Δίκτυα δεδομένων και τεχνολογία δικτύωσης. Οι απλούστεροι τρόποι μεταφοράς δεδομένων

Η τρέχουσα ώρα αντιμετωπίζει ταχεία ανάπτυξη στον τομέα των δικτύων δεδομένων. Τύποι δικτύων αρκετά. Ο ίδιος ο ορισμός ενός δικτύου υπό τη γενικευμένη έννοια είναι ένα σύστημα για την πολυπλεξία της πρόσβασης σε κανάλια και πόρους επικοινωνίας. Σύμφωνα με την ανάρτησή τους, τα δίκτυα χωρίζονται σε:
   - τοπικά δίκτυα (LAN, τοπικό δίκτυο
   - αστικό (MAN, δίκτυο μητροπολιτικών περιοχών)
   - περιφερειακά (WAN, ευρύχωρο δίκτυο)
   - παγκόσμια (InterNet, FidoNet, FreeNet)
   Η κύρια διαφορά του παγκόσμιου δικτύου από το υπόλοιπο είναι ένας απεριόριστος αριθμός συνδρομητών. Η μοναδικότητα κάθε δικτύου καθορίζεται από τη μέθοδο πρόσβασης στο μέσο μεταφοράς δεδομένων. Με την εμφάνιση ινών και συνεστραμμένου ζεύγους, η δικτύωση βασίζεται όλο και περισσότερο στη χρήση οπτικών καλωδίων και καλωδίων. " συνεστραμμένο ζευγάρι"- που αύξησαν την αποτελεσματικότητα των δικτύων σε ένα νέο επίπεδο: η ασφάλεια και η ποιότητα των πληροφοριών αυξήθηκαν σημαντικά, η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων και το εύρος εύρους ζώνης αυξήθηκε.

Ακολουθεί μια σύντομη επισκόπηση των κοινών τεχνολογιών δικτύωσης. Αυτή η κριτική δεν προσποιείται σε θεωρητικές απολαύσεις - το έργο του συγγραφέα είναι διαφορετικό: να προσδιορίσει τις θεμελιώδεις έννοιες που χαρακτηρίζουν την ουσία μιας συγκεκριμένης τεχνολογίας.

Πίνακας 1

τεχνολογία	ποσοστό μεταφοράς	τοπολογία	βασικές συσκευές	μέθοδο πρόσβασης στο δίκτυο
	Ευρώπη ΗΠΑ E1 - 2Mb / s T1 - 1,5Mb / s E2 - 8Mb / s T2 - 6Mb / s E3 - 34Mb / s T3 - 45Mb / s E4 - 140Mb / s T4 - 274Mb / s	σημείο προς σημείο	εξοπλισμό Ε1, Ε2, Ε3, Ε4 ή Τ1, Τ2, Τ3, Τ4	χρονική πολυσχιδής μέθοδο πολυπλεξίας
	STM-1 155 Mbit / s STM-4 622 Mbit / s STM-16 2,5 Gbit / s STM-64 10 Gbit / s	διπλό δακτύλιο σημείο προς σημείο	Διακόπτης SDH
	STS-1, OC-1 52 MB / s STS-3, OC-3 155 MB / s STS-12, OC-12 622 MB / s STS-48, OC-48 2.5 Gb / s	διπλό δακτύλιο σημείο προς σημείο	Εξοπλισμός SONET / SDH	συγχρονική μέθοδος πολυπλεξίας
	10 Ethernet - 10 Mbps Fast Ethernet - 100 Mbps Gigabit Ethernet - 1 Gbps 10 G Ethernet - 10 Gbps 40 G Ethernet - 40 Gbps 100 G Ethernet - 100 Gbps	αστέρι ελαστικών	δρομολογητή	μέθοδος πολλαπλής πρόσβασης
		διπλό δακτύλιο	κόμβο	μέθοδος σήμανσης
		διπλό δακτύλιο	προσαρμογέα δικτύου fddi	μέθοδος σήμανσης
	155 Mbps 622 Mbps 2,5 Gbps	σημείο προς σημείο	Διακόπτης ΑΤΜ	ασύγχρονη μέθοδο πολυπλεξίας
	155 Mbps 622 Mbps 2,5 Gbps	διπλό δακτύλιο	δρομολογητές Cisco 7200 Cisco 7500 Cisco 12000	δυναμική μεταφορά πακέτων IP
οικογένεια xDSL	ADSL - 3,5 Mbps HDSL - 2 Mbps SDSL - 2 Mbps VDSL - 26 Mbit / s SHDSL - 2,32 Mbit / s UADSL - 384 Kbps IDSL - 144 Kbps	σημείο προς το σημείο αστέρι		ψηφιακή επεξεργασία σήματος
	APON - 155 Mbps BPON - 622 Mbps EPON (GEPON) - 1 Gbit / s 10 GEPON - 10 Gbit / s GPON-1 Gbit / s και 2,5 Gbit / s	δακτύλιο, δέντρο με σημείο προς σημείο	οπτικό διαχωριστή	Μέθοδος πολυπλεξίας WDM και μέθοδος πολλαπλής πρόσβασης διαίρεσης χρόνου

Σχολιάστε τα παραπάνω στον Πίνακα 1.

Η τεχνολογία PDH είναι μία από τις πρώτες τεχνολογίες που παρέχουν ψηφιακή μετάδοση δεδομένων στο πρωτεύον δίκτυο με χρήση διαμόρφωσης παλμικού κώδικα (PCM), δηλ. Με τη βοήθεια ειδικού εξοπλισμού μεταγωγής, το αναλογικό τηλεφωνικό σήμα μετατρέπεται σε ψηφιακή ροή πληροφοριών
   - Η τεχνολογία SDH είναι μια περαιτέρω εξέλιξη της τεχνολογίας PDH και, αντίθετα με την τελευταία, παρέχει αξιόπιστο έλεγχο και αυτοδιάγνωση του πρωτεύοντος δικτύου με εξαιρετικά σταθερό συγχρονισμό δεδομένων.
   - Η τεχνολογία SONET είναι μια αμερικανική έκδοση της τεχνολογίας SDH
   - Η τεχνολογία Ethernet χρησιμοποιείται με επιτυχία στην κατασκευή τοπικών δικτύων υπολογιστών. Αυτή είναι η πρώτη τεχνολογία που άρχισε να χρησιμοποιεί οπτικό καλώδιο και συνεστραμμένο ζευγάρι ως μέσο μετάδοσης - που οδήγησε σε μια απίστευτη αύξηση της ταχύτητας των δικτύων Ethernet. Οι ρυθμοί δεδομένων έχουν φθάσει τα 10 Gbit / s. Τα 40 πρωτόκολλα Gigabit Ethernet και 100 Gigabit Ethernet πλησιάζουν ταχύτητες 40 Gbps και 100 Gbps!
   - Η τεχνολογία ATM είναι μια σχετικά νέα ανάπτυξη δικτύου που βασίζεται στην έννοια της μεταφοράς τόσο δεδομένων όσο και φωνής και βίντεο με υψηλή ταχύτητα
   - Η τεχνολογία FDDI είναι μια προηγμένη ανάπτυξη του Token Ring. Κυρίως, αυτές οι κατασκευές είναι ίδιες, η διαφορά στις ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων και στον αλγόριθμο κωδικοποίησης
   - Η τεχνολογία DPT είναι η τελευταία ανάπτυξη δικτύου που ισχυρίζεται ότι αποτελεί διεθνές πρότυπο. Η βασική ιδέα των δικτύων DPT είναι η αποδοτική λήψη και μετάδοση της κίνησης IP.
   - Η τεχνολογία xDSL, με τη χρήση υφιστάμενων τηλεφωνικών γραμμών, έχει πάρει τη θέση της στο πεδίο της διαδραστικής πρόσβασης σε συνδρομητές, όπου το τηλέφωνο και το Internet, το φαξ και το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο συνυπάρχουν με επιτυχία
   - Η τεχνολογία PON είναι μια ταχέως αναπτυσσόμενη τεχνολογία που επέτρεψε την επίλυση του προβλήματος της σύνδεσης ενός μεμονωμένου χρήστη με έναν πάροχο υπηρεσιών σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα.

Περισσότερα για κάθε τεχνολόγο.

Η τεχνολογία PDH (Plesiochronous Digital Ierarchy) είναι μια ψηφιακή τεχνολογία πρωτογενούς (αναφοράς) δικτύου που χρησιμοποιεί την αρχή της ψηφιακής επεξεργασίας ενός αναλογικού τηλεφωνικού σήματος (PCM) και της μεθόδου πολυπλεξίας χρόνου (TDM). Η ουσία αυτής της μεθόδου πολυπλεξίας χρονικής διαίρεσης είναι η ακόλουθη: με τη χρήση ενός διακόπτη, τα κανάλια συνδρομητών εισόδου συνδέονται διαδοχικά με ένα κοινό κανάλι επικοινωνίας για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, το λεγόμενο χρονικό διάστημα και στην πλευρά λήψης του κοινού διαύλου, ο διακόπτης αποπλέκει την ροή σε ξεχωριστά δείγματα και τα διανέμει αντίστοιχα κανάλια συνδρομητών. Η αρχιτεκτονική PDH έχει αρκετές ιεραρχίες ταχύτητας και, κατά συνέπεια, αρκετά κανάλια ροής ψηφιακών πληροφοριών. Το πρώτο επίπεδο, η βάση για το πρωτεύον δίκτυο, ονομάζεται E1 και είναι ίσο με 2.048 Mbit / s σύμφωνα με το ευρωπαϊκό πρότυπο ή T1 = 1.544 Mbit / s σύμφωνα με το αμερικανικό πρότυπο. Το επίπεδο αυτό διαμορφώνεται από 30 ταχύτητες συνδρομητών (64 Kbps το καθένα) συν δύο ταχύτητες υπηρεσίας (32 x 64 Kbps) ή από 24 συνδρομητές με αμερικανικά πρότυπα συν 8 Kbps υπηρεσίας (24 x 64 Kbps + 8 Kbps) Επιπλέον, με τη βοήθεια των ρευμάτων βάσης E1 και T1, οργανώνονται άλλα κανάλια με υψηλότερο επίπεδο στην ιεραρχία των ταχυτήτων - E2 / T2, E3 / T3, E4 / T4. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ο μηχανισμός συγχρονισμού αυτών των ψηφιακών ρευμάτων λειτουργεί σε plesiochronous επίπεδο, δηλ. σχεδόν σύγχρονη. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι τα μετατρεπόμενα ψηφιακά ρεύματα διαφέρουν σε ταχύτητα το ένα από το άλλο από μικρές τιμές. Και προκειμένου τα δίκτυα PDH να λειτουργούν με αποδεκτή αξιοπιστία, απαιτείται πρόσθετη επιλογή ρυθμού ισοστάθμισης με την προσθήκη ειδικών bits επιπέδωσης. Ωστόσο, αυτή η ψηφιακή πλατφόρμα, λόγω της οργάνωσής της, δεν αυξάνει σημαντικά τις ταχύτητες μετάδοσης και δεν παρέχει επαρκή έλεγχο και διαχείριση των δεδομένων πρωτεύοντος δικτύου. Έχει αναδυθεί μια πιο προηγμένη τεχνολογία SDH, η οποία, χρησιμοποιώντας ψηφιακές ροές πληροφοριών PDH, μπορεί να οργανώσει μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας και αποτελεσματικής.

