Проектирование СКС

     Для более гибкого определения границ между разрядами номеров сети и узла внутри IP-адреса используются так называемые маски подсети. Маска подсети – это 4-байтовое число специального вида, которое используется совместно с IP-адресом. «Специальный вид» маски подсети заключается в следующем: двоичные разряды маски, соответствующие разрядам IP-адреса, отведенным под номер сети, содержат единицы, а в разрядах, соответствующих разрядам номера узла – нули.

     Использование в паре с IP -адресом маски подсети  позволяет отказаться от применения классов адресов и сделать  более гибкой всю систему IP-адресации.

     Так, например, маска 255.255.255.240 (11111111 11111111 11111111 11110000) позволяет разбить диапазон в 254 IP-адреса, относящихся к одной сети класса C, на 14 диапазонов, которые могут выделяться разным сетям.

     Для стандартного деления IP-адресов на номер сети и номер узла, определенного  классами A, B и C маски подсети имеют вид: 

     Таблица 2.5 – Маски подсети классов  А, В и С

     Поскольку каждый узел сети Интернет должен обладать уникальным IP-адресом, то, безусловно, важной является задача координации  распределения адресов отдельным  сетям и узлам. Такую координирующую роль выполняет Интернет Корпорация по распределению адресов и имен (The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers, ICANN).

     Естественно, что ICANN не решает задач выделения IP-адресов  конечным пользователям и организациям, а занимается распределением диапазонов адресов между крупными организациями-поставщиками услуг по доступу к Интернету (Internet Service Provider), которые, в свою очередь, могут взаимодействовать как с более мелкими поставщиками, так и с конечными пользователями. Так, например функции по распределению IP-адресов в Европе ICANN делегировал Координационному Центру RIPE (RIPE NCC, The RIPE Network Coordination Centre, RIPE - Reseaux IP Europeens). В свою очередь, этот центр делегирует часть своих функций региональным организациям. В частности, российских пользователей обслуживает Региональный сетевой информационный центр «RU-CENTER».

     В данной сети распределение IP-адресов  производится с помощью протокола DHCP.

     Протокол DHCP предоставляет три способа  распределения IP-адресов:

1. Ручное распределение. При этом способе сетевой администратор сопоставляет аппаратному адресу (обычно MAC-адресу) каждого клиентского компьютера определенный IP-адрес. Фактически, данный способ распределения адресов отличается от ручной настройки каждого компьютера лишь тем, что сведения об адресах хранятся централизованно (на сервере DHCP), и поэтому их проще изменять при необходимости.
2. Автоматическое распределение. При данном способе каждому компьютеру на постоянное использование выделяется произвольный свободный IP-адрес из определенного администратором диапазона.
3. Динамическое распределение. Этот способ аналогичен автоматическому распределению, за исключением того, что адрес выдается компьютеру не на постоянное пользование, а на определенный срок. Это называется арендой адреса. По истечении срока аренды IP-адрес вновь считается свободным, и клиент обязан запросить новый (он, впрочем, может оказаться тем же самым).

     IP-адреса  в курсовом проекте взяты класса B и имеют маску 225.225.0.0. Выдаются  протоколом DHCP с привязкой к МАС-адресу  во избежание нелегальных подключений.  

     Таблица 2.6 – Назначение подсетей

5. Организация выхода в Интернет через спутник

1. Виды  спутникового Интернета

     Двухсторонний спутниковый Интернет подразумевает  приём данных со спутника и отправку их обратно также через спутник. Этот способ является очень качественным, так как позволяет достигать  больших скоростей при передаче и отправке, но он является достаточно дорогим и требует получения разрешения на радиопередающее оборудование (впрочем, последнее провайдер часто берет на себя).

     Односторонний спутниковый Интернет подразумевает  наличие у пользователя какого-то существующего способа подключения к Интернету. Как правило, это медленный и/или дорогой канал (GPRS/EDGE, ADSL-подключение там, где услуги доступа в Интернет развиты плохо и ограничены по скорости и т. п.). Через этот канал передаются только запросы в Интернет. Эти запросы поступают на узел оператора одностороннего спутникового доступа (используются различные технологии VPN-подключения или проксирования трафика), а данные, полученные в ответ на эти запросы, передают пользователю через широкополосный спутниковый канал. Поскольку большинство пользователей в основном получает данные из Интернета, то такая технология позволяет получить более скоростной и более дешевый трафик, чем медленные и дорогие наземные подключения. Объем же исходящего трафика по наземному каналу (а значит и затраты на него) становится достаточно скромным (соотношение исходящий/входящий — примерно от 1/10 при веб-серфинге, от 1/100 и лучше при загрузке файлов).

     Естественно, использовать односторонний спутниковый  Интернет имеет смысл тогда, когда доступные наземные каналы слишком дорогие и/или медленные. При наличии недорого и быстрого «наземного» Интернета — спутниковый Интернет имеет смысл как резервный вариант подключения, на случай пропадания или плохой работы «наземного».

2. Оборудование

     Ядро  спутникового Интернета. Осуществляет обработку данных, полученных со спутника, и выделение полезной информации. Существует множество различных  видов карт, но наиболее известны карты  семейства SkyStar. Основными отличиями DVB-карт на сегодняшний день является максимальная скорость потока данных. Также к характеристикам можно отнести возможность аппаратного декодирования сигнала, программную поддержку продукта.

     Существуют  два типа спутниковых антенн:

• офсетные;
• прямофокусные.

     Прямофокусные антенны представляют собой «блюдце» с сечением в виде окружности; приемник расположен прямо напротив его центра. Они сложнее офсетных в настройке и требуют подъёма на угол спутника, из-за чего могут «собирать» атмосферные осадки. Офсетные антенны за счёт смещения фокуса «тарелки» (точки максимального сигнала), устанавливаются практически вертикально, и потому проще в обслуживании. Диаметр антенны выбирается в соответствии с метеоусловиями и уровнем сигнала необходимого спутника.

     Конвертер выполняет роль первичного преобразователя, который преобразовывает СВЧ-сигнал со спутника в сигнал промежуточной частоты. В настоящее время большинство конвертеров адаптировано к длительным воздействиям влаги и УФ-лучей. При выборе конвертера, в основном, следует обратить внимание на шумовой коэффициент. Для нормальной работы стоит выбирать конвертеры со значением этого параметра в промежутке 0,25 — 0,30 dB.

     Для реализации двухстороннего способа  к искомому оборудованию добавляется  передающая карта и передающий конвертер.

3. Программное обеспечение

     Существует  два взаимодополняющих подхода  к реализации ПО для спутникового интернета.

     В первом случае DVB-карта используется как стандартное сетевое устройство (но работающие только на приём), а для  передачи используется VPN-туннель (многие провайдеры используют PPTP («Windows VPN»), либо OpenVPN на выбор клиента, в некоторых случаях используется IPIP-туннель), есть и другие варианты. При этом в системе отключается контроль заголовков пакетов. Запросный пакет уходит на туннельный интерфейс, а ответ приходит со спутника (если не отключить контроль заголовков, система посчитает пакет ошибочным (в случае Windows — не так)). Данный подход позволяет использовать любые приложения, но имеет большую задержку. Большинство доступных в СНГ спутниковых провайдеров (SpaceGate (Ителсат), PlanetSky, Raduga-Internet, SpectrumSat) поддерживают данный метод.

     Второй  вариант (иногда используется совместно  с первым): использование специального клиентского ПО, которое за счёт знания структуры протокола позволяет  ускорять получение данных (например, запрашивается веб-страница, сервер у провайдера просматривает её и сразу, не дожидаясь запроса, посылает и картинки с этой страницы, считая, что клиент их все равно запросит; клиентская часть кеширует такие ответы и возвращает их сразу). Такое программное обеспечение со стороны клиента обычно работает как HTTP и Socks-прокси. Примеры: Globax (SpaceGate + другие по запросу), TelliNet (PlanetSky), Sprint (Raduga), Slonax (SatGate).

     В обоих случаях возможно «расшаривание» трафика по сети (в первом случае иногда даже можно иметь несколько разных подписок спутникового провайдера и разделять тарелку за счёт особой настройки машины с тарелкой (требуется Linux или FreeBSD, под Windows требуется программное обеспечение сторонних производителей)).

     Некоторые провайдеры (SkyDSL) в обязательном порядке  используют своё программное обеспечение (выполняющее роль и туннеля, и  прокси), часто также выполняющие  клиентский шейпинг и не дающее расшаривать  спутниковый интернет между пользователями (также не дающие возможности использовать в качестве ОС что либо отличное от Windows).

4. Преимущества  и недостатки

     Можно выделить следующие плюсы спутникового Интернета:

• стоимость трафика в часы наименьшей загрузки емкости
• независимость от наземных линий связи (при использовании GPRS или WiFi в качестве запросного канала)
• большая конечная скорость (приём)
• возможность просмотра спутникового ТВ и «рыбалки со спутника»
• возможность свободного выбора провайдера

     Недостатки:

• необходимость покупки специального оборудования
• сложность установки и настройки
• в общем случае более низкая надежность по сравнению с наземным подключением (большее количество компонентов, необходимых для бесперебойной работы)
• наличие ограничений (прямая видимость спутника) по установке антенны
• высокий ping (задержка между отсылкой запроса и приходом ответа). В некоторых ситуациях это критично. Например при работе в интерактивном режиме Secure Shell и X11 а также во многих многопользовательских онлайновых системах (та же SecondLife не может вообще работать через спутник, шутер Counter Strike,Call of Duty — работает с проблемами и т. п.)
• при наличии хотя бы псевдоанлимитных тарифных планов (вроде «2000 рублей за 40 Gb на 512 кбит/с дальше — анлим но 32 кбит/c» — ТП Актив-Мега, ЭрТелеком, Омск) наземный интернет уже становится дешевле. При дальнейшем развитии кабельной инфраструктуры стоимость наземного трафика будет стремиться к нулю, при этом стоимость спутникового трафика жестко ограничена себестоимостью запуска спутника и её снижения не планируется.
• при работе через некоторых операторов у вас будет не российский IP-адрес (SpaceGate — украинский, PlanetSky — кипрский, SkyDSL — Германский) в результате чего сервисы, которые используют для каких-то целей (например, пускаем только из РФ) определение страны пользователя, будут работать некорректно.
• программная часть — не всегда 'Plug and Play', в некоторых (редких) ситуациях могут быть сложности и тут все зависит от качества техподдержки оператора.