Integrált hálózat építése

Szépen hangzik: integrált hálózat. Valójában nem integráció történik, hanem az, hogy a telefonhálózat – először csak a vállalati, aztán fokozatosan a nyilvános is – felszívódik, eltűnik a történelem süllyesztőjében. Az adathálózatnak azonban ahhoz, hogy a telefonbeszélgetéseket, illetve egyre inkább a képtelefonálást is rá lehessen bízni, a mainál jóval biztonságosabbnak és okosabbnak kell lennie. Telefon akkor is van, ha kialszik a villany, ha elzárják a vizet. A telefont ha felemelem, azonnal jönnie kell benne a tárcsahangnak. Egy helyi hálózat rendszergazdája megteheti, hogy azt mondja, „Bocsi, de leállt a szerver.” Aki a vállalati telefonközpontért felel, ilyet nem mondhat, mert ha nincs telefon, leáll az élet. Ahhoz tehát, hogy egy irodában ne legyen külön telefonhálózat, csak Ethernet, sokat kell tudnia a LAN-nak. Alább röviden sorra vesszük, mit is.KábelezésManapság még a munkaállomások tíz megabit/másodperc sebességű elérése dominál, de már egyre több helyen mozognak az adatcsomagok száz megabit/másodperces sebességgel a munkaállomás és a hálózat többi eleme között. A mozgókép előtérbe kerülésével, a videokonferencia általánossá válásával már szükségessé válhat a ma még inkább csak gerinchálózatban használt egy gigabit/másodperces sávszélesség is. Ez azonban komoly gondokat jelent a kábelezés szempontjából. Az IEEE 802.3ab 1000Base-T szabvány ugyan megelégszik a legelterjedtebb (legkedveltebb) árnyékolatlan Category 5 UTP kábelezéssel, de vannak kiegészítő követelményei, hiszen a sebességet befolyásolja az egymás melletti érpárok közötti áthallás és a viszszaverődés mértéke is. A meglévő hálózatot tehát mindenképpen át kell vizsgálni, mielőtt úgy döntünk, hogy Gigabit Ethernet kapcsolót veszünk, és a PC-ket is felszereljük a hozzá való adapterkártyával. Az optimista becslések szerint csak minden harmadik, a pesszimista jósok szerint viszont ötből négy Category 5 kábelt ki kell cserélni, mert nem bírja ilyen sebességgel érthetően célba juttatni a biteket. Amikor bevezették a piacra a Category 5 kábelt, még messze nem volt igény teljes kapacitásuk kihasználására. Általában a nyolc érpárból, amit a Cat 5 kábel tartalmaz, csak kettőt használnak. Az egyiken megy a jel, a másikon jön; ez a félduplex adatátvitel. Ezzel a megoldással az elérhető legnagyobb sebességnek csak a felét használják ki. De mennyi ez a sebesség? Az attól függ, hogy milyen magas frekvenciájú elektromágneses hullámokat tudunk átküldeni a kábelen úgy, hogy a másik végén még ki lehessen belőle venni az információt. A Cat 5 szabvány szerint a maximális frekvencia száz megahertz. A száz megabit/másodperces adatátviteli sebességről azt mondjuk, hogy a frekvencia – sávszélesség – és az adatátviteli sebesség aránya 1:1. Ezt az arányt a bitek sűrítésével lehet növelni, de ez együtt jár a berendezések bonyolultságának és árának növekedésével. Ha az arány 5:1, akkor egy érpáron már mehetnek fél gigabit/másodperc sebességgel az adatok, tehát ha kihasználjuk valamennyi érpárat, akkor már működik a Gigabit Ethernet. Erre vonatkozik a Cat 5E UTP kiegészítő szabvány. A másik lehetőség az újabb, még nem elfogadott, de már de facto szabványként működő – Magyarországon például a Systimaxszal dolgozó KFKI LNX által is szerelt – Category 6-ra való áttérés.A Cat 5E szabvány ugyan továbbra is a száz megahertzes sávszélességet követeli meg a kábeltől, de a legtöbb gyakorlati megvalósítás kétszáz megahertzes