Η τεχνολογία SDH (Σύγχρονη Ψηφιακή Ιεραρχία) είναι μια τεχνολογία ψηφιακών πρωτογενών και μεταφορικών δικτύων. Πρόκειται για μια προηγμένη έκδοση της τεχνολογίας PDH. Η κύρια δομή πληροφοριών στα δίκτυα SDH είναι μια σύγχρονη μονάδα μεταφοράς με ένα κατάλληλο επίπεδο ιεραρχίας, που ονομάζεται STM-n. Το επίπεδο STM-1 είναι βασικό και είναι ίσο με 155 Mbps. Τα δίκτυα SDH είναι μια κατηγορία δικτύων με κυκλώματα που χρησιμοποιούν τη σύγχρονη μέθοδο πολυπλεξίας με διαίρεση χρόνου (TDM). Η ιδέα της SDH σάς επιτρέπει να δημιουργείτε αξιόπιστα δίκτυα μεταφοράς που χρησιμοποιούν δεδομένα ροής PDH ως δεδομένα εισόδου. Όλες οι πληροφορίες στο σύστημα PDH / SDH μεταδίδονται από τα δοχεία Cn και τα εικονικά δοχεία VC-n. Δοχείο τύπου Cn - δομή μεταφοράς εισόδου στο πρωτεύον δίκτυο SDH: έτσι, το ρεύμα Ε1 συσκευάζεται στο δοχείο C-12, το ρεύμα Ε3 συσκευάζεται στο δοχείο C-3 και η μονάδα STM-1 είναι συσκευασμένη στο δοχείο C-4. Περαιτέρω, πριν από την πολυπλεξία και την εναλλαγή, οι πληροφορίες διαδρομής για τη διαδρομή είναι ενσωματωμένες στο δοχείο C-n - τώρα ένα τέτοιο δοχείο ονομάζεται εικονικό δοχείο VC-n. Καλείται επίσης η μονάδα πολυπλεξίας στην τεχνολογία με σύγχρονη ψηφιακή ιεραρχία. Στα δίκτυα SDH, λειτουργεί ένας πολύ σταθερός μηχανισμός ρολογιού - συγχρονισμός δικτύου ρολογιού (TTC). Η πλέον προτιμώμενη τοπολογία είναι ένας διπλός δακτύλιος - η κυκλοφορία πληροφοριών μεταδίδεται μέσω του πρώτου δακτυλίου, ο δεύτερος είναι δεδομένα συγχρονισμού και αυτός ο δακτύλιος ενεργοποιείται για να περάσει η κύρια ροή μόνο σε περίπτωση βλαβών και καταστάσεων έκτακτης ανάγκης.

Η τεχνολογία SONET είναι μια τεχνολογία ψηφιακού πρωτογενούς δικτύου, αναλογική της τεχνολογίας SDH. Συγχρονισμένες μονάδες μεταφοράς στο σχέδιο SONET αναφέρονται ως STS-n (ηλεκτρικά σήματα) και OC-n (υπέρυθρη ακτινοβολία λέιζερ). Το πρώτο στρώμα, η βάση για το πρωτεύον δίκτυο, STS-1 / OC-1 είναι ίσο με 52 Mbps. Το τρίτο επίπεδο του STS-3 / OC-3 αντιστοιχεί στο πρώτο επίπεδο του STM-1 στην αρχιτεκτονική SDH. Όπως συμβαίνει με τα δίκτυα SDH, η SONET χρησιμοποιεί τη μέθοδο προσωρινής σύγχρονης πολυπλεξίας (TDM). Έτσι, όταν οι άνθρωποι μιλάνε για δίκτυα με σύγχρονη ψηφιακή ιεραρχία, συνεπάγονται μια τεχνολογία με τη συντομογραφία SONET / SDH.

Σχετικά με το Ethernet. Αυτή η τεχνολογία παραμένει το πιο κοινό πρωτόκολλο δικτύου, το οποίο χρησιμοποιεί τη μέθοδο πολλαπλής πρόσβασης με αναγνώριση φορέα και ανίχνευση σύγκρουσης (CSMA / CD). Με απλά λόγια, μια τέτοια μέθοδος πολλαπλής προσπέλασης δεν επιτρέπει τη δημιουργία σύγκρουσης, δηλ. κατάσταση ταυτόχρονης μετάδοσης δεδομένων μέσω κοινού καναλιού μεταξύ συνδρομητών. Η μονάδα πληροφοριών είναι ένα πλαίσιο. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την τεχνολογία Ethernet, ανατρέξτε στην ενότητα "Χρήσιμες πληροφορίες" της ιστοσελίδας μας με τίτλο "Πρότυπο ISO / OSI και IEEE 802.3 Standard on Ethernet"

Η τεχνολογία ΑΤΜ παρέχει μια ασύγχρονη μέθοδο μετάδοσης πληροφοριών από κελιά σταθερού μεγέθους 53 bytes αποτελούμενα από 48 bytes δεδομένων και 5 bytes της επικεφαλίδας. Μέσω ενός διακόπτη ΑΤΜ, τα κύτταρα πολλαπλασιάζονται κατά την άφιξή τους. Αυτή η συμπίεση δεδομένων ονομάζεται μέθοδος ασύγχρονης πολυπλεξίας. Τα δίκτυα ΑΤΜ εστιάζονται σε μια εικονική σύνδεση δύο τύπων διεπαφών - ενός εικονικού καναλιού (VC) και μιας εικονικής διαδρομής (VI). Ένα εικονικό κανάλι δημιουργεί μια σύνδεση μεταξύ δύο τελικών κόμβων (συνδρομητών) για τη διάρκεια της αλληλεπίδρασής τους. Μια εικονική διαδρομή αποτελείται από πολλά εικονικά κυκλώματα και σχηματίζει μια διαδρομή μεταξύ των διακοπτών. Ο συγχρονισμός δικτύου ATM παρέχεται από το συγχρονισμό δικτύου ρολογιού (TTC). Το σταθερό πρότυπο κυψέλης παρέχει έναν εγγυημένο σταθερό χρόνο επεξεργασίας - το οποίο αποτελεί αναμφισβήτητο πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας. Η ιδέα του ATM χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία σε δίκτυα όπου το κύριο κριτήριο είναι η υψηλής ποιότητας μετάδοση υψηλής ταχύτητας της ετερογενούς κίνησης (ψηφιακά, φωνητικά και πολυμέσα).

Οι τεχνολογίες FDDI και Token Ring χρησιμοποιούν μια μέθοδο μεταφοράς δεδομένων καθοριστικής σημασίας και, με απλό τρόπο, αυτή η μέθοδος αναφέρεται ως ρελέ επειδή το δικαίωμα μεταφοράς ενεργοποιείται από το ρελέ από το συνδρομητή στον συνδρομητή. Αυτή η μέθοδος αναγκαστικά αναλαμβάνει την τοπολογία του δακτυλίου της θέσης των συνδρομητών και κατασκευάζονται δύο δακτύλιοι: ένας δακτύλιος είναι ένα αντίγραφο ασφαλείας σε περίπτωση καταστάσεων έκτακτης ανάγκης ή αποτυχιών. Η ουσία της μεθόδου είναι η ακόλουθη. Ένα διακριτικό, ένα ειδικό πακέτο ελέγχου, περιστρέφεται συνεχώς γύρω από το δαχτυλίδι. Από εδώ ένα ακόμα όνομα μιας μεθόδου - συμβόλαιο! Έτσι, εάν ο δείκτης είναι ελεύθερος - δίνει στον συνδρομητή το δικαίωμα μεταφοράς. Ένας συνδρομητής που έχει λάβει έναν ελεύθερο δείκτη καθιστά τον δείκτη απασχολημένο, αποδίδει το πακέτο πληροφοριών του σε αυτό και ξεκινά ένα τέτοιο πακέτο σε έναν κύκλο. Οι υπόλοιποι συνδρομητές του δακτυλίου αναλύουν αυτό το πακέτο για τον παραλήπτη. Αν ο συνδρομητής δεν απευθυνθεί στο δέμα, το ξεκινά σε έναν κύκλο. Εάν ο συνδρομητής βρει τη διεύθυνση του στο δέμα, αποδέχεται τις πληροφορίες, επισημαίνει την ετικέτα ως αποδεκτή και στέλνει το δέμα γύρω από το δαχτυλίδι ξανά. Ο συνδρομητής που μεταδίδει, ο οποίος έλαβε πίσω το δέμα του με ένα σήμα εισόδου, διαγράφει το πακέτο πληροφοριών του, σηματοδοτεί το διακριτικό (διακριτικό) ως ελεύθερο και στέλνει ένα καθαρό σήμα επιπλέον κατά μήκος του δακτυλίου. Τα πάντα επαναλαμβάνονται ξανά.

Η τεχνολογία DPT, που αναπτύχθηκε από την Cisco Systems, βρίσκεται στο στάδιο της υιοθέτησής της ως διεθνούς προτύπου για την κατασκευή μιας νέας γενιάς αστικών δικτύων που απευθύνονται σε παρόχους υπηρεσιών για τη μετάδοση της κίνησης IP. Το DPT είναι μια τεχνολογία για τη δυναμική μετάδοση πακέτων IP. Ο δυναμισμός αυτής της εξέλιξης είναι να παράσχει το πακέτο δεδομένων που έστειλε τη συντομότερη διαδρομή προς τον συνδρομητή (κόμβο). Η ιδεολογία της νέας τεχνολογίας είναι η εξειδικευμένη χρήση προσεγγίσεων για την κατασκευή υφιστάμενων δικτύων, όπως: SONET / SDH, Token Ring, FDDI. Αυτό αναφέρεται στην οργάνωση της τοπολογίας ενός διπλού δακτυλίου. Αυτή είναι μια πολύ αποτελεσματική κίνηση από τη Cisco! Στην τοπολογία "διπλού δακτυλίου" των τεχνολογιών SONET / SDH, Token Ring, FDDI, ο δεύτερος κορμός δακτυλίου χρησιμοποιείται ως αντίγραφο ασφαλείας για αστοχίες, ασυνέχειες κλπ. Στο DPT, δύο δαχτυλίδια λειτουργούν σε ενεργό τρόπο, με τα πακέτα IP να περιστρέφονται προς αντίθετες κατευθύνσεις: σε ένα δακτύλιο - δεξιόστροφα, στην άλλη - αριστερόστροφα. Μια τέτοια οργάνωση ροών πληροφοριών επιτρέπει στο ειδικό πρωτόκολλο SRP να επιλέξει την πιο σχετική διαδρομή προς τον κόμβο λήψης. Η τεχνολογία DPT είναι επίσης ενδιαφέρουσα επειδή μπορεί να κατασκευαστεί σε αρκετά κινητά μέσα σε ήδη εγκατεστημένα δίκτυα SONET / SDH και Gigabit Ethernet. Λοιπόν, από την άποψη της χωρητικότητας του δικτύου, πολλές άλλες συσκευές μπορούν να συμπεριληφθούν στην DPT σε σύγκριση με, ας πούμε, την ίδια SONET / SDH.

Η οικογένεια τεχνολογίας xDSL χρησιμοποιεί τις υπάρχουσες γραμμές συνδρομητών του δημόσιου τηλεφωνικού δικτύου. Για να είναι αυτό το δίκτυο αυτόνομο, με όλα τα χαρακτηριστικά μιας τεχνολογίας δικτύου, αυτό είναι κυρίως: η αποτελεσματική πρόσβαση στο Διαδίκτυο, η διαδραστική επικοινωνία με τους συνδρομητές, η λύση xDSL επιλύει τρεις βασικές λειτουργίες: ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων αυξήθηκε σημαντικά, εύρος ζώνης γραμμές, έθεσε πολύ το επίπεδο της ποιότητας της επικοινωνίας! Η πρώτη εργασία γίνεται μέσω της χρήσης μόντεμ xDSL, η δεύτερη μέσω της χρήσης μιας μοναδικής κωδικοποίησης πληροφοριών, η τρίτη μέσω της εισαγωγής μιας μεθόδου επεξεργασίας ψηφιακού σήματος. Έτσι, η οικογένεια xDSL καταλαμβάνει επαρκώς την θέση της ανάμεσα στις πιο απαιτητικές τεχνολογίες δικτύων.

