержание понятий не всегда
можно уложить в прокрустово ложе их определений и обозначить
однозначно понимаемым термином. Начнем с выделения отличи
тельных признаков, которые позволяют ограничить и разделить рас
сматриваемые понятия.
Заглянем в Большой Энциклопедический словарь. «Телефония
(от греч. tele – вдаль, далеко и phone – звук) – область науки и тех
ники, охватывающая изучение принципов построения систем те
лефонной связи». «Телефонная связь – передача на расстояние
речевой информации, осуществляемая электрическими сигналами,
распространяющимися по проводам, или радиосигналами… Т.с.
обеспечивает ведение устных переговоров между абонентами, уда
ленными друг от друга практически на любое расстояние…» Опира
ясь на эти общепринятые и устоявшиеся в сознании людей опреде
ления, выделим присущие телефонии черты, позволяющие отличить
ее как вид связи от других способов передачи звука.
Телефония ли это?
175174 Телефония
все технологии передачи голоса с использованием протокола соот
ветствующей сети.
Применяется также термин «Интернеттелефония» как частный
случай IPтелефонии, когда в качестве линий передачи телефонного
трафика либо от абонента к оператору, либо на магистрали (либо на
обоих названных участках) используются обычные каналы Интер
нета.
Предпринимаются попытки упорядочить эту терминологию. Так,
участники семинара, посвященного IPтелефонии, который прово
дил Международный союз электросвязи (ITU) 14–16 июня 2000 г.
в Женеве, предложили считать IPтелефонию общим понятием,
включающим Интернеттелефонию и VoIP. Интернеттелефония –
для сетей передачи данных общего пользования, то есть для малоад
министрируемых или неадминистрируемых сетей. VoIP – для кор
поративных, то есть хорошо администрируемых сетей. По мнению
автора, здесь не совсем удачно выбрано основание для деления. Но,
принимая во внимание быстрое развитие технологии IPтелефонии,
участники семинара признали правомерность применения и других
терминов и определений.
Свое слово, видимо, скажет «Концепция создания в России систе
мы передачи речевой информации с использованием технологии па
кетной информации», третья редакция которой разработана груп
пой НИИ и ведущих операторов связи России.
В сетях IP, ATM и FR дискретные сигналы объединяются в паке
ты. В сети IP передача пакетов по сети осуществляется способом
коммутации пакетов по разным маршрутам (так называемый дейта
граммный способ передачи). В сетях ATM и FR для передачи пакетов
используется способ коммутации виртуальных каналов, при кото
ром заранее устанавливается виртуальное соединение (виртуальный
канал), сохраняемое в течение сеанса передачи. Для таких сетей воз
можна задержка пакетов, иногда потеря некоторых из них, а для
сети, использующей дейтаграммный способ (IP), – и нарушение по
рядка следования пакетов, что приводит к ухудшению взаимного
контакта между абонентами.
Дело в том, что человек нормально воспринимает речь, если она
разборчива и он может распознать говорящего по голосу. Значитель
ные задержки, потеря пакетов и другие помехи приводят к потере
отдельных фрагментов речи (слов, слогов), что делает речь «рва
ной», неразборчивой, тональность голоса говорящего изменяется,
его нельзя узнать. В связи с этим встает задача уменьшения задерж
аналогового электрического сигнала (амплитуды, частоты или фа
зы) позволили преобразовывать аналоговый сигнал в цифровой, или
дискретный, обрабатывать его программными методами, как дан
ные, и передавать по цифровым телекоммуникационным сетям
(в том числе и по сети Интернет). Следовательно, «цифровую те
лефонию» можно определить как систему телефонной связи, ис
пользующую для передачи речевого сигнала цифровые телекомму
никационные системы (каналы, сети) связи. В системе цифровой
телефонии над аналоговым электрическим сигналом выполняются
операции дискретизации (по времени), квантования (по уровню),
кодирования и устранения избыточности (сжатия), после чего сфор
мированный таким образом поток данных передается и подвергается
обратным процедурам.