vagy akár még magasabb frekvenciájú elektromágneses hullámokat küldözget a kábelben. Ez azonban elsősorban az újabb gyártású, a régieknél sűrűbben megsodrott érpáraknál működik. Egy másik, szigorúbb előírás a Cat 5E-nél a kisebb viszszatérési veszteség és az áthallás. A visszatérési veszteség úgy keletkezik, hogy a végpontba megérkező jel egy része elindul visszafelé, és gyengíti az utána jövőket.Meglévő hálózatot tehát – ha már felmerül a Gigabit Ethernet igénye – érdemes átvizsgáltatni, hátha tudja a Category 5E szabványt. Az új kábelezésnél viszont valószínűleg érdemes a valamivel drágább Cat 5E-t választani, ha ugyan nem valamilyen Cat 6-ot. A Lucent Systimax GigaSPEED rendszerével egyes források szerint még túl is szárnyalható az 1.0 gigabit/másodperces álomhatár.JelzésrendszerA két hálózat, a telefon és a számítógépes LAN öszszeolvasztásának legizgalmasabb területe a jelzésrendszer egységesítése. Amikor telefonálunk, először tárcsahangot hallunk – ez egy jelzés, ami a központból érkezik –, majd tárcsázunk – egy újabb jelzés, tőlünk a központnak. Jelzés a csengetés, a foglalt jelzés, a kopogás, ami felhívja a figyelmet a mellé tett kagylóra. Az analóg rendszerekben a jelzés és a beszéd ugyanazon a rézdróton vagy rézkábelen haladt. Az ISDN-ben már szét van választva, külön – lassabb – csatornára kerülnek a jelzések. A telefonhálózatban használatos szabványos jelzésrendszer az SS7. Ezt azonban nem lehet egy az egyben átvinni a számítógépes, adatcsomagokat mozgató hálózatra. Ahhoz, hogy jelezni lehessen a végkészüléknek, kidolgoztak egy internetes, IP-adatcsomagokkal működő jelzésrendszert, amivel a vállalati és a nyilvános telefonközpont is közlekedni tud az IP-telefonnal, valamint a telefonálószoftverrel felszerelt számítógéppel. Ezt írja le a H.323 multimédia szabványrendszer, aminek számos alesete van. A telefongyárak tapasztalata szerint azonban ez a protokoll nem elég gyors ahhoz, hogy egy egyesített telefon-adat hálózatban kielégítően lehessen használni, és megkezdték egy újabb egyezség, az úgynevezett Session Initiation Protocol (SIP; menetkezdeményező protokoll) kidolgozását. Az IETF által fejlesztett SIP szabványjavaslat (RFC 2543) egy leírását Mark Handley, Henning Schulzrinne, Eve Schooler és Jonathan Rosenberg közzétették, megtalálható az ftp://ftp.isi.edu/in-notes/rfc2543 .txt/ címen.A SIP előnye a H.323 protokollal szemben a rövidsége, ami gyorsabbá és elméletileg méretezhetőbbé teszi amannál. A telefon- és hálózatiberendezés-gyárak, köztük a 3Com, a Cisco, a Lucent, az Ericsson és a Nortel Networks, miközben mostanában piacra kerülő IP-s telefonjaik, telefonközpontjaik még a régi szabvánnyal dolgoznak, lázasan dolgoznak SIP-megoldásukon.Amikor egy végpontról, mondjuk, egy IP-telefonról elindul egy H.323-hívás, azt egy úgynevezett H.323-gatekeeper fogadja. Feldolgozza a beérkezett keresést, és ahogy tudja, továbbítja a címzett – hívott – félhez. Az, ha fogadja a megkeresést, a H.323/H.225 protokollal felépíti a kapcsolatot a hívóval, elindítja a menetet. Amikor már megnyílt a virtuális kommunikációs csatorna, az adatcsomagok küldözgetése ide-oda a H.323/H.245 protokoll szerint történik. Miután az egész mögött nincs egy korszerű univerzális címtár, a keresés inkább szétszórással történik, a csatorna megnyitása lassabb, mint ahogy azt az amerikaiak már régen, mi pedig az utóbb években az SS7-tel dolgozó nyilvános telefonhálózatban megszoktuk. Eltarthat hét-nyolc