По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
На дворе 1988 год – «Microsoft» выпустила операционную систему «MS DOS 4.0», на вершине Эвереста проведена первая в истории телетрансляция, а за окном неспешно протекает эпоха дутых, бесформенных курток :). Казалось бы, все здорово, но ребята из CCITT решают подлить масла в огонь и релизят первое описание ISDN (Integrated Services Digital Network), о котором мы и поговорим.
А что это?
В целом, ISDN это набор стандартов для передачи голоса, видео, блоков данных сети передачи данных и других сервисов по обычным каналам ТфОП (PSTN) - телефонной сети общего пользования. Одновременно. До появления Integrated Services Digital Network, телефонные системы рассматривались как инструмент передачи голоса, с некоторыми сервисами на сети.
ISDN использует временное мультиплексирование TDM (Time Division Multiplexing) и может работать с голосом и данными по одним и тем же линиям. В классических телефонных системах такого и близко не было :)
Сам по себе ISDN представляет гибрид, обеспечивая как доступ в сеть с коммутацией каналов, так и в сеть с коммутацией пакетов. Обеспечивая цифровую передачу голоса или данных, ISDN обеспечивает высокое качество передаваемых данных. По скорости: разгон до 64 кбит/с по абонентской линии и до 128 кбит/с по BRI интерфейсу в обе стороны (загрузка/передача).
В контексте семиуровневой модели OSI (Open Systems Interconnection), ISDN уютно расположился на 1, 2 и 3 уровнях (физический, канальный и сетевой). К первому уровню мы можем отнести BRI/PRI интерфейсы, то есть именно физические соединения, ко второму, протокол контроль ошибок физический линии (LAPD), а на третьем, то есть сетевом, расположился ОКС7 (SS7, Signaling System 7).
ISDN интерфейсы
Мы можем отметить следующие интерфейсы стандарта ISDN:
Basic Rate Interface (BRI) - в BRI интерфейсе существуют два B – канала, которые созданы для передачи данных и 1 D – канал, которые переносит сигнализацию. B – каналы разгоняются до 64 кбит/с, а D – канал гоняет на скорости 16 кбит/c. Кстати, B – канала живут свои жизнью независимо – например, по первому может установиться TCP/IP сессия, а по второму передаваться факс;
Более подробно про BRI можно почитать в нашей статье;
Primary Rate Interface (PRI) - слышали про Е1 - поток? ИКМ 30? Это оно и есть. Условно говоря, PRI состоит из D – сигнального канала (двух, в случае Е1) и от 23 до 30 B – каналов, или как их еще называют, тайм слотов (от TDM).;
Мы тут сравнивали PRI и SIP. Почитать можно тут :)
Broadband-ISDN (B-ISDN) - это так называемый «широкополосный ISDN». Это некое уточнение, спецификация к стандарту, которая расширяет параметры обычного ISDN. Он создан для сетевых служб, которые требуют широкую полосу пропускания;
ISDN службы
Условно, сервисы, которые отдает ISDN можно поделить на три категории:
Передача информации - если говорить прямым языком, «перенос» данных (голос, видео и данные) между пользователями. Сервис живет на нижних трех уровнях модели OSI. ISDN сможет «переносить» данные поверх сетей с коммутацией – каналов/пакетов/фреймов. В данном случае, ISDN не производит никаких манипуляций с содержимым блоков данных;
Телеслужбы - то, что живет от 4 до 7 уровня модели OSI. Вот тут, сеть может менять содержимое пакетов по определенным алгоритмам. ISDN сможет работать с телетекстом, факсом, видеоконференциями. То есть по факту, это некие данные, которые исходят от приложений;
Дополнительные услуги - голосовая почта, вторая линия прочие сервисы, которые могут строить компании поверх ISDN. И зарабатывать на этом :);
Основные принципы ISDN
Как мы сказали в начале статьи, ISDN живет по правилам, описанные CCITT (сейчас это всем известный ITU-T). Вот на чем ребята из ITU – T делают основные акценты:
Поддержка разнородных приложений в ISDN;
Поддержка не только голосовых сервисов;
Акцент на 64 кбитных коннекциях;
Интеллектуальность сети;
Распределенная по уровням архитектура ISDN (по аналогии с OSI);
Огромное разнообразие конфигурации сети;
Прочитайте материал про реактивное и упреждающее распределение достижимости в сетях.
Есть много случаев, когда более эффективно или в соответствии с конкретными ограничениями политики для плоскости управления изучать информацию о достижимости и топологии с другой плоскости управления, а не с помощью механизмов, описанных до этого момента в этой серии статей. Вот некоторые примеры:
Две организации должны соединить свои сети, но ни одна из них не хочет позволить другой контролировать политику и работу своих плоскостей управления;
Крупная организация состоит из множества бизнес-единиц, каждая из которых имеет возможность управлять собственной внутренней сетью в зависимости от местных условий и требований приложений.
