ЛЕКЦИЯ № 2 Программная эксплуатация ISDN

Название сети Integrated Services Digital Network (ISDN) (цифровая сеть с интегрированными услугами) относится к набору цифровых услуг, которые становятся доступными для конечных пользователей. ISDN предполагает оцифровывание телефонной сети для того, чтобы голос, информация, текст, графические изображения, музыка, видеосигналы и другие материальные источники могли быть переданы оконечному пользователю по имеющимся телефонным проводам и получены им из одного терминала конечного пользователя ISDN является попыткой стандартизировать абонентские услуги, интерфейсы пользователь/сеть и сетевые и межсетевые возможности. Стандартизация абонентских услуг является попыткой гарантировать уровень совместимости в международном масштабе. Стандартизация интерфейса пользователь/сеть стимулирует разработку и сбыт на рынке этих интерфейсов изготовителями, являющимися третьей участвующей стороной. Стандартизация сетевых и межсетевых возможностей помогает в достижении цели возможного объединения в мировом масштабе путем обеспечения легкости связи сетей ISDN друг с другом.

Применения ISDN включают быстродействующие системы обработки изображений (такие, как факсимиле Group IV), дополнительные телефонные линии в домах для обслуживания индустрии дистанционного доступа, высокоскоростную передачу файлов и проведение видео конференций.

В число компонентов ISDN входят терминалы, терминальные адаптеры (ТА), устройства завершения работы сети, оборудование завершения работы линии и оборудование завершения коммутации. Имеется два типа терминалов ISDN. Специализированные терминалы ISDN называются "терминальным оборудованием типа 1" (terminal equipment type 1) (TE1). Терминалы, разрабатывавшиеся не для ISDN, такие, как DTE, которые появились раньше стандартов ISDN, называются "терминальным оборудованием типа 2" (terminal equipment type 2) (TE2). Терминалы ТЕ1 подключают к сети ISDN через цифровую линию связи из четырех скрученных пар проводов. Терминалы ТЕ2 подключают к сети ISDN через терминальный адаптер. Teрминальный адаптер (ТА) ISDN может быть либо автономным устройством, либо платой внутри ТЕ2. Если ТЕ2 реализован как автономное устройств, то он подключает к ТА через стандартный интерфейс физического уровня (например, EIA232, V.24 или V.35).

Следующей точкой соединения в сети ISDN, расположенной за пределами устройств ТЕ1 и ТЕ2, является NT1 или NT2. Это устройства завершения работы сети, которые подключают четырехпроводной абонентский монтаж к традиционному контуру двухпроводной локальной сети. В Северной Америке NT1 является устройством "оборудования посылок заказчика" (customer premises equipment) (CPE). В большинстве других частей света NT1 является частью сети, обеспечиваемой коммерческими сетями связи. NT2 является более сложным устройством, которое обычно применяется в "частных цифровых телефонных станциях с выходом в общую сеть" (PBX), и выполняет функции протоколов уровней 2 и 3 и услуги по концентрации данных. Существует также устройство NT1/2; это отдельное устройство, которое сочетает функции NT1 и NT2.

В ISDN задано определенное число контрольных точек. Эти контрольные точки определяют логические интерфейсы между функциональными группировками, такими, как ТА и NТ1. Контрольными точками ISDN являются точки "R" (контрольная точка между неспециализированным оборудованием ISDN и ТА), "S" (контрольная точка между терминалами пользователя и NT2), "Т" (контрольная точка между устройствами NT1 и NT2) и "U" (контрольная точка между устройствами NT1 и оборудованием завершения работы линии в коммерческих сетях связи). Контрольная точка "U" имеет отношение только к Северной Америке, где функция NT1 не обеспечивается коммерческими сетями связи.

На рисунке 2 показан образец конфигурации ISDN. Нa рисунке изображены три устройства, подключенные к коммутатору ISDN , находящемуся на центральной станции. Два из этих устройства совместимы с ISDN, поэтому их можно подключить к устройствам NT2 через контрольную точку "S". Третье устройство (стандартный, не специализированный для ISDN телефон) подключается к ТА через контрольную точку "R". Любое из этих устройств может быть также подключено к устройству NT1/2, которое заменяет оба устройства- NТ1 и NT2. Аналогичные станции пользователей (не показанные на рисунке) подключены к самому правому переключателю ISDN.

