معماری شبکه دسترسی به اینترنت پرسرعت

امروزه یکی از معیارهای پیشرفت یا عقب ماندگی هر کشور عملا تعداد مشترکان اینترنتی آن است از طرف دیگر دسترسی سنتی به اینترنت از طریق خطوط کند و عذاب آور تلفنی دیگر جوابگوی بسیاری از انتظارات کاربران نیست

امروزه یکی از معیارهای پیشرفت یا عقب ماندگی هر کشور عملا تعداد مشترکان اینترنتی آن است. از طرف دیگر دسترسی سنتی به اینترنت از طریق خطوط کند و عذاب آور تلفنی دیگر جوابگوی بسیاری از انتظارات کاربران نیست. بنابراین در عمل ملاک 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 کاربران معرفی شده است بلکه خود به صورت بستری برای ارائه انواع و اقسام خدمات ارتباطی همچون تلفن اینترنتی (VoIP) تلویزیون اینترنتی (IPTV) و مانند آن ها به کار گرفته می شود. اولین و مهم ترین انتخاب هر شرکت فراهم کننده خدمات دسترسی پرسرعت به اینترنت (موسوم به PAP) معماری شبکه دسترسی است که البته بخش فیزیکی آن (توپولوژی فواصل کابل ها و وجود یا عدم وجود فیبرنوری) معمولا تحت کنترل و اراده این شرکت ها نیست (مگر آن که خود آن ها شرکت های مخابرات تلفنی باشند). بنابراین آنچه در حوزه کنترل این شرکت ها می ماند گزینش صحیح پروتکل های ارتباطی همچون DHCP، L۲TP، PPPOA، PPPOE است که در ادامه با نقاط قوت و ضعف هر یک از آن ها آشنا می شویم. در صنعت خدمات مخابراتی و ارتباطی شرکت های کهنه کار تلفن با اتکا به میلیون ها کیلومتر کابل فیبر و بسترهای آماده و فراهم خود از طرفی و شرکت های نوظهور با اتکا 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 کنند. در ایران نیز در چند سال اخیر شاهد حضور شرکت های فراهم کننده خدمات دسترسی (PAP) هستیم که البته به دلایل بسیاری که از حوصله این نوشتار خارج است هنوز نتوانسته اند نیازهای روزافزون جمعیت جوان و تحصیلکرده کشور را پاسخ گویند.

از دیدگاه فنی مودم های ADSL یکی از مناسب ترین گزینه های ایجاد دسترسی به اینترنت پرسرعت در سراسر جهان محسوب می شوند و در مرکز ثقل تجارت شرکت های فراهم کننده خدمات دسترسی قرار دارند. البته به کارگیری این مودم ها بدون چالش نیز نیست. برای مثال مشکلات ارائه خدمات در ابعاد کلان هزینه های نصب که با توجه به لزوم اعزام متخصصان به محل سکونت یا کار کاربران افزایش می یابد حفظ امنیت و جلوگیری از استفاده های غیرمجاز برخی از این مشکلات به حساب می آیند. ADSL انواع متعددی دارد ولی دسترسی به سرعت های تا چند ده مگابیت بر ثانیه با آن امکانپذیر است. البته سرعت معمول در سمت دریافت (Downstream) معمولا میان ۳۴۸Kbps تا ۱Mbps و سرعت ارسال (Upstream) معمولا کمتر از ۲۲۴kbps در نظر گرفته می شود.

در واقع زیرساختار ارتباطی شبکه های دسترسی مبتنی بر ADSL فرق چندانی با سایر گزینه های متداول دسترسی پرسرعت همچون مودم های کابلی ندارد. مهم ترین مشخصه این شبکه ها ترکیب و تجمیع ترافیک ارتباطی گروه بزرگی از مشترکان در لبه شبکه (Edge) و ارسال این ترافیک یکپارچه به سمت هسته اینترنت (Core) از طریق لینک های بسیار سریع مخابراتی است. لبه شبکه علاوه بر تجمیع ترافیک ها بسیاری از عملیات مدیریتی و امنیتی را نیز برعهده دارد و از این لحاظ یکی از مهم ترین عناصر این ساختار به شمار می رود. البته کاربران با به کارگیری جداکننده 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 مشترک در محل مرکز مخابراتی با دستگاهی موسوم به متمرکز کننده DSL یا (DSLAM) روی یک ترانک مخابراتی جمع می شوند. ترافیک ارسالی از چندین DSLAM نیز به نوبه خود در یکی از مراکز اصلی مخابراتی تجمیع می شود و به یک روتر سریع ارسال می گردد که نقطه ورود به اینترنت به حساب می آید.