Организация должна каким-то образом позволить двум плоскостям управления взаимодействовать при переходе от одной к другой.
Причины, по которым одна плоскость управления может получать информацию о доступности от другой, почти безграничны. Учитывая это требование, многие сетевые устройства позволяют операторам перераспределять информацию между плоскостями управления. При перераспределении достижимости возникают две проблемы, связанные с плоскостью управления: как обрабатывать метрики и как предотвращать петли маршрутизации.
Примечание. Перераспределение можно рассматривать как экспорт маршрутов из одного протокола в другой. На самом деле импорт/экспорт и перераспределение часто используются для обозначения одного и того же, либо разными поставщиками, либо даже в разных ситуациях одним и тем же поставщиком.
Перераспределение и метрики
Взаимосвязь между свойствами связи, политиками и метриками определяются каждым протоколом плоскости управления независимо от других протоколов. Фактически, более описательная или более полезная метрическая система - это то, что иногда привлекает операторов к определенному протоколу плоскости управления. На рисунке 12 показаны два участка сети, в которых работают две разные управляющие плоскости, каждая из которых использует свой метод расчета метрик связей.
Протоколы X и Y в этой сети были настроены с использованием двух разных систем для назначения показателей. При развертывании протокола X администратор разделил 1000 на скорость соединения в гигабитах. При развертывании протокола Y администратор создал "таблицу показателей" на основе наилучшего предположения о каналах с самой высокой и самой низкой скоростью, которые они могут иметь в течение следующих 10-15 лет, и назначил метрики для различных скоростей каналов в этой таблице. Результат, как показывает рисунок, несовместимые показатели:
10G каналы в протоколе X имеют метрику 100, в то время как в протоколе Y они имеют метрику 20.
100G-каналы как в протоколе X, так и в протоколе Y имеют метрику 10.
Предполагая, что более низкая метрика предпочтительна, если метрики добавлены, канал [B, C, F] будет считаться более желательным путем, чем канал [B, D, G]. Однако, если учитывать пропускную способность, оба канала будут считаться одинаково желательными.
Если между этими двумя протоколами настроено перераспределение, как следует обрабатывать эти метрики? Есть три общих решения этой проблемы.
Администратор может назначить метрику в каждой точке перераспределения, которая передается как часть внутренней метрики протокола. Например, администратор может назначить метрику 5 для пункта назначения E на маршрутизаторе C при перераспределении из протокола X в Y. Этот пункт назначения, E, вводится в протокол Y с метрикой 5 маршрутизатором C. На маршрутизаторе F метрика для E будет от 25 для C. В G стоимость достижения E будет 35 по пути [F, C]. Желательность использования любой конкретной точки выхода для любого конкретного пункта назначения выбирается оператором при назначении этих ручных метрик.
Метрика "другого" протокола может быть принята как часть внутренней метрики протокола. Это не работает в случае, когда один протокол имеет более широкий диапазон доступных метрик, чем другой. Например, если протокол Y имеет максимальную метрику 63, метрики 10G из протокола X будут "выше максимума"; ситуация, которая вряд ли будет оптимальной. При отсутствии такого ограничения маршрутизатор C внедрит маршрут к E со стоимостью 100 в протокол Y. Стоимость достижения E на маршрутизаторе F составит 110; стоимость в G будет от 130 до [F, C].
Примечание. Здесь вы можете увидеть компромисс между состоянием плоскости управления и оптимальным использованием сети, это еще один пример компромисса сложности при проектировании реальных протоколов. Перенос внешней метрики в отдельное поле добавляет состояние плоскости управления, но позволяет более оптимально управлять трафиком через сеть. Назначение или использование внешней метрики снижает состояние плоскости управления, но за счет возможности оптимизации потока трафика.
Внешняя метрика может быть перенесена в отдельное поле, поэтому каждое сетевое устройство может отдельно определять лучший путь к каждому внешнему адресату. Это третье решение является наиболее широко используемым, поскольку оно обеспечивает наилучшую возможность управления трафиком между двумя сетями. В этом решении C вводит достижимость для E с внешней стоимостью 100. В F есть две метрики в объявлении, описывающие достижимость для E; внутренняя метрика для достижения точки перераспределения (или выхода) - 20, а метрика для достижения точки E во внешней сети - 100. В G внутренняя метрика для достижения точки выхода - 30, а внешняя метрика - 100.