Рисунок 2 - Образец конфигурации ISDN

Услуги "Интерфейса базовой скорости" (Basic Rate Interface) (BRI), обеспечиваемые ISDN, предлагают два В-канала и один D-канал (2B+D). Обслуживание В-каналом BRI осуществляется со скоростью 64 Kb/сек; оно предназначено для переноса управляющей информации и информации сигнализации, хотя при определенных обстоятельствах может поддерживать передачу информации пользователя. Протокол обмена сигналами D-канала включает уровни 1-3 эталонной модели OSI. BRI обеспечивает также управление разметкой и другие непроизводительные операции, при этом общая скорость передачи битов доходит до 192 Kb/сек. Спецификацией физического уровня BRI является ССIТТ 1.430.

Услуги "Интерфейса первичной скорости" ISDN (Primary Rate Interface) (PRI) предлагают 23 В-канала и один D-канал в Северной Америке и Японии, обеспечивающие общую скорость передачи битов 1.544 Mb/сек (канал-D PRI работает на скорости 64 Kb/сек). PRI ISDN в Европе, Австралии и других частях света обеспечивает 30 В-каналов и один 64 Kb/сек D-канал и общую скорость интерфейса 2.048 Mb/сек. Спецификацией физического уровня PRI является CCITT 1.431.

Продукты ISDN обслуживают потребности в удаленном доступе пользователей, работающих дома, предприятий малого бизнеса и дочерних отделений компаний. Значительную долю этого рынка составляют пользователи, которые плохо разбираются во всех сложностях и тонкостях, связанных с инсталляцией, работой и обслуживанием локальных сетей и соответствующих операционных систем. Многие знакомы лишь с пользовательскими компонентами приложений Интернета (такими, как клиенты электронной почты, Web-браузеры или специфические для сетевой ОС системы, обеспечивающие совместную работу с файлами и принтерами), поскольку инсталлировали такое ПО на своем компьютере дома или в офисе. Конфигурация маршрутов, адресация и организация подсетей, настройка конфигурации ISDN - все это звучит для них непонятно и пугающе.

ISP-компании и предприятия, развертывающие ISDN для доступа к удаленным офисам, могут придерживаться в вопросах инсталляции оборудования, настройки конфигурации в удаленных филиалах и текущего администрирования нескольких стратегий:

1. Обучить абонентов и сотрудников работе с конкретным оборудованием и вооружить их знаниями, необходимыми для настройки конфигурации и для обслуживания удаленных локальных сетей.

2. Заставить пользователей или персонал, отвечающий за эксплуатацию, инсталлировать оборудование в удаленной среде и подключить его к порту консоли (или администрирования), что позволит квалифицированным сотрудникам удаленно выполнять настройку конфигурации и проверку средств.

3. Создать централизованную конфигурацию и управление заранее настроенным оборудованием перед инсталляцией в удаленном офисе. За такую инсталляцию, настройку конфигурации хост-системы и средств ISDN отвечает пользователь или обслуживающий персонал.

Каждый из этих методов имеет свои сложности и дает различные степени успеха. В конечном счете пользователи должны взять на себя некоторую ответственность за текущую работу и сопровождение оборудования, так как неизбежны проблемы со средствами ISDN, кабелями локальных сетей, программным обеспечением хост-систем и мостов/маршрутизаторов.

Критически важными элементами для развертывания продуктов ISDN являются системы управления конфигурацией. Лучше выбирать оборудование, предусматривающее простые в использовании системы управления конфигурацией с эффективными средствами диагностики. Если с системой легко работать, конечные пользователи и абоненты не будут ее бояться и попытаются самостоятельно решить или хотя бы локализовать проблему прежде, чем обращаться в службу помощи или к обслуживающему персоналу. Диагностические средства обеспечивают доступ к информации, необходимой для локализации проблемы, а также возможности для ее устранения.
Мы считаем простоту использования и наличие средств диагностики одинаково важными аспектами продуктов удаленного доступа. Простота использования обеспечивается, как правило, реализацией возможностей "plug and play". Но, согласно нашему опыту, настройка конфигурации ISDN-продуктов, особенно ISDN-маршрутизаторов, нередко приводит к ошибкам. Причины заключаются в следующем:

· Маршрутизация, применение мостов и средства ISDN - относительно новые технологии для значительной части рынка, на который ориентировано данное оборудование. На первый взгляд простые для инженера или квалифицированного пользователя аспекты конфигурации (например, адреса Интернета с точками-разделителями, двоичные и шестнадцатеричные числа, необходимые для интерпретации маски подсети) далеко не всегда являются интуитивно понятными, из-за чего могут вводиться ошибочные данные.

· Характерные особенности коммутаторов ISDN и их программного обеспечения, выбор типа коммутации ISDN, идентификаторов SPID (service profile ID) и телефонных номеров могут представлять определенные трудности.