Η τεχνολογία PON χρησιμοποιεί δύο μεθόδους πολυπλεξίας για την κατασκευή ενός οπτικού δικτύου: πολυπλεξία WDM / demultiplexing και πολλαπλή πρόσβαση διαίρεσης χρόνου (TDMA). Η πολυπλεξία WDM είναι η συμπίεση φάσματος κύματος μιας ροής λέιζερ υπέρυθρων κυμάτων σε μία μόνο ίνα. Η μέθοδος πολλαπλής (συλλογικής) πρόσβασης με χρονική διαίρεση χρησιμοποιεί έναν ειδικό μηχανισμό διαιτησίας, ο οποίος αποκλείει περιπτώσεις σύγκρουσης ροών πληροφοριών σε ένα κοινό κανάλι μετάδοσης δεδομένων. Κατά κανόνα, τα δίκτυα PON λειτουργούν στη διασύνδεση με μορφές Ethernet, παρέχοντας στην τελευταία διαδρομή του συνδρομητή μια αποδοτική διανομή υπηρεσιών χρηστών σύμφωνα με την αρχή της οπτικής προς το σπίτι (FTTH). Η αρχιτεκτονική PON είναι αρκετά ασήμαντη. Υπάρχει ένα ενεργό κεντρική μονάδα OLT (τερματικό οπτικής γραμμής) με την υπομονάδα πομποδέκτη λέιζερ (πομποδέκτης) και ένα πλήθος ενεργών μονάδων απομακρυσμένων συνδρομητών ONT (τερματικό οπτικό δίκτυο, ITU-Τ), ή ONU (οπτική μονάδα δικτύου, ΙΕΕΕ) με υπομονάδα πομποδέκτη λέιζερ (πομποδέκτης ). Μεταξύ αυτών των συσκευών υπάρχει ένα εντελώς παθητικό οπτικό μέσο που δεν απαιτεί ηλεκτρική ενέργεια και συντήρηση και αποτελείται από οπτικά καλώδια και οπτικούς διαχωριστές. Μια εξωτερική πηγή πληροφοριών για την OLT είναι ένας πάροχος Διαδικτύου και μια καλωδιακή τηλεόραση. Οι πολυπλέκτες WDM και ο εξοπλισμός TDMA είναι ενσωματωμένοι στους κεντρικούς κόμβους και τους κόμβους συνδρομητών. Οι μεταγενέστερες ροές μεταδίδονται από τον πυρήνα OLT, που αποτελείται από σήματα που συσκευάζονται σε WDM στα 1490 nm και 1550 nm με ειδική διεύθυνση ONT. Αυτές οι ροές έρχονται σε κάθε συσκευή συνδρομητή, όπου οι πληροφορίες φιλτράρονται για μια διεύθυνση ONT με πρόσβαση σε συγκεκριμένο χρήστη. Η αντίστροφη (προς τα άνω) ροή από όλες τις συσκευές συνδρομητών μεταδίδεται σε μήκος κύματος 1310 nm. Σε αυτή τη ροή χρησιμοποιείται η μέθοδος πολλαπλής προσπέλασης διαίρεσης χρόνου για να αποκλείεται η δυνατότητα διασταύρωσης σημάτων από διαφορετικούς χρήστες. Όλα τα ONT συγχρονίζονται από μια κοινή πηγή χρονισμού και ένα συγκεκριμένο χρονικό πεδίο αντιστοιχεί σε κάθε ONT. Ο κόμβος ONT πρέπει να στοιβάζεται στα δεδομένα του buffer που λαμβάνει από τον χρήστη μέχρι να φτάσει ο προσωρινός τομέας του. Όταν έρθει ο τομέας του χρόνου, το ONT στέλνει όλες τις πληροφορίες που συσσωρεύονται στο buffer στο ανάντη, το οποίο λαμβάνεται από τον κεντρικό κόμβο OLT, όπου αυτό το ρεύμα αποπλένεται για περαιτέρω πρόσβαση στον ISP. Η αλληλεπιδραστική ροή στα κύματα 1490 / 1310nm μέσω μετατροπέα μέσων και μόντεμ σε συνεστραμμένο ζεύγος συνδέεται στον υπολογιστή, τηλέφωνο IP. Η έξοδος ροής στα 1550nm εξασφαλίζει τη λειτουργία καλωδιακή τηλεόραση. Η απόσταση μεταξύ κόμβων OLT και ONT μπορεί να φτάσει τα 20 χιλιόμετρα. Ο αριθμός των ONT που μπορούν να ενσωματωθούν σε ένα δίκτυο OLT είναι το πολύ 64 κόμβοι.

Σε αυτό το άρθρο αφιερώσαμε τυπικές τεχνολογίες για τη δημιουργία δικτύων δεδομένων. Ελπίζουμε να κατανοήσουμε τον αναγνώστη μας στο πλαίσιο ότι οι πιο σημαντικές και πιο περιζήτητες έννοιες έχουν εξεταστεί από τις πολλές εξελίξεις του δικτύου.
Σας ευχαριστώ για την κατανόησή σας! Ο συγγραφέας.

Μεταφορά δεδομένων δικτύου

http://www.do.rksi.ru/library/courses/kts/tema3_3.dbk

Βασικός όρος: πακέτο.

Πακέτο- μια μονάδα πληροφοριών που μεταδίδεται μέσω ενός δικτύου υπολογιστών.

Δευτερεύοντες όροι

Η κεφαλίδα είναι το μέρος του πακέτου που περιέχει τις ακόλουθες πληροφορίες

διεύθυνση προέλευσης.
διεύθυνση προορισμού

Τα δεδομένα είναι το μέρος του πακέτου που περιέχει τα πραγματικά μεταδιδόμενα δεδομένα.

Ένα ρυμουλκούμενο (ή ρυμουλκούμενο) αποτελεί μέρος μιας συσκευασίας που περιέχει πληροφορίες για τον έλεγχο σφαλμάτων κατά τη λήψη ενός πακέτου.

Πακέτα προορισμών

Τα δεδομένα συνήθως περιέχονται σε μεγάλα αρχεία. Ωστόσο, τα δίκτυα δεν θα λειτουργούν κανονικά εάν ο υπολογιστής αποστέλλει ολόκληρο το μπλοκ δεδομένων. Υπάρχουν δύο λόγοι για την επιβράδυνση του δικτύου κατά τη μετάδοση μεγάλων όγκων δεδομένων μέσω καλωδίου.

Πρώτον, ένα τέτοιο μπλοκ, που αποστέλλεται από έναν μόνο υπολογιστή, γεμίζει το καλώδιο και "δεσμεύει" το έργο ολόκληρου του δικτύου, δηλ. παρεμποδίζει την αλληλεπίδραση άλλων στοιχείων του δικτύου.

Δεύτερον, η εμφάνιση σφαλμάτων στη μεταφορά μεγάλων μπλοκ οδηγεί σε αναμετάδοση ολόκληρου του μπλοκ. Και αν ένα μικρό μπλοκ δεδομένων είναι κατεστραμμένο, τότε είναι απαραίτητο να επαναμεταδώσετε μόνο αυτό το μικρό μπλοκ, το οποίο εξοικονομεί χρόνο.

Για να μπορείτε γρήγορα και εύκολα, χωρίς να χάνετε χρόνο στην αναμονή, να μεταφέρετε δεδομένα στο δίκτυο, είναι απαραίτητο να τα χωρίσετε σε μικρά ελεγχόμενα μπλοκ. Αυτά τα μπλοκ ονομάζονται πακέτα ή πλαίσια. Αν και οι όροι "πακέτο" και "καρέ" είναι συνώνυμοι, δεν είναι τελικά συνώνυμα. Υπάρχουν διαφορές μεταξύ αυτών των όρων σε ορισμένους τύπους δικτύων υπολογιστών.

Ένα πακέτο είναι η βασική μονάδα πληροφοριών σε δίκτυα υπολογιστών.Όταν τα δεδομένα χωρίζονται σε πακέτα, ο ρυθμός μετάδοσης τους αυξάνεται τόσο πολύ ώστε κάθε υπολογιστής του δικτύου να μπορεί να λαμβάνει και να μεταδίδει δεδομένα σχεδόν ταυτόχρονα με άλλους υπολογιστές. Στον υπολογιστή προορισμού (υπολογιστή παραλήπτη), τα πακέτα συσσωρεύονται και διατάσσονται με τη σωστή σειρά για την επαναφορά των αρχικών δεδομένων.

Κατά το διαχωρισμό δεδομένων σε πακέτα, το λειτουργικό σύστημα δικτύου προσθέτει συγκεκριμένες πληροφορίες ελέγχου σε κάθε πακέτο. Παρέχει:

μεταφορά δεδομένων προέλευσης σε μικρά μπλοκ.

συλλογή δεδομένων με τη σωστή σειρά (όταν παραλαμβάνονται) ·

Έλεγχος δεδομένων για σφάλματα (μετά τη συναρμολόγηση).

Δομή συσκευασίας

Τα πακέτα μπορούν να περιέχουν διάφορους τύπους δεδομένων:

πληροφορίες (όπως μηνύματα ή αρχεία).

ορισμένους τύπους δεδομένων και εντολές ελέγχου υπολογιστή (για παράδειγμα, αιτήσεις για υπηρεσίες).

κωδικούς ελέγχου σύνδεσης (για παράδειγμα, αίτημα αναμετάδοσης για τη διόρθωση σφάλματος).

Κύρια στοιχεία

Ορισμένα εξαρτήματα απαιτούνται για όλους τους τύπους συσκευασιών:

διεύθυνση προέλευσης που αναγνωρίζει τον υπολογιστή αποστολής.

διαβιβαζόμενα δεδομένα ·

διεύθυνση προορισμού που προσδιορίζει τον υπολογιστή παραλήπτη.

οδηγίες για τα στοιχεία του δικτύου στη μελλοντική διαδρομή των δεδομένων.

πληροφορίες στον υπολογιστή παραλήπτη για το πώς να συνδυάσει το μεταδιδόμενο πακέτο με το υπόλοιπο για να αποκτήσει τα δεδομένα στην αρχική του μορφή.

σφάλμα ελέγχου των πληροφοριών για να εξασφαλιστεί η ορθότητα της μεταφοράς.

Τα στοιχεία συσκευασίας ομαδοποιούνται σε τρία τμήματα: κεφαλίδα, δεδομένα και τρέιλερ.

Σχήμα 3.3.3. Συστατικά συσκευασίας

Τίτλος

Η επικεφαλίδα περιλαμβάνει:

το σήμα "μιλώντας" ότι το πακέτο μεταδίδεται.

διεύθυνση προέλευσης.

διεύθυνση προορισμού

μεταφορά πληροφοριών συγχρονισμού.

Δεδομένα

Αυτό το τμήμα του πακέτου είναι τα πραγματικά μεταδιδόμενα δεδομένα. Ανάλογα με τον τύπο του δικτύου, το μέγεθός του μπορεί να διαφέρει. Αλλά για τα περισσότερα δίκτυα, κυμαίνεται από 512 byte (0,5 KB) έως 4 KB.

Δεδομένου ότι συνήθως το μέγεθος των δεδομένων προέλευσης είναι πολύ μεγαλύτερο από 4 Kb, για να τοποθετηθούν σε ένα πακέτο, είναι απαραίτητο να τα σπάσουμε σε μικρότερα τετράγωνα. Όταν μεταφέρετε ένα μεγάλο αρχείο, μπορεί να απαιτούνται πολλά πακέτα.