Для передачи аналогового речевого сигнала между двумя абонен
тами в сети ТфОП предоставляется так называемый стандартный
канал тональной частоты (ТЧ), полоса пропускания которого со
ставляет 3100 Гц. После преобразования такого сигнала в цифровую
форму скорость потока данных достигает 64 Кбит/с. Применяемые
затем алгоритмы сжатия определяются стандартами, утвержденны
ми в феврале 1998 г. ITUТ: H.323: G.711, G.722, G.723, G.728 и
G.729.
Для передачи дискретного электрического сигнала необходима
транспортная сеть – первичная система связи. В настоящее время
наиболее эффективная передача потока любых дискретных (цифро
вых) сигналов, в том числе и несущих речь (голос), обеспечивается
цифровыми электрическими сетями, в которых реализованы пакет
ные технологии: IP (Internet Protocol), ATM (Asynchronous Transfer
Mode) или FR (Frame Relay).
Следует подчеркнуть, что протокол IP реализуется не только
в глобальной сети Интернет, для которой он первоначально был раз
работан, но может быть применен и в других цифровых телекомму
никационных сетях. Более того, сети с разными технологиями пере
дачи речевого сигнала могут сопрягаться и тогда мы говорим,
например, об «IP over ATM».
Преобразование речевого сигнала осуществляется по соответству
ющему протоколу в зависимости от того, по какой сети он передается.
Поэтому мы можем оперировать терминами «IPтелефония», «ATM
телефония» или «FRтелефония». Кроме них употребляются тер
мины: «Voiсe over IP (ATM, FM)», или «VoIP», «VoATM», или
«VoFM» – «Голос поверх IP (ATM, FM)». Эти термины обозначают
Телефония ли это?
177176 Телефония
После этого экскурса в лингвистику и классификацию понятий
перейдем к их содержанию.
Компьютерная телефония
До появления компьютерной телефонии в 90х годах в рамках
ТфОП уже существовали интеллектуальные сети (Intelligent Net
work, IN), основу которых составляли специализированные устрой
ства, способные оказывать абонентам дополнительные «интеллек
туальные» услуги. Так в 1977 году появилась телефонная система,
способная обрабатывать и распределять большое количество входя
щих звонков – центр распределения звонков. Включение компьюте
ров, технических и программных средств распознавания речи в ин
теллектуальные сети значительно расширили их возможности и
привели к созданию систем компьютерной телефонии.
Основным производителями аппаратных средств в области ком
пьютерной телефонии стали корпорация Dialogic, компании Natural
MicroSystems, Pika, Linkon, Brooktrout Aerotel (в России в основном
используется аппаратура корпорации Dialogic). Появились средства
разработки прикладных программ систем компьютерной телефо
нии – генераторы приложений, процедурные языки, языки высокого
уровня. Все это позволяет быстро проектировать и создавать систе
мы компьютерной телефонии, выполняющие самые разные при
кладные задачи.
Из всех систем компьютерной телефонии наиболее часто при
меняются системы коммутации входящих и исходящих звонков
(CTсерверы), ставшие основой центров обслуживания телефонных
вызовов (call center). Общая структура одного из таких центров по
казана на рис. 48.
Системы компьютерной телефонии позволяют принимать вызо
вы большого количества абонентов сетей ТфОП и Интернет, автома
тически связывать их с операторами, оказывающими нужные услу
ги, например, принимающими заказы или выдающими справки.
Системы могут также автоматически, по запросу абонента без учас
тия оператора обращаться к базе данных и отвечать абоненту, фор
мируя ответ из заранее записанных в базе данных речевых фрагмен
тов или синтезируя его с использованием преобразования текста
в речь. Заметим, что элементы системы могут быть территориально
разнесены, например, серверы приложений удалены от CTсервера и
связаны с ним по внешним сетям (ТфОП и/или Интернет).
ки и потерь пакетов, то есть возникает проблема повышения каче
ства обслуживания (QoS) до уровня, обеспечивающего нормальное
речевое взаимодействие говорящих в реальном масштабе времени.
Следующая операция – декомпрессия представляет собой дей
ствие, обратное компрессии. В результате ее выполнения восстанов
ленный дискретный сигнал преобразуется в аналоговый.
Термин «компьютерная телефония» (Computer Telephone, CT)
явился результатом объединения интеллектуальных ресурсов ком
пьютера с простотой и доступностью телефонной связи (Computer
Telephone Integration, CTI) и дальнейшего развития идеи существо
вавших в традиционной телефонии «интеллектуальных сетей».
