Оверлейная сеть - Overlay network

An оверлейная сеть это компьютерная сеть это слоистый поверх другой сети.[1]

Структура

Узлы в наложенной сети можно представить себе, что она связана виртуальными или логическими ссылками, каждое из которых соответствует пути, возможно, через множество физических каналов в базовой сети. Например, распределенные системы такие как пиринговый сети и клиент-сервер приложения являются оверлейными сетями, потому что их узлы работают поверх Интернет.[нужна цитата ]

Первоначально Интернет был построен как наложение на телефонную сеть, в то время как сегодня (благодаря появлению VoIP ), телефонная сеть все чаще превращается в оверлейную сеть, построенную поверх Интернета.[нужна цитата ]

Использует

Корпоративные сети

Частные корпоративные сети были сначала наложены на телекоммуникационные сети такие как ретрансляция кадров и асинхронный режим передачи коммутация пакетов инфраструктуры, но переход от этих (теперь уже устаревших) инфраструктур к основанным на IP MPLS сети и виртуальные частные сети началось (2001 ~ 2002).

С физической точки зрения оверлейные сети довольно сложны (см. Рисунок 1), поскольку они объединяют различные логические уровни, которые управляются и строятся различными организациями (предприятиями, университетами, правительством и т. Д.), Но они позволяют разделить проблемы, которые со временем позволили нарастить широкого набора услуг, которые не могли быть предложены одним оператором электросвязи (от широкополосный доступ в Интернет, передача голоса по IP или IPTV, конкурентоспособные операторы связи и др.).[2]

Интернет

Рисунок 1: Пример оверлейной сети
Рисунок 2: Оверлейная сеть, разбитая на логические уровни

Наличие цифровых коммутация цепи оборудование и оптоволокно.[3] Телекоммуникационные транспортные сети и IP-сети (которые в совокупности составляют более широкий Интернет) наложены, по крайней мере, на уровень оптического волокна, транспортный уровень и уровни IP или коммутации каналов (в случае PSTN ).

По Интернету

В настоящее время Интернет является основой для большего количества наложенных сетей, которые могут быть построены, чтобы позволить маршрутизация сообщений адресатам, не указанным айпи адрес. Например, распределенные хеш-таблицы может использоваться для маршрутизации сообщений к узлу, имеющему определенный логический адрес, чей IP-адрес заранее не известен.

Оверлейные сети также были предложены как способ улучшить Интернет. маршрутизация, например, через качество обслуживания гарантирует достижение более высокого качества потоковое мультимедиа. Предыдущие предложения, такие как IntServ, DiffServ, и Многоадресная IP-рассылка не получили широкого распространения, в основном потому, что требуют модификации всех маршрутизаторы в сети. С другой стороны, оверлейная сеть может быть развернута постепенно на конечных узлах, на которых запущено программное обеспечение оверлейного протокола, без сотрудничества со стороны Интернет-провайдеры. Наложение не контролирует, как пакеты маршрутизируются в базовой сети между двумя наложенными узлами, но может управлять, например, последовательностью оверлейных узлов, которые проходит сообщение, прежде чем достигнет места назначения.

Например, Akamai Technologies управляет оверлейной сетью, которая обеспечивает надежную и эффективную доставку контента (своего рода многоадресная передача ). Академические исследования включают Конечная система Multicast и Overcast - многоадресная передача в оверлейной сети; RON (устойчивая оверлейная сеть) для отказоустойчивой маршрутизации; и OverQoS для гарантии качества обслуживания, среди прочего.


Интернет вещей

Рассеянный характер Интернет вещей (IoT) представляет собой серьезную операционную проблему, которая необычна для традиционного Интернета или корпоративных сетей.[4] Устройства, которые управляются вместе, скажем, парк железнодорожных вагонов, физически не размещены в одном месте. Вместо этого они широко географически распределены. Операционные подходы к управлению и безопасности, используемые в корпоративных сетях, где большинство хостов плотно размещено в зданиях или кампусах, не переносятся на IoT. Устройства Интернета вещей работают за пределами корпоративной сетевой безопасности и рабочего периметра, и брандмауэр корпоративной локальной сети не может их защитить. Технические специалисты по диспетчеризации обходятся дорого, поэтому ручная настройка и настройка не масштабируются. Устройства подключаются к Интернету через различных интернет-провайдеров последней мили, поэтому многие устройства не имеют общего IP-префикса, а адреса меняются в произвольное время. Любая конфигурация, основанная на этих IP-адресах, потребует постоянного обслуживания и часто будет устаревшей, подвергая хосты и устройства внешним угрозам.