Τρέιλερ

Το περιεχόμενο του τρέιλερ εξαρτάται από τη μέθοδο επικοινωνίας ή το πρωτόκολλο. Ωστόσο, συχνά το τρέιλερ περιέχει πληροφορίες για έλεγχο σφαλμάτων, που ονομάζεται Cyclic Redundancy Check (CRC). Το CRC είναι ένας αριθμός που αποκτάται ως αποτέλεσμα μαθηματικών μετασχηματισμών επάνω από το πακέτο και των πληροφοριών πηγής. Όταν το πακέτο φτάσει στον προορισμό του, αυτές οι μετατροπές επαναλαμβάνονται. Εάν το αποτέλεσμα αντιστοιχεί στο CRC, το πακέτο λήφθηκε χωρίς σφάλματα. Διαφορετικά, τα δεδομένα έχουν αλλάξει κατά τη διάρκεια της μετάδοσης, επομένως είναι απαραίτητο να επαναληφθεί η μετάδοση του πακέτου.

Σχήμα 3.3.4. Συσκευασμένο πακέτο

Η μορφή και το μέγεθος του πακέτου εξαρτάται από τον τύπο του δικτύου. Το μέγιστο μέγεθος πακέτου καθορίζει, με τη σειρά του, τον αριθμό των πακέτων που θα δημιουργηθούν από το λειτουργικό σύστημα δικτύου για τη μεταφορά ενός μεγάλου τμήματος δεδομένων.

Συσκευασία συσκευασίας

Η διαδικασία σχηματισμού συσκευασίας αρχίζει στο στρώμα εφαρμογής OSI, δηλ. όπου τα δεδομένα "γεννιούνται". Οι πληροφορίες που πρέπει να σταλούν μέσω του δικτύου πηγαίνουν από επάνω προς τα κάτω σε όλα τα επτά επίπεδα, ξεκινώντας από το Applied.

Σε κάθε επίπεδο του υπολογιστή αποστολής, οι πληροφορίες που προορίζονται για το αντίστοιχο επίπεδο του υπολογιστή λήψης προστίθενται στο μπλοκ δεδομένων. Για παράδειγμα, οι πληροφορίες που προστίθενται στο επίπεδο σύνδεσης του υπολογιστή αποστολής θα διαβαστούν από το επίπεδο σύνδεσης του υπολογιστή λήψης.

Σχήμα 3.3.5. Συσκευασία συσκευασίας

Το στρώμα μεταφοράς σπάει το μπλοκ δεδομένων πηγής σε πακέτα. Η δομή του πακέτου καθορίζεται από ένα πρωτόκολλο που χρησιμοποιούν δύο υπολογιστές - ο παραλήπτης και ο αποστολέας. Στο επίπεδο μεταφοράς, επιπλέον, προστίθενται πληροφορίες στο πακέτο που θα βοηθήσουν τον υπολογιστή παραλήπτη να ανακτήσει τα αρχικά δεδομένα από την ακολουθία των πακέτων. Όταν, αφού ολοκληρώσει την πορεία του προς το καλώδιο, το πακέτο περνάει το φυσικό στρώμα, περιέχει τις πληροφορίες όλων των έξι άλλων επιπέδων.

Διεύθυνση πακέτων

Τα περισσότερα από τα πακέτα στο δίκτυο απευθύνονται σε έναν συγκεκριμένο υπολογιστή και ως εκ τούτου, μόνο ένας απαντά σε αυτά. Κάθε κάρτα προσαρμογέα δικτύου "βλέπει" όλα τα πακέτα που μεταδίδονται μέσω ενός τμήματος καλωδίου, αλλά μόνο εάν η διεύθυνση πακέτου ταιριάζει με τη διεύθυνση του υπολογιστή, διακόπτει τη λειτουργία της. Η μετάδοση χρησιμοποιείται επίσης. Ένα πακέτο με αυτόν τον τύπο διεύθυνσης ανταποκρίνεται ταυτόχρονα σε πολλούς υπολογιστές του δικτύου.

Σε δίκτυα μεγάλης κλίμακας που καλύπτουν τεράστιες περιοχές (ή κράτη), προτείνονται διάφορες πιθανές οδοί μετάδοσης δεδομένων. Τα στοιχεία μεταγωγής και διασύνδεσης δικτύου χρησιμοποιούν τις πληροφορίες διευθύνσεων πακέτων για να καθορίσουν την καλύτερη διαδρομή.

Τα στοιχεία δικτύου χρησιμοποιούν τις πληροφορίες διεύθυνσης των πακέτων για άλλους σκοπούς: για τη δρομολόγηση πακέτων στον προορισμό τους και για να μην τους επιτρέπουν σε περιοχές του δικτύου στις οποίες δεν ανήκουν. Δύο λειτουργίες παίζουν βασικό ρόλο στη σωστή διανομή των πακέτων.

προώθηση του πακέτου

Ένας υπολογιστής μπορεί να στείλει ένα πακέτο στο επόμενο κατάλληλο στοιχείο δικτύου με βάση τη διεύθυνση από την κεφαλίδα πακέτου.

φιλτράρισμα πακέτων

Ένας υπολογιστής μπορεί να επιλέξει συγκεκριμένα πακέτα με βάση συγκεκριμένα κριτήρια, όπως διευθύνσεις.

Συμπεράσματα σχετικά με το θέμα

Ένα πακέτο είναι μια μονάδα πληροφοριών που μεταδίδεται μέσω ενός δικτύου υπολογιστών.

Κατά το διαχωρισμό δεδομένων σε πακέτα, το λειτουργικό σύστημα δικτύου προσθέτει συγκεκριμένες πληροφορίες ελέγχου σε κάθε πακέτο.

Τα στοιχεία συσκευασίας ομαδοποιούνται σε τρία τμήματα: κεφαλίδα, δεδομένα και τρέιλερ.

Η μορφή και το μέγεθος του πακέτου εξαρτάται από τον τύπο του δικτύου.

Η διαδικασία σχηματισμού της συσκευασίας ξεκινά από το στρώμα εφαρμογής OSI.

Οι πληροφορίες που πρέπει να σταλούν μέσω του δικτύου πηγαίνουν από επάνω προς τα κάτω σε όλα τα επτά επίπεδα, ξεκινώντας από το Applied.

Σε κάθε επίπεδο του υπολογιστή αποστολής, οι πληροφορίες που προορίζονται για το αντίστοιχο επίπεδο του υπολογιστή λήψης προστίθενται στο μπλοκ δεδομένων.

Τα περισσότερα από τα πακέτα στο δίκτυο απευθύνονται σε έναν συγκεκριμένο υπολογιστή και ως εκ τούτου, μόνο ένας απαντά σε αυτά.

Η μετάδοση χρησιμοποιείται επίσης. Ένα πακέτο με αυτόν τον τύπο διεύθυνσης ανταποκρίνεται ταυτόχρονα σε πολλούς υπολογιστές του δικτύου.

Ερωτήσεις για αυτοέλεγχο

Εξηγήστε τον όρο: πακέτο.

Ποια είναι τα δεδομένα που μεταδίδονται μέσω του δικτύου υπολογιστών, χωρισμένα σε πακέτα;

Ποια είναι η λειτουργία των συγκεκριμένων πληροφοριών ελέγχου που προσθέτει το λειτουργικό σύστημα δικτύου σε κάθε πακέτο;

Ποια είναι η δομή του πακέτου;

Τι σημαίνει ο όρος "προώθηση" πακέτων;

Τι σημαίνουν οι όροι "φιλτράρισμα" πακέτων;

Συγκρότημα επέκτασης

Δομή πακέτων IP

Ένα πακέτο IP αποτελείται από μια κεφαλίδα και ένα πεδίο δεδομένων. Η κεφαλίδα, κατά κανόνα, με μήκος 20 bytes, έχει την ακόλουθη δομή (Εικ. 3.3.7).

Το πεδίο Αριθμός έκδοσης, το οποίο είναι 4 bit, υποδεικνύει την έκδοση IP. Η έκδοση 4 (IPv4) χρησιμοποιείται ευρέως και προετοιμάζεται η μετάβαση στην έκδοση 6 (IPv6).

Το πεδίο Μήκος IP Header (IHL) ενός πακέτου IP παίρνει 4 bits και υποδεικνύει το μήκος της κεφαλίδας, που μετράται σε λέξεις 32 bit. Συνήθως, μια κεφαλίδα έχει μήκος 20 bytes (πέντε λέξεις 32 bit), αλλά με αύξηση των γενικών εξόδων, το μήκος αυτό μπορεί να αυξηθεί χρησιμοποιώντας πρόσθετα byte στο πεδίο Επιλογές (IP Options). Η μεγαλύτερη κεφαλίδα είναι 60 οκτάδες.

Το πεδίο Τύπος υπηρεσίας είναι ένα byte και ορίζει την προτεραιότητα του πακέτου και τον τύπο του κριτηρίου επιλογής διαδρομής. Τα πρώτα τρία bits αυτού του πεδίου σχηματίζουν ένα υποπεδίο προτεραιότητας πακέτων (Precedence). Η προτεραιότητα μπορεί να έχει τιμές από το χαμηλότερο - 0 (κανονικό πακέτο) έως το υψηλότερο - 7 (πακέτο πληροφοριών ελέγχου). Οι δρομολογητές και οι υπολογιστές μπορούν να λάβουν υπόψη την προτεραιότητα των πακέτων και να επεξεργαστούν πρώτα πιο σημαντικά πακέτα. Το πεδίο Τύπος υπηρεσίας περιέχει επίσης τρία bits που καθορίζουν τα κριτήρια για την επιλογή μιας διαδρομής. Στην πραγματικότητα, η επιλογή γίνεται ανάμεσα σε τρεις εναλλακτικές λύσεις: χαμηλή λανθάνουσα κατάσταση, υψηλή εμπιστοσύνη και υψηλή απόδοση. Το καθορισμένο bit D (καθυστέρηση) υποδεικνύει ότι η διαδρομή πρέπει να επιλεγεί για να ελαχιστοποιήσει την καθυστέρηση στην παράδοση αυτού του πακέτου, το bit T για να μεγιστοποιήσει τη διακίνηση και το bit R για να μεγιστοποιήσει την αξιοπιστία της παράδοσης. Σε πολλά δίκτυα, η βελτίωση μιας από αυτές τις παραμέτρους συνδέεται με την υποβάθμιση του άλλου, επιπλέον, η επεξεργασία καθεμιάς από αυτές απαιτεί πρόσθετο υπολογιστικό κόστος. Επομένως, είναι σπάνιο όταν έχει νόημα να καθορίζονται ταυτόχρονα τουλάχιστον δύο από αυτά τα τρία κριτήρια για την επιλογή μιας διαδρομής. Τα δεσμευμένα bits έχουν μηδενική τιμή.