● چالش های پیش رو

ایجاد شبکه های بزرگ دسترسی مبتنی بر ADSL با یک چالش ساده و در عین حال دشوار روبه روست و آن هم سهولت به کارگیری است. اصولا تا وقتی به کارگیری یک سرویس برای عموم مردم امکانپذیر نباشد استقبال از آن در حد محدود باقی می ماند. بنابراین درگام اول باید نصب و پیکربندی مودم ADSL به سادگی و توسط خود کاربر امکانپذیر باشد. به این ترتیب علاوه بر این که کاربران احساس رضایت بیشتری خواهند کرد لزومی به اعزام پرهزینه نیروی فنی شرکت به در منازل کاربران نخواهد بود.

چالش بزرگ دیگر نحوه تخصیص آدرس ها است. می دانیم که هر مشترک برای ارتباط با اینترنت به تنظیم یک آدرس روی دستگاه کامپیوتر خود نیاز دارد که باید منحصر به فرد باشد. همین عمل بسیار ساده برای خیل عظیمی از کاربران یک مشکل جدی است. این چالش و موارد مرتبطی همچون تدارک ارتباط، حفظ امنیت آن و ایجاد امکان اتصال همزمان چند کامپیوتر به خط دسترسی همگی به راه حل های ساده و حتی المقدور خودکار نیاز دارند که قاعدتا یافتن جواب مناسب برای آن ها بر عهده شرکت فراهم کننده خدمات است.

● گزینه های فنی

راه حل اساسی چالش های حوزه نرم افزاری فرایند ارتباط اجرای یک پروتکل بین کاربر و فراهم کننده خدمات است. این پروتکل از نوع پروتکل های محلی است که 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 که هر یک مزایا و نقاط ضعف منحصر به خود را دارند:

گزینه اول) (آدرس دهی ثابت IP)

اولین و در واقع ابتدایی ترین راه حل تخصیص یک آدرس IP به هر کاربر است که خود به تنظیم آن روی کامپیوتر خود اقدام می کند. این روش اساسا یک پروتکل نیست تنها یک راه حل سریع برای مشکلی است که از ابعادی گسترده برخوردار است. برای مثال مشکل استفاده همزمان چند کامپیوتریک کاربر از ارتباط ADSL به این ترتیب حل نمی شود.

گزینه دوم ) (DHCP)

این پروتکل اساسا برای این منظور طراحی شده است که پیکربندی IP را روی کامپیوتر کاربران به صورت خودکار انجام دهد. این پروتکل در شبکه های محلی سازمانی نیز از کاربرد گسترده ای برخوردار است به ویژه در مورد پایانه هایی که به طور موقت به این شبکه ها متصل می گردند (برای مثال کامپیوترهای Laptop، DHCP) یک جهش محسوس نسبت به روش آدرس دهی ثابت محسوب می شود. فرایند کار بسیار ساده و در عین حال کارآمد است. هر بار که یک کامپیوتر متصل به شبکه دسترسی فعال می شود به طور خودکار پارامترهای مربوط به IP (همچون آدرس) را از یک سرور مرکزی دریافت می کند. این معماری از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است امکان کار همزمان چند دستگاه PC، پشتیبانی از امکان جابه جایی محل استفاده کاربران سهولت پیکربندی از جانب کاربر و مدیریت آن از جانب فراهم کننده از مزایای این پروتکل محسوب می گردند.

گزینه سوم) (L۲TP)

این پروتکل به عنوان یک گزینه نسبتا جدیدتر برای شبکه های دسترسی باندپهن مطرح شده است و با ایجاد یک تونل مجازی از داخل شبکه اینترنت کاربر را به هر نقطه مشخصی متصل می کند و کلیه تنظیمات لازم برای برقراری سرویس از داخل این تونل بر تجهیزات کاربر اعمال می گردد. L۲TP در عمل یک شبکه مجازی یا VPNروی شبکه فراهم کننده ایجاد می کند که از امنیت خوبی برخوردار است ولی درعوض پیچیدگی بیشتری دارد به ویژه در شبکه های بزرگ دسترسی با چندین هزار کاربر مدیریت این تونل ها دشوار خواهد بود.

گزینه چهارم) (PPP)

این پروتکل براساس پروتکلی بسیار موفق موسوم به پروتکل نقطه به نقطه (Point to Point Protocol: ppp) شکل می گیرد دو حالت متداول استفاده از این پروتکل در شبکه های دسترسی باند پهن عبارتند از: PPP روی اترنت (PPPoE) و PPP روی ATM(PPPoA) که ترکیبی از آن ها موسوم به PPPoEoA نیز به کار گرفته شده است. PPP علاوه بر این که از انعطاف و سهولت در استفاده برخوردار است سطحی از ایمنی را برای استفاده کننده فراهم می کند.

نویسنده:فریما سادات میری