Как реализация будет использовать оба этих показателя? Следует ли протоколу выбирать ближайшую точку выхода или, скорее, самую низкую внутреннюю метрику? Это позволит оптимизировать использование локальной сети и потенциально деоптимизировать использование сетевых ресурсов во внешней сети. Должен ли протокол выбирать точку выхода, ближайшую к внешнему назначению, или, скорее, самую низкую внешнюю метрику? Это позволит оптимизировать сетевые ресурсы во внешней сети, потенциально за счет деоптимизации использования сетевых ресурсов в локальной сети. Или протоколу следует попытаться каким-то образом объединить эти две метрики, чтобы максимально оптимизировать использование ресурсов в обеих сетях?
Некоторые протоколы предпочитают всегда оптимизировать локальные или внешние ресурсы, в то время как другие предоставляют операторам возможность конфигурации. Например, протокол может позволять переносить внешние метрики в виде метрик разных типов, при этом один тип считается большим, чем любая внутренняя метрика (следовательно, сначала предпочтение отдается самой низкой внутренней метрике и использование внешней метрики в качестве средства разрешения конфликтов), а другой тип - это когда внутренние и внешние метрики считаются эквивалентными (следовательно, добавляются внутренние и внешние метрики для принятия решения о пути).
Перераспределение и петли маршрутизации
В приведенном выше обсуждении вы могли заметить, что места назначения, перераспределенные с одного протокола на другой, всегда выглядят так, как будто они подключены к перераспределяющему маршрутизатору. По сути, перераспределение действует как форма резюмирования (что означает, что удаляется информация о топологии, а не информация о достижимости), как описано ранее в этой серии статей. Хотя этот момент не является критическим для показателей перераспределения, важно учитывать способность плоскости управления выбирать оптимальный путь. В некоторых конкретных случаях деоптимизация может привести к тому, что плоскость управления не сможет выбрать пути без петель. Рисунок 13 демонстрирует это.
Чтобы построить петлю маршрутизации в этой сети:
Маршрут к хосту A перераспределяется от протокола X к Y с вручную настроенной метрикой 1.
Маршрутизатор E предпочитает маршрут через C с общей метрикой (внутренней и внешней) 2.
Маршрутизатор D предпочитает маршрут через E с общей метрикой 3.
Маршрутизатор D перераспределяет маршрут к хосту A в протокол X с существующей метрикой 3.
Маршрутизатор B имеет два маршрута к A: один со стоимостью 10 (напрямую) и один с метрикой от 4 до D.
Маршрутизатор B выбирает путь через D, создавая петлю маршрутизации.
И так далее (цикл будет продолжаться, пока каждый протокол не достигнет своей максимальной метрики).
Этот пример немного растянут для создания цикла маршрутизации в тривиальной сети, но все циклы маршрутизации, вызванные перераспределением, схожи по своей структуре. В этом примере важно, что была потеряна не только топологическая информация (маршрут к A был суммирован, что, с точки зрения E, было непосредственно связано с C), но и метрическая информация (исходный маршрут со стоимостью 11 перераспределяется в протокол Y со стоимостью 1 в C). Существует ряд общих механизмов, используемых для предотвращения формирования этой петли маршрутизации.
Протокол маршрутизации всегда может предпочесть внутренние маршруты внешним. В этом случае, если B всегда предпочитает внутренний маршрут A внешнему пути через D, петля маршрутизации не образуется. Многие протоколы маршрутизации будут использовать предпочтение упорядочивания при установке маршрутов в локальную таблицу маршрутизации (или базу информации о маршрутизации, RIB), чтобы всегда отдавать предпочтение внутренним маршрутам над внешними. Причина этого предпочтения состоит в том, чтобы предотвратить образование петель маршрутизации этого типа.
Фильтры можно настроить так, чтобы отдельные пункты назначения не перераспределялись дважды. В этой сети маршрутизатор D может быть настроен для предотвращения перераспределения любого внешнего маршрута, полученного в протоколе Y, в протокол X. В ситуации, когда есть только два протокола (или сети) с перераспределенной между ними информацией плоскости управления, это может быть простым решением. В случаях, когда фильтры необходимо настраивать для каждого пункта назначения, управление фильтрами может стать трудоемким. Ошибки в настройке этих фильтров могут либо привести к тому, что некоторые пункты назначения станут недоступными (маршрутизация черных дыр), либо приведет к образованию петли, потенциально вызывающей сбой в плоскости управления.
Маршруты могут быть помечены при перераспределении, а затем отфильтрованы на основе этих тегов в других точках перераспределения. Например, когда маршрут к A перераспределяется в протокол Y в C, маршрут может быть административно помечен некоторым номером, например, 100, чтобы маршрут можно было легко идентифицировать. На маршрутизаторе D можно настроить фильтр для блокировки любого маршрута, помеченного тегом 100, предотвращая образование петли маршрутизации. Многие протоколы позволяют маршруту нести административный тег (иногда называемый сообществом или другим подобным именем), а затем фильтровать маршруты на основе этого тега.