Σχήμα 3.3.6. Δομή κεφαλίδας πακέτων IP

Το πεδίο συνολικού μήκους είναι 2 bytes και σημαίνει το συνολικό μήκος του πακέτου, λαμβάνοντας υπόψη την κεφαλίδα και το πεδίο δεδομένων. Το μέγιστο μήκος πακέτων περιορίζεται από το πλάτος πεδίου που ορίζει αυτήν την τιμή και είναι 65.535 byte, αλλά οι περισσότεροι υπολογιστές και δίκτυα φιλοξενίας δεν χρησιμοποιούν τέτοια μεγάλα πακέτα. Κατά τη μετάδοση μέσω δικτύων διαφόρων τύπων, επιλέγεται το μήκος του πακέτου, λαμβάνοντας υπόψη το μέγιστο μήκος ενός πακέτου πρωτοκόλλου πακέτου πρωτοκόλλου χαμηλότερου στρώματος που μεταφέρει πακέτα IP. Αν αυτά είναι πλαίσια Ethernet, τότε επιλέγονται πακέτα με μέγιστο μήκος 1500 bytes που ταιριάζουν στο πεδίο δεδομένων του πλαισίου Ethernet. Το πρότυπο προβλέπει ότι όλοι οι κεντρικοί υπολογιστές πρέπει να είναι έτοιμοι να λαμβάνουν πακέτα μήκους έως 576 byte (είτε αυτά είναι ολόκληρα είτε κομμάτια). Οι κεντρικοί υπολογιστές ενθαρρύνονται να στέλνουν πακέτα μεγαλύτερα από 576 bytes μόνο εάν είναι σίγουροι ότι ο κεντρικός υπολογιστής υποδοχής ή το ενδιάμεσο δίκτυο είναι έτοιμο να εξυπηρετήσει πακέτα αυτού του μεγέθους.

Το πεδίο αναγνώρισης είναι 2 byte και χρησιμοποιείται για την αναγνώριση πακέτων που σχηματίζονται από τον κατακερματισμό του αρχικού πακέτου. Όλα τα θραύσματα πρέπει να έχουν την ίδια τιμή για αυτό το πεδίο.

Το πεδίο Σημαίες καταλαμβάνει 3 μπιτ και περιέχει σημάδια που σχετίζονται με κατακερματισμό. Το καθορισμένο bit DF (Do not Fragment) εμποδίζει τον δρομολογητή να κατακερματίσει αυτό το πακέτο και το ρυθμισμένο bit MF (More Fragments) υποδεικνύει ότι αυτό το πακέτο είναι ένα ενδιάμεσο κομμάτι (όχι το τελευταίο). Το υπόλοιπο κομμάτι είναι δεσμευμένο.

Το πεδίο Offset Fragment καταλαμβάνει 13 μπιτ και ορίζει την μετατόπιση σε bytes του πεδίου δεδομένων αυτού του πακέτου από την αρχή του κοινού πεδίου δεδομένων του αρχικού πακέτου που υποβλήθηκε σε κατακερματισμό. Χρησιμοποιείται κατά τη συναρμολόγηση / αποσυναρμολόγηση θραυσμάτων πακέτων κατά τη μεταφορά τους μεταξύ δικτύων με διαφορετικές τιμές MTU. Η μετατόπιση πρέπει να είναι πολλαπλάσια των 8 byte.

Το πεδίο Χρόνος Ζωής είναι ένα byte και υποδεικνύει το χρονικό όριο κατά το οποίο ένα πακέτο μπορεί να μετακινηθεί γύρω από το δίκτυο. Ο χρόνος ζωής αυτού του πακέτου μετράται σε δευτερόλεπτα και δίνεται από την πηγή μετάδοσης. Σε δρομολογητές και άλλους κόμβους του δικτύου, μετά από κάθε δευτερόλεπτο μια μονάδα αφαιρείται από την τρέχουσα διάρκεια ζωής. η μονάδα αφαιρείται στην περίπτωση που ο χρόνος καθυστέρησης είναι μικρότερος από ένα δευτερόλεπτο. Δεδομένου ότι οι σύγχρονοι δρομολογητές σπάνια επεξεργάζονται ένα πακέτο για περισσότερο από ένα δευτερόλεπτο, η διάρκεια ζωής μπορεί να θεωρηθεί ίση με τον μέγιστο αριθμό κόμβων που επιτρέπεται να περάσουν από αυτό το πακέτο πριν φτάσει στον προορισμό του. Εάν η παράμετρος διάρκειας ζωής καθίσταται μηδέν πριν το πακέτο φτάσει στον δέκτη, το πακέτο αυτό θα καταστραφεί. Ο χρόνος ζωής μπορεί να θεωρηθεί μηχανισμός ρολογιού αυτοκαταστροφής. Η τιμή αυτού του πεδίου αλλάζει κατά την επεξεργασία μιας κεφαλίδας πακέτου IP.

Το αναγνωριστικό πρωτοκόλλου κορυφαίου επιπέδου (πρωτόκολλο) καταλαμβάνει ένα byte και υποδεικνύει σε ποιο πρωτόκολλο πρωτεύοντος ανήκουν οι πληροφορίες που βρίσκονται στο πεδίο πακέτων δεδομένων (για παράδειγμα, μπορεί να είναι τμήματα πρωτοκόλλου TCP, πακέτα UDP, πακέτα ICMP ή OSPF). Οι τιμές ταυτοποίησης για τα διάφορα πρωτόκολλα δίνονται στο έγγραφο RFC των εκχωρηθέντων αριθμών.

Το άθροισμα ελέγχου (Header Checksum) διαρκεί 2 bytes και υπολογίζεται μόνο από την κεφαλίδα. Δεδομένου ότι ορισμένα πεδία κεφαλίδας αλλάζουν την αξία τους κατά τη διάρκεια της μετάδοσης ενός πακέτου μέσω του δικτύου (για παράδειγμα, διάρκεια ζωής), ελέγχεται και υπολογίζεται εκ νέου το checksum κάθε φορά που γίνεται επεξεργασία της κεφαλίδας IP. Το άθροισμα ελέγχου - 16 bits - υπολογίζεται ως προσθήκη στο άθροισμα όλων των λέξεων κεφαλίδας 16 bit. Κατά τον υπολογισμό του αθροίσματος ελέγχου, η τιμή του ίδιου του πεδίου ελέγχου είναι μηδέν. Αν το checksum είναι λανθασμένο, το πακέτο θα πέσει μόλις εντοπιστεί σφάλμα.

Τα πεδία Διεύθυνση IP προέλευσης και διεύθυνσης διεύθυνσης προορισμού έχουν το ίδιο μήκος - 32 bits - και την ίδια δομή.

Το πεδίο Επιλογές (Επιλογές IP) είναι προαιρετικό και συνήθως χρησιμοποιείται μόνο όταν εντοπίζεται σφάλμα σε ένα δίκτυο. Ο μηχανισμός επιλογών παρέχει λειτουργίες διαχείρισης που είναι απαραίτητες ή απλά χρήσιμες σε ορισμένες περιπτώσεις, αλλά δεν είναι απαραίτητες για κανονικές επικοινωνίες. Αυτό το πεδίο αποτελείται από διάφορα υποπεδία, καθένα από τα οποία μπορεί να είναι ένας από οκτώ προκαθορισμένους τύπους. Σε αυτά τα υποπεδία μπορείτε να καθορίσετε την ακριβή διαδρομή των δρομολογητών, να καταχωρήσετε τους δρομολογητές που πέρασαν από τη συσκευασία, να τοποθετήσετε τα δεδομένα του συστήματος ασφαλείας, καθώς και τις χρονικές σφραγίδες. Επειδή ο αριθμός των υποπεδίων μπορεί να είναι αυθαίρετος, πρέπει να προστεθούν πολλά bytes στο τέλος του πεδίου Επιλογών για να ευθυγραμμιστεί η κεφαλίδα πακέτων κατά μήκος του ορίου των 32 bit.

Το πεδίο Padding χρησιμοποιείται για να διασφαλιστεί ότι η κεφαλίδα IP τελειώνει στο όριο των 32 bit. Η ευθυγράμμιση πραγματοποιείται με μηδενικά.

Μορφή πρωτοκόλλου πρωτοκόλλου IPX

Το πακέτο πρωτοκόλλου IPX έχει μια πολύ απλούστερη δομή σε σύγκριση με το πακέτο IP, το οποίο, στην πραγματικότητα, αντικατοπτρίζει τη χαμηλότερη λειτουργικότητα του πρωτοκόλλου IPX.

Το πακέτο IPX έχει τα ακόλουθα πεδία.

Το άθροισμα ελέγχου (Checksum) είναι ένα πεδίο 2-byte που είναι ένα "υπόλοιπο του παρελθόντος" που το πρωτόκολλο IPX οδηγεί από το πρωτόκολλο GOR της στοίβας Xerox. Επειδή τα πρωτόκολλα χαμηλού επιπέδου (για παράδειγμα, το Ethernet) εκτελούν πάντοτε ελέγχους αθροίσματος ελέγχου, το IPX δεν χρησιμοποιεί αυτό το πεδίο και πάντα το θέτει σε μονάδες.

Το μήκος (μήκος) διαρκεί 2 bytes και ορίζει το μέγεθος ολόκληρου του πακέτου, συμπεριλαμβανομένου του πεδίου κεφαλίδας και δεδομένων IPX. Το μικρότερο πακέτο, 30 bytes, περιλαμβάνει μόνο την κεφαλίδα IPX, ενώ το συνιστώμενο μέγιστο ένα - 576 byte - περιλαμβάνει την κεφαλίδα IPX συν 546 bytes δεδομένων. Το μέγιστο μέγεθος πακέτου των 576 bytes συμμορφώνεται με τις συστάσεις των προτύπων Διαδικτύου για σύνθετα δίκτυα. Το πρωτόκολλο IPX υπολογίζει την τιμή αυτού του πεδίου με βάση τις πληροφορίες που παρέχει το πρόγραμμα εφαρμογής όταν καλεί τη λειτουργία IPX. Ένα πακέτο IPX μπορεί να υπερβεί το συνιστώμενο μέγιστο των 576 byte, πράγμα που συμβαίνει σε Ethernet LAN, τα οποία χρησιμοποιούν πακέτα IPX των 1.500 byte με πεδίο δεδομένων 1.470 byte.

Ο έλεγχος μεταφοράς έχει μήκος 8 μπιτ. Αυτό το πεδίο καθορίζει τη διάρκεια ζωής της συσκευασίας σε λυκίσκο. Ένα πακέτο IPX μπορεί να διασχίσει έως και 15 δρομολογητές. Το πρωτόκολλο IPX θέτει αυτό το πεδίο με ένα byte στο 0 πριν ξεκινήσει η μετάδοση και στη συνέχεια αυξάνει κατά 1 κάθε φορά που ένα πακέτο περνάει από ένα δρομολογητή. Eu, ui μετρητής υπερβαίνει το 15, τότε το πακέτο ακυρώνεται.

Ο τύπος πακέτου έχει μήκος 8 bits. Ταυτόχρονα, η Xerox έχει καθορίσει ορισμένες τιμές για διαφορετικούς τύπους πακέτων: οι εφαρμογές που στέλνουν πακέτα IPX πρέπει να ορίσουν αυτό το πεδίο σε τιμή 4. Η τιμή 5 αντιστοιχεί στα πακέτα υπηρεσιών IPX που χρησιμοποιούνται από το πρωτόκολλο SPX ως μηνύματα υπηρεσίας. Μια τιμή 17 δηλώνει ότι υπάρχει ένα μήνυμα πρωτοκόλλου πρωτοκόλλου NetWare (NCP) στο πεδίο δεδομένων του πακέτου IPX - το κύριο πρωτόκολλο της υπηρεσίας αρχείων NetWare.

Διεύθυνση προορισμού - αποτελείται από τρία πεδία: τον αριθμό δικτύου προορισμού, τον αριθμό κόμβου προορισμού, τον αριθμό υποδοχής προορισμού. Αυτά τα πεδία καταλαμβάνουν 4, 6 και 2 byte αντίστοιχα.

Διεύθυνση προέλευσης - αριθμός δικτύου πηγής, αριθμός κόμβου προέλευσης, αριθμός πηγής προέλευσης. Παρόμοια με τα πεδία διευθύνσεων προορισμού.