· Разъемы и кабели - также достаточно сложная область. Кабели ISDN, консоли администрирования, соединения Ethernet 10BaseT и переходные кабели Ethernet - все они могут иметь разъемы RJ-45, и большинство пользователей не в состоянии их различить (даже в тех случаях, когда поставщик компонентов ISDN использует разъемы RJ-11, их можно перепутать с разъемами аналоговых портов моста или маршрутизатора).

· Информация, необходимая для соответствующей настройки конфигурации, в большинстве случаев может немедленно диагностироваться системой управления конфигурацией как имеющая некорректный синтаксис (например, IP-адрес с десятичным значением 255 в одном из полей). Но в ряде случаев система не может знать, что значение действительно является семантически некорректным (например, недопустимый идентификатор SPID ISDN). Так, пользователь может ввести IP-адрес, синтаксически корректный, но уже присвоенный другому устройству локальной сети либо вовсе не подходящий для данной сети. Еще труднее диагностировать некорректно набранные маски подсети.

По этим и многим другим причинам средства диагностики являются критически важными для продуктов удаленного доступа. Ниже перечислены наиболее полезные возможности диагностики:

· Мониторинг/регистрация событий ISDN. Такие уведомления, как идентификация отказа конечной точки, потеря или отсутствие сигнала передачи данных, отказ регистрации SPID, позволяют определить корректность настройки конфигурации BRI-интерфейса пользователем или телефонной компанией.

· Мониторинг на уровне линий глобальной сети. Счетчик ошибок в передаваемых и принимаемых по ISDN BRI кадрах, включая контроль с использованием циклического избыточного кода (CRC) и отброшенных кадров (короткие или длинные кадры, запаздывание), позволяет определить пригодность качества сигнала телефонной компании для передачи данных. Кроме того, такие ошибки помогают пользователю локализовать причину низкой производительности.

· Мониторинг локальной сети Ethernet. Счетчики передачи/приема и счетчики ошибок (неверные контрольные суммы, конфликты, короткие или длинные кадры) полезно использовать для определения неработоспособности или неверного функционирования некоторого компонента в среде локальной сети (например, разъема кабеля, порта концентратора, приемопередатчика или сетевой платы).

· Мониторинг трафика. Определение загрузки интерфейса ISDN полезно для выявления потребности в дополнительных каналах или в сжатии информации, а также позволяет обнаружить, что ISDN больше не отвечает потребностям среды локальной сети. Информация об утилизации Ethernet помогает выяснить необходимость в сегментации, микросегментации или более быстрой ЛС для соответствующей поддержки удаленной среды.

· Клиент PING. Средство PING выполняет эхо-передачу пакетов "запрос/ответ" протокола ICMP (Internet Control Message Protocol) для тестирования соединения между хост-системами и маршрутизаторами на уровне IP. PING можно использовать для тестирования каналов ISDN с коммутацией по запросу. При этом вызов осуществляет устройство ISDN ТА, маршрутизатор или мост. Данный способ пригоден также для проверки конфигураций IP и маршрутизации (особенно при отсутствии утилиты трассировки маршрута).

· Трассировка маршрута. Утилита трассировки маршрута (traceroute) посылает последовательность пакетов IP целевой хост-системе или маршрутизатору, инициируя ответ от каждого маршрутизатора на всем пути до этой хост-системы (маршрутизатора). На основе всех полученных IP-адресов строится маршрут к целевой хост-системе. Трассировку полезно использовать для определения корректности конфигурации маршрутизатора IP (особенно для локализации системы с некорректной информацией о маршруте или точки в топологии, где отсутствует соединение).

· Протокол двухточечной связи (РРР) и мониторинг пакетов в реальном времени на более высоком уровне. Предоставляет возможность наблюдать за установлением связи по протоколу РРР. Это помогает определить, соответствует ли ожидаемому варианту обмен информацией аутентификации по протоколам РРР, LCP, IPCP. Например, данный способ позволяет локализовать проблемы совместимости и некорректно заданных паролей РАР/СНАР.

· Мониторинг пакетов более высокого уровня (например, IP, TCP, протоколов маршрутизации). Полезно применять в тех ситуациях, когда линия функционирует корректно, но наблюдаются другие проблемы межсетевого взаимодействия.

В следующем разделе описываются средства настройки конфигурации и управления некоторых доступных сегодня продуктов. Предлагается обзор типов систем управления конфигурацией.