Термином «компьютерная телефония» стали обозначать техноло
гию использования интеллектуальных компьютерных ресурсов для
приема входящих и осуществления исходящих звонков (вызовов),
для управления телефонным соединением и организации диалога
с абонентом на линии. При этом возможен диалог в автоматическом
режиме как между двумя абонентами, так и между абонентом и ком
пьютером. Все виды телефонии, выполняя свойственные им функ
ции телефонной связи, могут также обслуживать системы компью
терной телефонии. В качестве транспортных систем в системе
компьютерной телефонии может быть использована любая из рас
смотренных выше сетей на основе информационных технологий IP,
ATM и FM или их комбинаций.
Соотношение между рассмотренными понятиями проиллюстри
ровано на рис. 47.
Рис. 47Рис. 47
Рис. 47Рис. 47
Рис. 47
Цифровая телефония
Телефония ли это?
179178 Телефония
здала протокол ТAPI для подключения компьютера в качестве теле
фонного аппарата.
В 1995 году образован форум компьютерной телефонии ECTF
(Enterprise Computer Telefone Forum), который разрабатывает доку
менты, призванные унифицировать аппаратные и программные ин
терфейсы компьютерной телефонии.
В России в рамках Ассоциации документальной Электросвязи
(АДЭ) создана рабочая группа «Интеллектуальные сети на базе ком
пьютерной телефонии», в задачи которой входит информирование
российских операторов о возможностях этой информационной тех
нологии, анализ международных стандартов в области компьютер
ной технологии и их внедрение в практику, а также активное участие
в работе международных организаций.
IPи Интернеттелефония в России
В России IPтелефония используется для оказания услуги передачи
пакетных голосовых сообщений в рамках телематической службы
с 1 июня 1999 г. Некоммерческая организация Ассоциация независи
мых провайдеров Интернеттелефонии (информацию о ней можно
найти на сервере http://www.itsp.ru) объединила российских и зару
бежных провайдеров, планирующих предоставление услуг IPтеле
фонии. Созданы и функционируют российские сети Tario.Net (объе
диняет 55 городов в России и СНГ и имеет выход на 237 стран мира),
RINOTEL (RGC) и сеть Ассоциации независимых провайдеров Ин
тернеттелефонии. Более 60 фирм не вошли ни в одну из названных
российских сетей, но владеют телефонными серверами и желают об
мениваться трафиком.
Таким образом, на вопрос о том, является ли телефонией цифровая
телефония, компьютерная телефония, IPтелефония, VоIP, следует
ответить: «Да, компьютерные и телекоммуникационные технологии,
которые обеспечивают создание телефонных сетей, предоставляю
щих телефонные, в том числе и интеллектуальные услуги, нужно от
нести к телефонии».
И Россия не стоит в стороне от магистральной линии развития
цифровой телефонии, которая направлена на ликвидацию АТС –
дивного изобретения А. Б. Строуджера из КанзасСити – и возложе
нием ее функций на компьютерные сети. И при этом цифровую теле
фонию в России ожидает большое будущее, ведь строить новые сети
подчас легче, чем модернизировать старые, а у нас как раз старыхто
и не хватает.
На базе таких центров могут создаваться большие справочноин
формационные системы, банковские и торговые системы обслужи
вания клиентов, системы заказа билетов или бронирования мест
в гостиницах, системы расчета с клиентами (биллинговые системы),
службы скорой помощи, милиции, пожарной охраны, телевизионно
го опроса зрителей и т.п.
Таким образом, «компьютерная телефония» представляет собой
технологию использования интеллектуальных компьютерных ре
сурсов для осуществления исходящих и приема входящих звонков,
для управления телефонным соединением и поддержки диалога
с абонентом на линии.
Организации и стандарты
В 1992 году фирмы AT&T и Novell разработали протокол TSAPI для
подключения к управленческопроизводственной АТС (УПАТС,
PBX, Public Branch Exchange) компьютера и использования его
в качестве прикладного сервера, а в 1993 году фирма MicroSoft со
Рис. 48
Телефония ли это?