Πεδίο δεδομένων (Δεδομένα). Μπορεί να πάρει από 0 έως 546 byte. Το πεδίο δεδομένων μήκους μηδέν μπορεί να χρησιμοποιηθεί στα πακέτα υπηρεσιών, για παράδειγμα, για να επιβεβαιώσει την παραλαβή ενός προηγούμενου πακέτου.

Από την ανάλυση της μορφής πακέτων, μπορούμε να βγάλουμε κάποια συμπεράσματα σχετικά με τους περιορισμούς του πρωτοκόλλου IPX.

Δεν υπάρχει δυνατότητα δυναμικού κατακερματισμού σε επίπεδο δικτύου. Δεν υπάρχουν πεδία στο πακέτο IPX που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να σπάσουν ένα πολύ μεγάλο πακέτο σε μέρη. Κατά την αποστολή ενός πακέτου σε ένα δίκτυο με χαμηλότερη τιμή MTU, ο δρομολογητής IPX ρίχνει το πακέτο. Ένα πρωτόκολλο κορυφαίου επιπέδου, όπως το NCP, θα πρέπει να μειώνει διαδοχικά το μέγεθος του πακέτου μέχρι να λάβει μια θετική απόδειξη.

Μεγάλα τιμολόγια για πληροφορίες σέρβις. Το σχετικά μικρό μέγιστο μήκος του πεδίου πακέτων δεδομένων IPX (546 byte με μήκος κεφαλίδας 30 byte) σημαίνει ότι τουλάχιστον το 5% των δεδομένων είναι επίσημα.

Ο χρόνος ζωής των πακέτων περιορίζεται στα 15, τα οποία μπορεί να μην επαρκούν για ένα μεγάλο δίκτυο (για σύγκριση, έως και 255 ενδιάμεσοι δρομολογητές μπορούν να περάσουν από δίκτυα IP).

Δεν υπάρχει πεδίο ποιότητας υπηρεσίας, το οποίο δεν επιτρέπει στους δρομολογητές να προσαρμόζονται αυτόματα στις απαιτήσεις της εφαρμογής στην ποιότητα της μετάδοσης της κυκλοφορίας.

Επιπλέον, ορισμένες από τις αδυναμίες των δικτύων Novell δεν σχετίζονται με το πρωτόκολλο IPX, αλλά με τις ιδιότητες άλλων πρωτοκόλλων της στοίβας IPX / SPX. Πολλά από τα μειονεκτήματα εμφανίζονται όταν η στοίβα IPX / SPX λειτουργεί σε αργές γραμμές παγκόσμιας επικοινωνίας και αυτό είναι φυσικό, δεδομένου ότι το λειτουργικό σύστημα NetWare έχει βελτιστοποιηθεί για λειτουργία σε τοπικό δίκτυο.

Για παράδειγμα, το αναποτελεσματικό έργο αποκατάστασης χαμένων και παραμορφωμένων πακέτων σε παγκόσμια κανάλια χαμηλής ταχύτητας οφείλεται στο γεγονός ότι το πρωτόκολλο NCP, το οποίο κάνει αυτό το έργο, χρησιμοποιεί τη μέθοδο απόκτησης αποδείξεων με downtime. Σε τοπικά δίκτυα με ταχύτητα 10 Mbit / s, αυτή η μέθοδος λειτούργησε αρκετά αποτελεσματικά και στα αργά κανάλια ο χρόνος για να περιμένετε την παραλαβή επιβραδύνει σημαντικά τη λειτουργία του κόμβου μετάδοσης.

Στις εκδόσεις του NetWare OS έως 4.0, η αντιστοιχία των συμβολικών ονομάτων διακομιστών με τις διευθύνσεις δικτύου τους δημιουργήθηκε μόνο με το πρωτόκολλο εκπομπής πρωτοκόλλου διαφήμισης υπηρεσίας (SAP). Ωστόσο, οι εκπομπές κατακλύζουν αισθητά τα αργά παγκόσμια κανάλια. Αναβαθμίζοντας τη στοίβα της για χρήση σε μεγάλα εταιρικά δίκτυα, η Novell χρησιμοποιεί τώρα την υπηρεσία βοήθειας NDS (Services NetWare Directory Services) για να βρει διάφορες πληροφορίες σχετικά με τους πόρους και τις υπηρεσίες που είναι διαθέσιμες στο δίκτυο, συμπεριλαμβανομένης της αντιστοιχίας του ονόματος του διακομιστή στη διεύθυνση δικτύου του. Δεδομένου ότι το NDS υποστηρίζεται μόνο από διακομιστές που εκτελούν έκδοση NetWare 4.x και νεότερη έκδοση, για να λειτουργούν με εκδόσεις NetWare 3.x, οι δρομολογητές αναγνωρίζουν τα πακέτα SAP με τον αριθμό socket τους και τα μεταδίδουν σε όλες τις θύρες, προσομοιώνουν την εκπομπή του τοπικού δικτύου, μεγάλο μέρος του εύρους ζώνης των αργών παγκόσμιων γραμμών. Επιπλέον, αυτή η "ψευδο-εκπομπή" αναιρεί την απομόνωση των δικτύων από εσφαλμένα πακέτα SAP.

Στις τελευταίες εκδόσεις του λειτουργικού συστήματος NetWare, η Novell έχει τροποποιήσει σημαντικά τη στοίβα της, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικότερα σε μεγάλα σύνθετα δίκτυα.

Το NDS σάς επιτρέπει να εξαιρεθείτε από το πρωτόκολλο μετάδοσης του SAP. Το NDS βασίζεται σε μια ιεραρχική κατανεμημένη βάση δεδομένων που αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με χρήστες και κοινόχρηστους πόρους δικτύου. Οι εφαρμογές έχουν πρόσβαση σε αυτήν την υπηρεσία χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο επιπέδου εφαρμογής NDS.

Προστέθηκε μια ενότητα για την εφαρμογή της μεθόδου συρόμενου παραθύρου - το λεγόμενο NLM.

Προστέθηκε λειτουργική μονάδα για την υποστήριξη μεγάλων πακέτων IPX σε παγκόσμια δίκτυα.

Επιπλέον, η συνεχής αύξηση της ταχύτητας των παγκόσμιων υπηρεσιών μειώνει τις αδυναμίες των αρχικών πρωτοκόλλων της στοίβας IPX / SPX, γεγονός που επιτρέπει σε ορισμένους παρατηρητές να μιλήσουν για την επιτυχία του λειτουργικού συστήματος NetWare σε παγκόσμια δίκτυα και χωρίς αυτές τις καινοτομίες.

Θεωρήσαμε την ιστορία της ανάπτυξης δικτύων υπολογιστών. Εξετάσαμε όλα τα σημαντικά στάδια ανάπτυξης του Διαδικτύου και τις γενικές αρχές των εργασιών του.

Το τρέχον θέμα μας θα ονομάζεται: τεχνολογίες μετάδοσης δεδομένων σε δίκτυα. Φυσικά, πρώτα απ 'όλα - υπολογιστής. Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε επίσης τα βασικά μέσα μετάδοσης δεδομένων (οι έννοιες των φυσικών και λογικών διεπαφών), θα αναλύσουμε τις βασικές τεχνολογίες κωδικοποίησης σήματος κατά τη μετάδοσή του, τα χαρακτηριστικά των γραμμών επικοινωνίας, αλλά και τους μηχανισμούς προστασίας από απώλειες.

Έτσι! Ποιο είναι το δίκτυο; Αυτό είναι σωστό - να μεταφέρετε δεδομένα (πληροφορίες) μέσα από αυτό. Και πώς μεταφέρονται αυτές οι πληροφορίες (διανέμονται); Αυτό είναι σωστό - μέσα από ένα συγκεκριμένο μέσο μετάδοσης (καλωδιακή υποδομή ή - στο φάσμα της ασύρματης επικοινωνίας).

Οι τεχνολογίες μεταφοράς δεδομένων στη χρήση εργασίας (ανάλογα με την εφαρμογή τους), διάφορες φυσικές διεπαφές.

Σημείωση: μια διεπαφή είναι ένα φυσικό (ή λογικό) όριο στην αλληλεπίδραση αρκετών ανεξάρτητων αντικειμένων - ένα ιδιόμορφο στρώμα μεταξύ τους.

Οι διεπαφές χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:

φυσικές διεπαφές
λογικές διεπαφές

Φυσική διεπαφή Αυτή είναι η θύρα σύνδεσης στο τέλος (υποδοχή με μια ομάδα ηλεκτρικών επαφών). Για παράδειγμα - η διεπαφή. Α ένα ζεύγος θυρώνΣυνδεδεμένο μέσω συνδετήρων και καλωδίων ονομάζεται γραμμή δεδομένων (κανάλι).

Μια λογική διεπαφή είναι ένα σύνολο κανόνων (πρωτόκολλο) που ορίζει την ίδια τη λογική της ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ συνδεδεμένων συσκευών γραμμής (δικτύου).

Η οργάνωση της μετάδοσης δεδομένων σε ένα δίκτυο υπολογιστών συμβαίνει σε στενή αλληλεπίδραση αυτών των δύο διασυνδέσεων: το φυσικό στοιχείο (κάρτα δικτύου) και το λογικό στοιχείο (ο οδηγός του).

Προϋπόθεση για την επιτυχή υλοποίηση οποιασδήποτε από τις τεχνολογίες μετάδοσης δεδομένων είναι η παρουσία στο ρεύμα δεδομένων ενός πρόσθετου στοιχείου - πρωτόκολλο μετάδοσης.

Το πρωτόκολλο μετάδοσης σε λογικό επίπεδο είναι ένα σύνολο κανόνων που καθορίζουν την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ διάφορες εφαρμογές ή συσκευές. Αυτοί οι κανόνες ορίζουν έναν ενοποιημένο τρόπο μετάδοσης μηνυμάτων και χειρισμού σφαλμάτων μετάδοσης. Σε φυσικό επίπεδο, ένα πρωτόκολλο είναι ένα σύνολο δεδομένων υπηρεσίας προσαρτημένο στα κύρια πακέτα πληροφοριών (πλαίσια), χωρίς τα οποία δεν είναι δυνατή η αποτελεσματική αλληλεπίδραση στο δίκτυο.

Το πρωτόκολλο θα πρέπει να αφαιρεί (αγνοεί) ένα συγκεκριμένο μέσο μετάδοσης, το καθήκον του είναι να εξασφαλίζει αξιόπιστη επικοινωνία μεταξύ των κόμβων του εναλλαγή σύννεφο.

Ας δούμε τη διαδικασία της οργάνωσης της μεταφοράς δεδομένων με περισσότερες λεπτομέρειες!

Πρώτον, συμβαίνουν τα εξής: Η εφαρμογή (πρόγραμμα) αποκτά πρόσβαση στο λειτουργικό σύστημα για την άδεια αλληλεπίδρασης δικτύου με άλλη συσκευή (εκτυπωτής, απομακρυσμένος υπολογιστής, κάμερα παρακολούθησης κλπ.) Το λειτουργικό σύστημα δίνει εντολή στον οδηγό κάρτα δικτύουτο οποίο φορτώνει το πρώτο τμήμα δεδομένων στο buffer της κάρτας και εκκινεί τη λειτουργία μεταφοράς της διασύνδεσης

Στο άλλο άκρο της γραμμής (δίκτυο), η απομακρυσμένη συσκευή λαμβάνει εισερχόμενα δεδομένα στο buffer της κάρτας δικτύου. Μετά την ολοκλήρωση της μεταφοράς, το πρωτόκολλο ελέγχει αν υπάρχουν δεδομένα σφάλματος στα μεταδιδόμενα μέρη (πακέτα) (αν χρειάζεται, ζητάει την αναμετάδοση τους) και φορτώνει τα ληφθέντα δεδομένα από το buffer της κάρτας στον αποκλειστικό χώρο rAM. Από εκεί, η τελική εφαρμογή (πρόγραμμα) ανακτά πληροφορίες και συνεργάζεται με αυτήν.