másodpercig is, mire megjön a csengetés, vagy még több, mire foglalt jelzést hallunk. Egy másik gond a H.323-mal a gyenge méretezhetőség. A címzés külön telefonszámsémán keresztül történik, ami bonyolítja az áthívást egyik környezetből a másikba. Ez nehezíti meg az IP-s beszélgetés továbbítását két vonalkapcsolt hálózat között.A SIP-ot ezen nehézségek figyelembevételével tervezték. Ebben a rendszerben minden egyes felhasználónak – telefon-előfizetőnek, mellékállomásnak, PC-nek, mobiltelefonnak, zsebszámítógépnek – van egy hierarchikus világhálós címe, URL-e, hasonlóan a villámlevélcímhez. A híváskor a kezdeményező adatcsomag a hívott URL-e mellett tartalmazza a kezdeményezett kapcsolat jellegére vonatkozó információt, miáltal a hálózatbeli kapcsolók már odafelé fel tudnak készülni kapacitással, és ha fogadják a hívást, gyorsan ki tud épülni a megfelelő sávszélességű kommunikációs csatorna. A hívás nem közvetlenül a hívott gépére, hanem egy központba, az úgynevezett SIP-kiszolgálóba fut be. A SIP-kiszolgáló a saját címtárából kiindulva megkeresi, hogy az alárendelt hálózatban – vagy az egész interneten – fizikailag éppen hol – melyik IP-telefonnál, PC-nél, Macintoshnál, harmadik generációs mobiltelefonon – érhető el a hívott, és továbbítja neki a megkeresést. Ha a hívott fogadja a hívást, megnyílik a csatorna, kezdődhet a menet, a beszélgetés vagy a videokonferencia, esetleg a távmásolatküldés. Ha nem, akkor aszerint, mi van beállítva a SIP-kiszolgáló címtárában, foglalt jelzés indul vissza, vagy bekapcsol a hangposta, de miután ma már mindent programok intéznek, bármi is történhet. Mindez csak a hívottól és a telefonközponttól – alközponttól – függ. De vonatkozik ez magára a hívásra is. Ha például videokonferenciára hívnak valakit, de ő csak beszélgetni szeret, akkor a hívást elfogadó visszajelzésben ez is szerepel.Még két fontos szolgáltatása van a SIP-nak. Az egyik, hogy egy alközpontban meg tudja osztani a hívást: egyszerre több telefon is megszólal. Kézenfekvő ez a megoldás egy emeletes házban, ahol lehet az ember a konyhában, a nappaliban vagy a hálószobában, és a legkényelmesebb, ha bárhol van, fel tudja venni a telefont. A vállalati központok ismerik az átirányítást: ötöt-hatot cseng az egyik készülék, majd egy másik folytatja. Ha egyszerre szólal meg a főnök és a titkárnő készüléke, akkor a hívónak kevesebbet kell várnia. A másik, egyedülálló szolgáltatása a SIP-nak, hogy adatprotokollhoz méltón nemcsak beszédet, videokonferenciát, hanem adatot is kezelni tud. Az automata válaszológép beállítható vele úgy, hogy a hívó számítógépén megjelenítse, milyen részlegek vannak a vállalatnál. A telefonáló a képernyőn rábök annak a részlegnek a nevére, amelyikkel kapcsolatba akar kerülni, és az alközpont odakapcsol.A szabványtervezet megengedi egyedi funkciók hozzáadását a SIP-hoz. Lehetőséget ad ez például biztonsági ellenőrzések végrehajtatására vagy a hívó prioritáslistájának továbbítására. Megadhatja például, hogy milyen nyelven lehet vele beszélni, amikor felhív egy céget, s ekkor a helyi címtárat használva kapcsolja a telefonközpont a hívást egy olyan munkatárshoz, aki ismeri a kért nyelvet.Sávszélesség igény szerintAszerint, hogy éppen milyen információt továbbítunk IP-csomagokban, más és más elvárásaink lehetnek arról, hogyan kövessék egymást, milyen sűrűséggel érkezzenek meg a célállomásra. Egy villámlevélnél nem számít, ha változik a csomagok közötti távolság, de telefonálásnál már