Сериализация – это процесс, в котором одна служба берет структуру данных, такую как словарь в Python, упаковывает ее и передает другой службе для чтения. Это максимально простое определение.
Представьте, что мне нужно отправить кому-то сообщение. Итак, я записываю текст на уже собранный пазл. Далее я разбираю части пазла, добавляю несколько инструкций о том, как его собрать, и отправляю его.
Затем получатель сообщения, получив кусочки головоломки, собирает их вместе. И теперь у него есть мое сообщение.
Техническое определение этого понятия немного интереснее. А именно, сериализация – это процесс преобразования объекта данных в поток байтов и сохранения состояния объекта для хранения на диске или передачи по сети. Это сокращает необходимый размер хранилища и упрощает передачу информации по сети.
Маршалинг и сериализация – в чем разница?
Здесь на ум может прийти понятие маршалинга (Marshalling). Маршалинг – это процесс преобразования представления объекта в памяти в форму, подходящую для передачи.
Хотя маршалинг и сериализация в общих чертах похожи, между ними все-таки есть принципиальная разница. Например, при создании программы в Golang для считывания JSON данных в структуру данных Golang вы можете использовать маршалинг для преобразования пары «ключ-значение» JSON в пару «ключ-значение» Golang.
Разница в том, что маршалинг используется для преобразования данных. А сериализация, напротив, отправляет или сохраняет данные в потоке байтов и повторно собирает их в исходную форму. Оба процесса вроде бы выполняют процесс сериализации, но с разными намерениями.
Вы можете увидеть структуру, которую я создал для взаимодействия с данными Twitter, ниже, как пример процесса маршалинга в действии. В Golang вы можете вставлять подсказки, называемые тегами, легко преобразовывая этот объект в данные JSON с помощью встроенной службы маршалинга Golang.
Что такое Endianness?
Я также хотел бы немного затронуть тему порядка следования байтов. Endianness – это термин, который используется для описания порядка байтов в памяти.
Представьте, что память – это блок, в котором хранятся биты данных. Чтобы сериализация работала, поток байтов должен передавать типы данных независимо от изменения порядка следования байтов из одной системы в другую.
Здесь вы можете увидеть большие различия и не очень. Очень важно, чтобы порядок следования байтов из одной системы в другую совпадал или каким-либо образом преобразовывался, поскольку не все системы упорядочивают свои биты одинаково. Little endian (от младшего к старшему) и big endian (от старшего к младшему)
Варианты использования сериализации
Наш вариант использования в полной мере использует все функции сериализации. Мы планируем получить некоторую информацию от сканируемого оборудования, упаковать эту информацию в поток байтов и отправить ее по сети в другую службу, которая восстановит данные.
Процесс обратной сериализации и восстановления данных в исходную форму называется десериализацией.
Есть и другие варианты использования сериализации. Например, REST API или протоколы обмена сообщениями, такие как AMQP, могут использовать сериализацию для сжатия и отправки данных.
AMQP – это протокол обмена сообщениями, в котором вы отправляете сообщение брокеру AMQP, а служба-получатель «прослушивает» этого брокера в поисках сообщения. Серверные специалисты должны быть хорошо с этим знакомы, так как это часто используется для отправки данных туда и обратно в распределенных системах.
Многие языки программирования включают возможность легкого развертывания некоторой сериализации. Так что это языково-независимая тема.
Пример сериализации
Приведем краткий пример. Код, приведенный ниже, использует библиотеку kombu для отправки сообщений через AMQP. Мы используем ее для отправки сообщений из одного программного пакета в другой по сети. Данный код предназначен для службы, отправляющей сообщение брокеру AMQP:
Обратите внимание на метод publish. Мы передаем метод сериализации в качестве аргумента, чтобы библиотека понимала, как сериализовать данные, которые мы передаем. Сообщение с данными преобразуется в поток байтов, который, если на него посмотреть, выглядит просто как длинная строка букв и цифр. И мы отправляем сообщение.
Соответствующая служба будет использовать тот же метод сериализации для восстановления данных в их исходное состояние. Это важная функция, поскольку мы создаем набор инструментов, которые должны иметь возможность отправлять сообщения друг другу, чтобы все работало.
Форматы данных сериализации
В основном я использую JSON для сериализации, когда этого требует задача. Но тем не менее, вы можете использовать и другие варианты. У JSON много издержек, но для меня он идеален, потому что он читабелен. Вы также можете использовать Protobuf, YAML или XML. Это лишь некоторые из возможных.
Заключение
Сериализация становится необходимостью, когда вы строите свои каналы связи. Полезно знать о таком понятии, чтобы чувствовать себя уверенно при подходе к любому инструменту, который вы используете, с соответствующими базовыми знаниями.