Εδώ είναι το σχήμα, για λόγους σαφήνειας (με δυνατότητα κλικ):

Με βάση τα όσα αναφέρθηκαν παραπάνω, μπορούμε να καταλήξουμε στο ακόλουθο συμπέρασμα: οι τεχνολογίες κατασκευής δικτύου μειώνονται ώστε να συνδέουν τις απομακρυσμένες συσκευές ηλεκτρικά και ενημερωτικά μεταξύ τους! Δηλαδή - Δημιουργία φυσικών μέσο μετάδοσης (καλώδιο, ασύρματη επικοινωνία) και να παρέχουν κοινό πρωτόκολλο μεταφοράς δεδομένων μέσω του δικτύου.

Πελάτης Πρόκειται για μια ενότητα (πρόγραμμα, υπηρεσία, ξεχωριστός υπολογιστής) που χρησιμεύει για τη δημιουργία και τη μετάδοση μηνυμάτων (αιτημάτων) στους πόρους απομακρυσμένης συσκευής (διακομιστή), και στη συνέχεια να λαμβάνει τα αποτελέσματα από αυτά και να τα μεταφέρει στις αντίστοιχες εφαρμογές του πελάτη.

Διακομιστή Πρόκειται για μια ενότητα (πρόγραμμα, υπηρεσία ...) που περιμένει συνεχώς τα αιτήματα των πελατών να προέρχονται από το δίκτυο και εξυπηρετεί (με το τοπικό λειτουργικό σύστημα) αυτά τα αιτήματα.

Ένας εξυπηρετητής μπορεί να εξυπηρετήσει πολλούς πελάτες ταυτόχρονα. Εδώ είναι ένα άλλο παράδειγμα: μια βάση δεδομένων με την οποία εργάζονται οι πελάτες. Οι λειτουργίες πελάτη προγραμμάτων εγκαθίστανται σε αυτές που συνδέονται με τη βάση δεδομένων και υποστηρίζουν μόνο μια γραφική διεπαφή για την εργασία με αυτήν. Όλοι οι υπολογισμοί και η επεξεργασία, σε αυτή την περίπτωση, συμβαίνουν στο διακομιστή και χρησιμοποιούν τους πόρους του.

Ας εξοικειωθούμε με έναν ακόμα ορισμό! Το στοιχείο πελάτη-διακομιστή που παρέχει πρόσβαση σε έναν πόρο υπολογιστή μέσω δικτύου καλείται υπηρεσία δικτύου. Επιπλέον, κάθε υπηρεσία συνδέεται με έναν συγκεκριμένο τύπο πόρων δικτύου.

Για παράδειγμα: η υπηρεσία εκτύπωσης μας επιτρέπει να εκτυπώνουμε έγγραφα εκτυπωτή δικτύουκαι την υπηρεσία αρχείων για πρόσβαση σε δεδομένα που βρίσκονται σε απομακρυσμένους υπολογιστές. Για περιήγηση στο Internet υπάρχει μια υπηρεσία ιστού που αποτελείται από το τμήμα του διακομιστή (web server) και τον υπολογιστή-πελάτη (web browser) του χρήστη (IE, Opera, Firefox κλπ)

Υπό το πρίσμα όλων των παραπάνω, οι τεχνολογίες μεταφοράς δεδομένων πρέπει να βασίζονται όχι μόνο σε λειτουργικά συστήματα, αλλά σε λειτουργικά συστήματα δικτύου που παρέχουν στον χρήστη πρόσβαση σε πληροφορίες και υλικό από άλλους υπολογιστές. Επιπλέον, αυτά τα λειτουργικά συστήματα, σύμφωνα με τους παραπάνω ορισμούς, χωρίζονται επίσης σε δύο μεγάλες κατηγορίες: OS server και client.

Τα συστήματα πελατών απαιτούν κυρίως στοιχεία διακομιστή άλλων υπολογιστών και εξαρτημάτων διακομιστή δωμάτιο διακομιστή Το λειτουργικό σύστημα παρέχει αυτές τις υπηρεσίες. Φυσικά, αυτή τη στιγμή, σχεδόν οποιοδήποτε σύγχρονο λειτουργικό σύστημα είναι σε θέση να εκπληρώσει τόσο το ρόλο ενός πελάτη και ενός διακομιστή. Τα συστήματα διακομιστών δημιουργούνται απλά αρχικά με βάση την εξυπηρέτησή τους με τον μέγιστο αριθμό κλήσεων και έχουν καλύτερη ανοχή σφάλματος (αξιοπιστία).

Εδώ, για παράδειγμα, τι είδους "παιχνίδι" βρίσκεται στο δωμάτιο διακομιστή:

Αλλά για την - άλλη φορά :)

Τώρα ας μιλήσουμε μαζί σας για αυτό: οι σύγχρονες (ψηφιακές) τεχνολογίες μετάδοσης σήματος συνδέονται με τη μετατροπή (κωδικοποίηση). Γιατί το χρειαζόμαστε; Υπάρχουν πολλοί λόγοι για αυτό:

Αποτροπή σφαλμάτων μετάδοσης δεδομένων (λόγω αξιόπιστης αναγνώρισης του σήματος από το μέρος λήψης)
Τα δεδομένα μεταφέρονται ταχύτερα (λόγω της μεγαλύτερης πυκνότητας των χρήσιμων πληροφοριών στη ροή)

Όπως μπορείτε να δείτε, αυτοί είναι ήδη δύο πολύ σοβαροί λόγοι για να δώσετε την κατάλληλη προσοχή στις μεθόδους κωδικοποίησης :)

Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει δύο σήματα: αναλογική (κόκκινη γραμμή) και ψηφιακή (μαύρα βήματα)

Σε αυτή την περίπτωση, η αναλογική ακολουθία ψηφιοποιήθηκε (δειγματοληψία) με μια ορισμένη συχνότητα. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα των διακρίσεων, τόσο μικρότερο θα είναι τα βήματα μας και το πιο παρόμοιο θα είναι το ψηφιοποιημένο σήμα στο πρωτότυπο (κόκκινο).

Παρόμοιες διαδικασίες συμβαίνουν στη δειγματοληψία (ψηφιοποίηση) της φωνής μας, που λαμβάνεται από την είσοδο μικροφώνου.

Στον υπολογισμό χρησιμοποιείται δυαδικό κώδικα. Μέσα σε έναν υπολογιστή, αυτό ισοδυναμεί με δύο καταστάσεις: την παρουσία και την απουσία ηλεκτρικής τάσης (λογική "μηδέν" ή "μία"). Εδώ, όλα είναι απλά: υπάρχει ένα ρεύμα - "ένα", όχι - "μηδέν".

Οι σύγχρονες τεχνολογίες μετάδοσης δεδομένων επιτρέπουν την κωδικοποίηση σήματος με άλλους (πιο αποτελεσματικούς) τρόπους. Αλλά πριν - μια άλλη μικρή ταξινόμηση. Σύμφωνα με τη μέθοδο εφαρμογής, η διαδικασία χωρίζεται σε:

Κωδικοποίηση φυσικού σήματος
και - λογικό (σε υψηλότερο επίπεδο - πάνω από το φυσικό)

Ας εξετάσουμε πρώτα το πρώτο στοιχείο. Υπάρχουν, για παράδειγμα, δυνητική μέθοδο κωδικοποίησηςστην οποία ένα αντιστοιχεί σε ένα επίπεδο τάσης (ένα δυναμικό) και μηδέν - άλλο. Και στο λειτουργία παλμού, για να αντιπροσωπεύει τους αριθμούς που χρησιμοποιούνται παλμοί διαφορετικής πολικότητας.

Για την τεχνολογία κωδικοποίησης, ένα συγκεκριμένο πρόβλημα με τη μετάδοση δεδομένων είναι ότι οι εξωτερικές γραμμές (σε σχέση με τον ίδιο τον υπολογιστή) μπορούν να τεντωθούν σε μεγάλες αποστάσεις και να εκτεθούν σε διάφορους θορύβους και παρεμβολές. Αυτό οδηγεί σε παραμόρφωση των ορθογωνικών παλμών αναφοράς της μετάδοσης σήματος και απαιτούνται νέοι (αξιόπιστοι) αλγόριθμοι για την κωδικοποίησή του και τη μετάδοσή του.

Στα δίκτυα υπολογιστών που χρησιμοποιούνται ως δυναμικόέτσι και παλλόμενη κωδικοποίηση. Χρησιμοποιήθηκε επίσης αυτή η μέθοδος μετάδοσης δεδομένων, όπως διαμόρφωση.

Κατά τη διαμόρφωση, μεταδίδονται διακεκριμένα δεδομένα χρησιμοποιώντας ένα ημιτονοειδές σήμα της συχνότητας που η διαθέσιμη γραμμή επικοινωνίας μεταδίδει καλά.

Οι δύο πρώτες επιλογές μετατροπής εφαρμόζονται σε γραμμές υψηλής ποιότητας και η διαμόρφωση χρησιμοποιείται σε κανάλια με ισχυρές στρεβλώσεις σήματος. Η διαμόρφωση, για παράδειγμα, χρησιμοποιείται σε παγκόσμια δίκτυα κατά τη μετάδοση της κίνησης μέσω αναλογικών τηλεφωνικών καναλιών, τα οποία έχουν σχεδιαστεί ειδικά για φωνητικά (αναλογικά στοιχεία) και επομένως δεν είναι κατάλληλα για τη μετάδοση ψηφιακών παλμών.

Η μέθοδος μετάδοσης η ίδια επηρεάζεται από ένα τέτοιο πράγμα όπως ο αριθμός των αγωγών (που ζουν) στις γραμμές επικοινωνίας. Για να μειωθεί το κόστος τους, ο αριθμός των συρμάτων μειώνεται συχνά. Με αυτή την τεχνολογία, η μεταφορά δεδομένων πραγματοποιείται διαδοχικά και όχι παράλληλα (όπως συμβαίνει με τις γραμμές επικοινωνίας μέσα σε έναν υπολογιστή).

Οι μέθοδοι φυσικής κωδικοποίησης περιλαμβάνουν αλγορίθμους όπως Nrz (Μη Επιστροφές Μηδέν), Μάντσεστερ Κώδικας ( Manchester), MLT-3 (Μετάδοση πολλαπλών επιπέδων) και πολλά άλλα. Δεν βλέπω πολλά σημεία να τα αναφέρω λεπτομερώς, αν είναι ενδιαφέρον - μπορείτε να διαβάσετε πάντα για αυτά στο Διαδίκτυο. Με λίγα λόγια, εγώ - otmazalsya! :)

Ας πούμε λίγα λόγια για τη λογική κωδικοποίηση. Όπως υποδηλώνει το όνομα, εκτελείται πάνω από το φυσικό (πάνω σε αυτό) και χρησιμεύει για να παρέχει πρόσθετη αξιοπιστία κατά τη μεταφορά δεδομένων. Με ποιο τρόπο;

Παραδείγματος χάριν: αν η φύση του μεταδιδόμενου σήματος δεν αλλάζει για μεγάλο χρονικό διάστημα (κατά τη μετάδοση μεγάλων ακολουθιών λογικών μηδενικών ή αυτών), ο δέκτης μπορεί να κάνει λάθος κατά την ανάγνωση του επόμενου δυαδικού ψηφίου πληροφοριών. Απλώς δεν θα είναι σε θέση να αποσυνθέσει τη συνολική ροή δεδομένων σε ξεχωριστά στοιχεία και, κατά συνέπεια, θα συγκεντρώσει σωστά την αρχική δομή στο buffer τους.