Достоинства и выгоды

Устойчивость

Устойчивые оверлейные сети (RON) - это архитектуры, которые позволяют распределенным Интернет-приложениям обнаруживать отключение или помехи и восстанавливаться после них. Текущие протоколы глобальной маршрутизации, восстановление которых занимает не менее нескольких минут, улучшены с помощью этого наложения уровня приложений. Узлы RON контролируют пути Интернета между собой и определяют, следует ли перенаправлять пакеты напрямую через Интернет или через другие узлы RON, оптимизируя, таким образом, метрики для конкретных приложений.[5]

Resilient Overlay Network имеет относительно простой концептуальный дизайн. Узлы RON развернуты в различных местах в Интернете. Эти узлы образуют наложение прикладного уровня, которое взаимодействует при маршрутизации пакетов. Каждый из узлов RON контролирует качество Интернет-путей между собой и использует эту информацию для точного и автоматического выбора путей из каждого пакета, что сокращает время, необходимое для восстановления после плохого качество обслуживания.[5]

Многоадресная рассылка

Overlay multicast также известен как Конечная система или Одноранговая многоадресная рассылка. Широкополосная многоадресная передача из нескольких источников между широко распределенными узлами является критически важной возможностью для широкого спектра приложений, включая аудио- и видеоконференции, многосторонние игры и распространение контента. В течение последнего десятилетия в ряде исследовательских проектов изучалось использование многоадресная передача как эффективный и масштабируемый механизм для поддержки таких приложений групповой связи. Многоадресная рассылка отделяет размер набора приемников от количества состояний, сохраняемых на любом отдельном узле, и потенциально позволяет избежать избыточной связи в сети.

Ограниченное развертывание IP Multicast, лучшего протокола многоадресной рассылки сетевого уровня, привело к значительному интересу к альтернативным подходам, которые реализуются на уровне приложений с использованием только конечные системы. В подходе с наложением или многоадресной рассылкой конечной системы участвующие одноранговые узлы организуются в топологию наложения для доставки данных. Каждое ребро в этой топологии соответствует одноадресному пути между двумя конечными системами или одноранговыми узлами в нижележащем Интернет. Все функции, связанные с многоадресной рассылкой, реализуются на одноранговых узлах, а не на маршрутизаторах, и цель протокола многоадресной рассылки состоит в создании и поддержании эффективного оверлея для передачи данных.

Недостатки

  • Медленное распространение данных.
  • Долгая задержка.
  • Повторяющиеся пакеты в определенных точках.

Список оверлейных сетевых протоколов

Наложение сетевых протоколов на основе TCP / IP включают:

Наложенные сетевые протоколы на основе UDP / IP включают:

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Сасу Таркома (2010). Overlay Networks: к информационным сетям. CRS Press. п.3. ISBN  9781439813737.
  2. ^ Франсман, Мартин. Телекоммуникации в эпоху Интернета: от бума до спада до ...?. Издательство Оксфордского университета.
  3. ^ История AT&T сетевой передачи
  4. ^ Уэлдон, Маркус К. (2018). Сеть Future X: взгляд на Bell Labs. Чепмен и Холл / CRC. ISBN  9781498779715. OCLC  1080084190.
  5. ^ а б Дэвид Андерсен, Хари Балакришнан, Франс Каашук , Роберт Моррис (декабрь 2001 г.). Устойчивые оверлейные сети. Материалы восемнадцатого симпозиума ACM по принципам операционных систем. С. 131–45. Дои:10.1145/502034.502048. ISBN  978-1581133899.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)

внешние ссылки