nagyon zavaró, ha akadozik a hang, ha hol eltűnik, hol meglódul. Videokonferenciánál pedig a sűrűség is fontos, mert egységnyi idő alatt jóval több adatra van szükség a kép megjelenítéséhez, mint a beszédhang helyreállításához. Ez azt jelenti, hogy a drótokon, amelyeken az adatcsomagok haladnak, egyeseket közülük ahol csak lehet, előre kell engedni, míg mások nyugodtan várakozhatnak. Amelyik kapcsolathoz tartozó adatcsomagokat előreengednek a csomópontokban, azok nyilván sűrűbben haladnak, az általuk kifeszített virtuális csatornában nagyobb a sebesség, a sávszélesség, mint abban, amelyikben csak úgy csordogál az információ. A megfelelő csomagsűrűség érdekében tehát kapcsolatonként más és más előnyt kell biztosítani az adatcsomagoknak ahhoz, hogy mindenki úgy érezhesse, megfelelően ki van szolgálva. Ezt értjük igény szerinti sávszélesség biztosításon, QoS-on. Többféle megoldást dolgoztak ki rá, ezek lépésről lépésre megjelennek az útválasztókban és a kapcsológépekben, vagyis azokon a csomópontokon, ahol lehetőség van a beavatkozásra. A Windows 2000-be például az úgynevezett RSVP-t építette be a Microsoft, s ezáltal jelentősen javítani tudta a multimédia alkalmazások használhatóságát.Villanyt az eszköznekHajdanában elegendő volt bedugni egy telefon csatlakozóját a fali dugaljba, és már telefonálhattunk is. Aztán megjelentek a különféle nyomógombos, üzenetrögzítős, tárolt számos készülékek, amelyekbe vagy el van helyezve valahol egy – időnként kifogyó – gombelem, vagy hálózati adaptert adnak hozzá. Miután az IP-telefon gyakorlatilag nem más, mint egy kis számítógép, annak is szüksége van energiára, amit kézenfekvő megoldásként egy adapterrel vehetünk az elektromos hálózatból. Csakhogy telefonnak lennie kell akkor is, ha kialszik a villany, tehát vagy minden készülék mellé kell egy szünetmentes áramforrás vagy a teljes hálózat. Sokba kerül, helyet foglal, nő a karbantartási igény: nem a legjobb megoldás. A Cisco, a Lucent, a 3Com és őket követve nyilván egyre többen úgy oldják meg a feladatot, hogy a szabványos Category 5 kábel hetes és nyolcas erébe bevezetik a villanyt. Ez azért kíván némi beruházást a vásárlónál, mert az IP-telefonálás bevezetésekor az összes hubot, kapcsológépet ki kell cserélnie a meglévő számítógépes hálózatban olyanra, amely továbbítja az áramot ezen hetes és nyolcas vezetéken. Ahol viszont újonnan épül ki a hálózat, és már eleve nem készül külön telefonhálózat, ez a gazdaságos megoldás.Az adatcsomagok irányításaGyorsan fejlődnek, változnak azok a gépek, amelyek a helyi hálózatban irányítgatják az adatcsomagokat. Nő a teljesítményük, egyre gyorsabbak és egyre okosabbak. Alapesetben az IP-telefonkészüléket ugyanúgy ez egyedi hardverazonosítójával, a MAC-kal megcímezve érik el a neki címzett adatcsomagok a hálózatban, mint bármelyik munkaállomást vagy akár kiszolgálót a benne lévő Ethernet kártyát. A végső címzést, a logikai cím és a MAC azonosítását a kapcsológépek végzik, ez az úgynevezett Layer 2 vagy második rétegű címzés. Az igény szerinti sávszélesség biztosításához azonban már a harmadik szinten is kezelni kell a csomagokat, hiszen a kapcsológépeknek tudniuk kell, hogy milyen jellegű adatokat szállít az adatcsomag, hogy eldönthessék, milyen prioritást adjanak neki. A licit beindult, a gyártók egyre magasabbra teszik a lécet, egyre kifinomultabban képesek kezelni az adatcsomagokat. Van, aki már a hetedik szintű útválasztásról, adatcsomag-irányításról beszél.