Системы управления конфигурацией

Продукты ISDN предлагают четыре типа интерфейсов настройки конфигурации:

· Для внешних устройств (цифровых модемов, мостов и маршрутизаторов) применяются системы настройки конфигурации, управляемые с помощью меню и форм. Эти системы обращаются к устройству непосредственно через порт консоли (порт управления) и работают в режиме эмуляции терминала VT100 (примерами таких программ являются TERMINAL в Windows, Win95 HyperTerminal, ZTerm для Macintosh). Иногда осуществляется доступ через Ethernet с помощью приложений для Telnet.

· Для внешних устройств применяется также интерпретатор, работающий в режиме командной строки. Для доступа используется порт консоли (порт управления) или сеть Ethernet (через Telnet).

· Для конфигурирования внешних и встроенных устройств применяется графический интерфейс (GUI) на рабочей станции UNIX или на ПК с соответствующей системой, поддерживающей работу с окнами (Windows 95, Windows 3.x, X Windows System или производные от них среды).

· Для настройки конфигурации внешних мостов и маршрутизаторов используется интерфейс браузера на базе языка HTML (HyperText Markup Language). Браузеры доступны на ПК с клиентским приложением Web и со стеком протоколов TCP/IP (в той же локальной сети, где находится мост или маршрутизатор).

Каждый из этих интерфейсов конфигурации имеет свои достоинства и недостатки.

Утилиты, управляемые с помощью меню

Утилиты настройки конфигурации, управляемые с помощью меню и форм, применяются в основном для конфигурирования внешних ISDN-устройств. Они предоставляют пользователю один или (чаще) последовательность экранов с меню, содержащих параметры конфигурации. Ожидается, что пользователь должен ввести значение параметра или выбрать его из списка.
Интерфейс таких утилит обычно легко читаем и интуитивно понятен. Однако необходимо настроить программы эмуляции терминалов на работу с соответствующим окном и задать параметры сеанса, иначе меню не будут отображаться на экране правильно (интерпретатор, функционирующий в режиме командной строки, менее капризен в этом отношении). Перемещение в экранах системы управления может представлять некоторые трудности. Если не поддерживаются стрелки (или они недоступны на клавиатуре пользователя), то для перехода между различными полями применяются клавиши табуляции и клавиша Return. В некоторых системах для перемещения между экранами приходится вводить последовательности управляющих символов.

Отдельные иерархии меню не согласованы или не являются интуитивно понятными. Возможно, придется пройти несколько меню, чтобы найти требующий настройки параметр. Для отображения результатов нескольких команд, например, для вывода окна статистики (такой, как протокол вызовов ISDN) или таблицы маршрутизации, пользователь обычно должен обновить показанную на экране форму.

В некоторых случаях трудно (или невозможно) вывести на экран две формы или "прокрутить" формы экранов в окне терминала. Для обрамления и форматирования областей экрана отдельные производители используют специальные символы. Эти области иногда трудно вывести на печать (что зависит, впрочем, от доступных на ПК шрифтов принтера). Сторонники систем настройки конфигурации с помощью меню отмечают, что пользователь не всегда знает корректный синтаксис команды (тем более, что команд очень много) и ему гораздо легче освоить систему меню, чем интерфейс, основанный на командной строке.

В одних системах настройки конфигурации применяются нумерованные меню, а в других системах подменю вызываются с помощью алфавитных команд. Для перемещения между нумерованными меню требуется нажимать меньше клавиш, но пользователю приходится запоминать связь между номером и выполняемой задачей настройки конфигурации. Некоторые производители предлагают гибридные меню - алфавитные и управляемые командами. Меню применяются для настройки конфигурации, а алфавитные команды можно вводить для перемещения между экранами. В некоторых случаях допускаются сокращение и конкатенация команд.
Например, система настройки конфигурации может иметь родительский экран (Configure), в котором выбирается экран с более специфическими вариантами настройки (такими, как настройка конфигурации IP, параметров ISDN и т.д.). Эти меню, в свою очередь, содержат дополнительные пункты (типа конфигурирования маршрутизации IP и фильтров IP). В отдельных системах настройки конфигурации пользователи могут переходить сразу в нужное подменю путем ввода двух-трех букв имени каждого экрана (например, "СО IP RO").

Интерпретаторы командной строки (CLI)

Интерпретаторы командной строки (CLI - command-line interpreter) используют для задания конфигурации системы текстовые сообщения. Команды обычно состоят из одного или более ключевых слов и могут иметь один или несколько параметров. Например, для присваивания статического маршрута получателю IP, как правило, нужно ввести имя получателя, соответствующую маску подсети, адрес следующего маршрутизатора и метрику маршрутизации. Синтаксис такой командной строки: