معماری شبكه دسترسی به اینترنت پرسرعت

امروزه یكی از معیارهای پیشرفت یا عقب ماندگی هر كشور عملا تعداد مشتركان اینترنتی آن است از طرف دیگر دسترسی سنتی به اینترنت از طریق خطوط كند و عذاب آور تلفنی دیگر جوابگوی بسیاری از انتظارات كاربران نیست

امروزه یكی از معیارهای پیشرفت یا عقب ماندگی هر كشور عملا تعداد مشتركان اینترنتی آن است. از طرف دیگر دسترسی سنتی به اینترنت از طریق خطوط كند و عذاب آور تلفنی دیگر جوابگوی بسیاری از انتظارات كاربران نیست. بنابراین در عمل ملاك و معیار سازگاری هر جامعه با فضای مجازی اینترنتی به میزان گستردگی دسترسی پرسرعت یا به زبان فنی تر باندپهن (Broadband Access) مربوط می شود.

اینترنت پرسرعت نه تنها برای پاسخگویی به نیاز روزافزون كاربران معرفی شده است بلكه خود به صورت بستری برای ارائه انواع و اقسام خدمات ارتباطی همچون تلفن اینترنتی (VoIP) تلویزیون اینترنتی (IPTV) و مانند آن ها به كار گرفته می شود.

اولین و مهم ترین انتخاب هر شركت فراهم كننده خدمات دسترسی پرسرعت به اینترنت (موسوم به PAP) معماری شبكه دسترسی است كه البته بخش فیزیكی آن (توپولوژی فواصل كابل ها و وجود یا عدم وجود فیبرنوری) معمولا تحت كنترل و اراده این شركت ها نیست (مگر آن كه خود آن ها شركت های مخابرات تلفنی باشند).

بنابراین آنچه در حوزه كنترل این شركت ها می ماند گزینش صحیح پروتكل های ارتباطی همچون DHCP، L۲TP، PPPOA، PPPOE است كه در ادامه با نقاط قوت و ضعف هر یك از آن ها آشنا می شویم. در صنعت خدمات مخابراتی و ارتباطی شركت های كهنه كار تلفن با اتكا به میلیون ها كیلومتر كابل فیبر و بسترهای آماده و فراهم خود از طرفی و شركت های نوظهور با اتكا به فناوری و روش های نوین از طرف دیگر پا به این عرصه گذاشته اند تا به رقابت بپردازند و از این خوان پرنعمت سهمی نصیب خود كنند.

در ایران نیز در چند سال اخیر شاهد حضور شركت های فراهم كننده خدمات دسترسی (PAP) هستیم كه البته به دلایل بسیاری كه از حوصله این نوشتار خارج است هنوز نتوانسته اند نیازهای روزافزون جمعیت جوان و تحصیلكرده كشور را پاسخ گویند.

از دیدگاه فنی مودم های ADSL یكی از مناسب ترین گزینه های ایجاد دسترسی به اینترنت پرسرعت در سراسر جهان محسوب می شوند و در مركز ثقل تجارت شركت های فراهم كننده خدمات دسترسی قرار دارند. البته به كارگیری این مودم ها بدون چالش نیز نیست. برای مثال مشكلات ارائه خدمات در ابعاد كلان هزینه های نصب كه با توجه به لزوم اعزام متخصصان به محل سكونت یا كار كاربران افزایش می یابد حفظ امنیت و جلوگیری از استفاده های غیرمجاز برخی از این مشكلات به حساب می آیند.

ADSL انواع متعددی دارد ولی دسترسی به سرعت های تا چند ده مگابیت بر ثانیه با آن امكانپذیر است. البته سرعت معمول در سمت دریافت (Downstream) معمولا میان ۳۴۸Kbps تا ۱Mbps و سرعت ارسال (Upstream) معمولا كمتر از ۲۲۴kbps در نظر گرفته می شود.

در واقع زیرساختار ارتباطی شبكه های دسترسی مبتنی بر ADSL فرق چندانی با سایر گزینه های متداول دسترسی پرسرعت همچون مودم های كابلی ندارد. مهم ترین مشخصه این شبكه ها تركیب و تجمیع ترافیك ارتباطی گروه بزرگی از مشتركان در لبه شبكه (Edge) و ارسال این ترافیك یكپارچه به سمت هسته اینترنت (Core) از طریق لینك های بسیار سریع مخابراتی است. لبه شبكه علاوه بر تجمیع ترافیك ها بسیاری از عملیات مدیریتی و امنیتی را نیز برعهده دارد و از این لحاظ یكی از مهم ترین عناصر این ساختار به شمار می رود.

البته كاربران با به كارگیری جداكننده های نسبتا ارزان قیمت (Splitter) در محل خود قادر به استفاده همزمان از سیم تلفن خود برای اتصال به گوشی تلفن و مودم خواهند بود. در هر حال خطوط چندین مشترك در محل مركز مخابراتی با دستگاهی موسوم به متمركز كننده DSL یا (DSLAM) روی یك ترانك مخابراتی جمع می شوند. ترافیك ارسالی از چندین DSLAM نیز به نوبه خود در یكی از مراكز اصلی مخابراتی تجمیع می شود و به یك روتر سریع ارسال می گردد كه نقطه ورود به اینترنت به حساب می آید.

● چالش های پیش رو

ایجاد شبكه های بزرگ دسترسی مبتنی بر ADSL با یك چالش ساده و در عین حال دشوار روبه روست و آن هم سهولت به كارگیری است. اصولا تا وقتی به كارگیری یك سرویس برای عموم مردم امكانپذیر نباشد استقبال از آن در حد محدود باقی می ماند. بنابراین درگام اول باید نصب و پیكربندی مودم ADSL به سادگی و توسط خود كاربر امكانپذیر باشد. به این ترتیب علاوه بر این كه كاربران احساس رضایت بیشتری خواهند كرد لزومی به اعزام پرهزینه نیروی فنی شركت به در منازل كاربران نخواهد بود.

چالش بزرگ دیگر نحوه تخصیص آدرس ها است. می دانیم كه هر مشترك برای ارتباط با اینترنت به تنظیم یك آدرس روی دستگاه كامپیوتر خود نیاز دارد كه باید منحصر به فرد باشد. همین عمل بسیار ساده برای خیل عظیمی از كاربران یك مشكل جدی است. این چالش و موارد مرتبطی همچون تدارك ارتباط، حفظ امنیت آن و ایجاد امكان اتصال همزمان چند كامپیوتر به خط دسترسی همگی به راه حل های ساده و حتی المقدور خودكار نیاز دارند كه قاعدتا یافتن جواب مناسب برای آن ها بر عهده شركت فراهم كننده خدمات است.

● گزینه های فنی

راه حل اساسی چالش های حوزه نرم افزاری فرایند ارتباط اجرای یك پروتكل بین كاربر و فراهم كننده خدمات است. این پروتكل از نوع پروتكل های محلی است كه به منظور وظایفی مشخص میان دو نقطه اجرا می شوند و در ارتباطات خارج از آن حوزه نقش ندارند. در حال حاضر چهار گزینه در این خصوص وجود دارد كه هر یك مزایا و نقاط ضعف منحصر به خود را دارند:

▪ گزینه اول (آدرس دهی ثابت IP)

اولین و در واقع ابتدایی ترین راه حل تخصیص یك آدرس IP به هر كاربر است كه خود به تنظیم آن روی كامپیوتر خود اقدام می كند. این روش اساسا یك پروتكل نیست تنها یك راه حل سریع برای مشكلی است كه از ابعادی گسترده برخوردار است. برای مثال مشكل استفاده همزمان چند كامپیوتریك كاربر از ارتباط ADSL به این ترتیب حل نمی شود.

▪ گزینه دوم (DHCP)

این پروتكل اساسا برای این منظور طراحی شده است كه پیكربندی IP را روی كامپیوتر كاربران به صورت خودكار انجام دهد. این پروتكل در شبكه های محلی سازمانی نیز از كاربرد گسترده ای برخوردار است به ویژه در مورد پایانه هایی كه به طور موقت به این شبكه ها متصل می گردند (برای مثال كامپیوترهای Laptop، DHCP) یك جهش محسوس نسبت به روش آدرس دهی ثابت محسوب می شود. فرایند كار بسیار ساده و در عین حال كارآمد است. هر بار كه یك كامپیوتر متصل به شبكه دسترسی فعال می شود به طور خودكار پارامترهای مربوط به IP (همچون آدرس) را از یك سرور مركزی دریافت می كند. این معماری از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است امكان كار همزمان چند دستگاه PC، پشتیبانی از امكان جابه جایی محل استفاده كاربران سهولت پیكربندی از جانب كاربر و مدیریت آن از جانب فراهم كننده از مزایای این پروتكل محسوب می گردند.

▪ گزینه سوم (L۲TP)

این پروتكل به عنوان یك گزینه نسبتا جدیدتر برای شبكه های دسترسی باندپهن مطرح شده است و با ایجاد یك تونل مجازی از داخل شبكه اینترنت كاربر را به هر نقطه مشخصی متصل می كند و كلیه تنظیمات لازم برای برقراری سرویس از داخل این تونل بر تجهیزات كاربر اعمال می گردد. L۲TP در عمل یك شبكه مجازی یا VPNروی شبكه فراهم كننده ایجاد می كند كه از امنیت خوبی برخوردار است ولی درعوض پیچیدگی بیشتری دارد به ویژه در شبكه های بزرگ دسترسی با چندین هزار كاربر مدیریت این تونل ها دشوار خواهد بود.

▪ گزینه چهارم (PPP)

این پروتكل براساس پروتكلی بسیار موفق موسوم به پروتكل نقطه به نقطه (Point to Point Protocol: ppp) شكل می گیرد دو حالت متداول استفاده از این پروتكل در شبكه های دسترسی باند پهن عبارتند از: PPP روی اترنت (PPPoE) و PPP روی ATM(PPPoA) كه تركیبی از آن ها موسوم به PPPoEoA نیز به كار گرفته شده است. PPP علاوه بر این كه از انعطاف و سهولت در استفاده برخوردار است سطحی از ایمنی را برای استفاده كننده فراهم می كند.

فریما سادات میری