Η λογική κωδικοποίηση (στην οποία υποβάλλεται η αρχική ακολουθία δεδομένων) εισάγει τα δυαδικά ψηφία της με την αντίθετη τιμή σε αλληλουχίες μακρών δυαδικών ψηφίων ή τις αντικαθιστά γενικά με άλλες αλληλουχίες. Επιπλέον, σας επιτρέπει να βελτιώσετε τα φασματικά χαρακτηριστικά του σήματος, γενικά, για να απλοποιήσετε την αποκωδικοποίησή του και επίσης να μεταδώσετε επιπλέον σήματα ελέγχου πάνω στο κύριο ρεύμα.

Βασικά, χρησιμοποιούνται τρεις τεχνολογίες για λογικό μετασχηματισμό:

bit εισαγωγή
περιττή κωδικοποίηση
περιπλάνηση

Επίσης - δεν σταματούν ξεχωριστά (για να μην ενοχλούνται) :) Ελπίζω ότι έχετε πιάσει την κύρια ιδέα!

Θα αναφέρω εν συντομία το ακόλουθο στιγμιότυπο οθόνης:

Σε αυτό μπορείτε να δείτε πώς το ίδιο σήμα μοιάζει με την εφαρμογή διαφορετικών αλγορίθμων σε αυτό:

Οι τεχνολογίες μεταφοράς δεδομένων έχουν πολλά προβλήματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν. Και ένα από αυτά είναι το πρόβλημα του αμοιβαίου συγχρονισμού του πομπού ενός υπολογιστή και του δέκτη ενός άλλου. Συμφωνείτε ότι θα είναι δύσκολο να κατανοηθεί η ροή δεδομένων εάν δύο συσκευές αρχίσουν να το παράγουν ταυτόχρονα "προς" το ένα στο άλλο. Ένα χάος θα αρχίσει! :)

Το πρόβλημα είναι ο συγχρονισμός απομακρυσμένους υπολογιστές μπορεί να λυθεί με διαφορετικούς τρόπους: μέσω της ανταλλαγής ειδικών παλμών συγχρονισμού ρολογιού ή της μεταφοράς δεδομένων υπηρεσίας που δεν σχετίζονται με την κύρια ροή πληροφοριών. Ένα από τα πρότυπα κόλπα που εξυπηρετεί τη βελτίωση της αξιοπιστίας της μεταφοράς είναι - η καταμέτρηση checksum κάθε byte (μπλοκ bytes) και τη μεταφορά αυτής της τιμής στην πλευρά λήψης.

Σημείωση: checksum είναι - μια τιμή που υπολογίζεται με την επικάλυψη των δεδομένων ενός συγκεκριμένου αλγορίθμου και χρησιμοποιείται για την επαλήθευση της ακεραιότητάς τους κατά τη διάρκεια της μετάδοσης. Τα αθροίσματα ελέγχου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συγκρίνουν γρήγορα δύο σύνολα δεδομένων με την ταυτότητά τους. Τα διαφορετικά δεδομένα θα έχουν διαφορετικά αθροίσματα ελέγχου.

Μια άλλη τεχνολογία για την επιβεβαίωση της ακεραιότητας των δεδομένων είναι η ανταλλαγή μεταξύ συσκευών υπηρεσιών που αλληλεπιδρούν με τις συσκευές. αποδείξεις σημάτωνεπιβεβαιώνοντας την ορθότητα της λήψης. Συχνά, αυτή η δυνατότητα περιλαμβάνεται από προεπιλογή στο ίδιο το πρωτόκολλο επικοινωνίας δικτύου.

Οι τεχνολογίες μεταφοράς δεδομένων περιλαμβάνουν τη μεταφορά πληροφοριών από έναν υπολογιστή σε άλλο - και στις δύο κατευθύνσεις. Ακόμα και στην περίπτωση που μας φαίνεται ότι λαμβάνουμε μόνο δεδομένα (για παράδειγμα, κατεβάζοντας μουσική), στην πραγματικότητα, η ανταλλαγή πηγαίνει προς δύο κατευθύνσεις. Απλά, υπάρχει ένα κύριο ρεύμα δεδομένων (που μας ενδιαφέρει - μουσική) και βοηθητικό (υπηρεσία), πηγαίνοντας προς την αντίθετη κατεύθυνση, διαμορφωμένο νυχτερινή ζωή σχετικά με την επιτυχή (ή μη επιτυχή) μεταφορά.

Ανάλογα με το αν μπορούν να μεταδώσουν δεδομένα και στις δύο κατευθύνσεις ή όχι, τα φυσικά κανάλια χωρίζονται σε διάφορους τύπους:

Διπλό κανάλι - παρέχει ταυτόχρονη μετάδοση πληροφοριών προς αμφότερες τις κατευθύνσεις. Η duplex μπορεί να αποτελείται από δύο ανεξάρτητα φυσικά μέσα (έναν αγωγό που λαμβάνει, ο δεύτερος να μεταδίδει). Είναι επίσης πιθανό να χρησιμοποιηθεί ένα περιβάλλον για την αμφίδρομη λειτουργία. Στην περίπτωση αυτή, οι πελάτες εφαρμόζουν επιπλέον αλγόριθμους για την εξαγωγή κάθε ροής δεδομένων από τη γενική σειρά πληροφοριών.
Μισό αμφίδρομο κανάλι - παρέχει επίσης μετάδοση και προς τις δύο κατευθύνσεις, αλλά όχι ταυτόχρονα, αλλά - με τη σειρά του. Δηλαδή για κάποιο χρονικό διάστημα, τα δεδομένα μεταφέρονται προς μία κατεύθυνση και στη συνέχεια προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Κανάλι Simplex - σας επιτρέπει να μεταφέρετε πληροφορίες μόνο σε μία κατεύθυνση. Η duplex μπορεί να αποτελείται από δύο κανάλια simplex.

Ω, κάτι που συνέβη πολλά γράμματα :) Νομίζω ότι σήμερα είναι αρκετό, θα προχωρήσουμε σταδιακά. Στα παρακάτω άρθρα, σίγουρα θα συνεχίσουμε να γνωρίζουμε με, για τώρα - αντίο, και - μέχρι τα ακόλουθα άρθρα!

Τέλος, παρακολουθήστε το θεματικό βίντεο:

Εταιρικό δίκτυο δεδομένων Πρόκειται για ένα τηλεπικοινωνιακό δίκτυο που ενώνει όλα τα διαρθρωτικά τμήματα της εταιρείας σε ένα ενιαίο χώρο πληροφοριών.

Για μια επιχείρηση οποιασδήποτε κλίμακας, η επίλυση ενός προβλήματος γρήγορης, αξιόπιστης και οικονομικής ανταλλαγής δεδομένων γίνεται όλο και πιο σημαντική. Κάθε μέρα αυξάνεται το ποσό των πληροφοριών που μεταδίδονται εντός του οργανισμού (ειδικά εάν τα γραφεία βρίσκονται σε διαφορετικά μέρη της πόλης και της περιοχής). Αυτό οφείλεται στην υψηλή ταχύτητα της επεξεργασίας και στις αυξημένες ανάγκες υλοποίησης σε εξωτερικά δίκτυα όπως το Διαδίκτυο.

Η βάση για τη δημιουργία ενός ενιαίου χώρου πληροφοριών της επιχείρησης γίνεται ένα ασφαλές εταιρικό δίκτυο με πλήρες φάσμα τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών.

Τα βασικά καθήκοντα που επιλύει η υλοποίηση του εταιρικού δικτύου:

Αλληλεπίδραση του συστήματος (ειδικές, προσαρμοσμένες σε μια συγκεκριμένη εργασία) που βρίσκονται σε διαφορετικούς κόμβους, πρόσβαση σε αυτές από απομακρυσμένους χρήστες.
- μείωση του χρόνου μεταφοράς πληροφοριών μεταξύ γραφείων (ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, συστήματα ροής εργασιών) ·
- εκσυγχρονισμός και ολοκλήρωση χωριστών τμημάτων του δικτύου σε ένα ενιαίο γεωγραφικά κατανεμημένο δίκτυο. Δημιουργία ενιαίου χώρου πληροφοριών.
- αντικατάσταση υπάρχουσες συνδέσεις σε δίκτυα τηλεπικοινωνιακών φορέων και στο Διαδίκτυο για μια ενιαία κεντρική σύνδεση.
- ηχοδιάσκεψη ήχου και βίντεο.

Το εταιρικό δίκτυο, κατά κανόνα, είναι γεωγραφικά κατανεμημένο, δηλ. συνδέοντας γραφεία, τμήματα και άλλες δομές που βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους. Συχνά, οι κόμβοι εταιρικού δικτύου βρίσκονται σε διαφορετικές πόλεις και μερικές φορές σε χώρες. Οι αρχές στις οποίες είναι χτισμένο ένα τέτοιο δίκτυο είναι αρκετά διαφορετικές από εκείνες που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός τοπικού δικτύου, ακόμη και καλύπτοντας αρκετά κτίρια. Η κύρια διαφορά είναι ότι τα γεωγραφικά κατανεμημένα δίκτυα χρησιμοποιούν μισθωμένες γραμμές επικοινωνίας.

Κατά τη δημιουργία ενός τοπικού δικτύου, το κύριο κόστος αφορά την αγορά εξοπλισμού και την τοποθέτηση καλωδίου, στη συνέχεια σε γεωγραφικά κατανεμημένα δίκτυα, το σημαντικότερο στοιχείο κόστους είναι το ενοίκιο για τη χρήση καναλιών. Αυτός ο περιορισμός είναι θεμελιώδης και, κατά το σχεδιασμό ενός εταιρικού δικτύου, πρέπει να ληφθούν όλα τα μέτρα για την ελαχιστοποίηση του όγκου των δεδομένων που μεταφέρονται. Όσον αφορά τα υπόλοιπα, το εταιρικό δίκτυο δεν θα πρέπει να εισάγει περιορισμούς σχετικά με τις εφαρμογές και τον τρόπο επεξεργασίας των πληροφοριών που μεταφέρονται σε αυτό. Με τις εφαρμογές, καταλαβαίνουμε εδώ ως σύστημα λογισμικού - βάσεις δεδομένων, συστήματα αλληλογραφίας, υπολογιστικοί πόροι, υπηρεσία αρχείων - και τα μέσα με τα οποία λειτουργεί ο τελικός χρήστης.

Κατά την οικοδόμηση ενός γεωγραφικά κατανεμημένου δικτύου για τη σύνδεση απομακρυσμένων χρηστών, η απλούστερη και πιο προσπελάσιμη επιλογή είναι η χρήση τηλεφωνικής σύνδεσης. Όπου είναι δυνατόν, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δίκτυα ISDN. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα παγκόσμια δίκτυα μεταφοράς δεδομένων χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση κόμβων δικτύου. Αλλά ο καλύτερος τρόπος σύνδεσης είναι η χρήση μισθωμένων γραμμών, με αποτέλεσμα να μειώνεται ο αριθμός των απαιτούμενων καναλιών επικοινωνίας και - το λιγότερο - να εξασφαλίζεται η συμβατότητα του συστήματος με τα υπάρχοντα παγκόσμια δίκτυα.

Το εταιρικό δίκτυο είναι μια αρκετά περίπλοκη δομή που χρησιμοποιεί διαφορετικούς τύπους τις επικοινωνίες, τα πρωτόκολλα επικοινωνίας και τους τρόπους σύνδεσης των πόρων.

Όλος ο εξοπλισμός του δικτύου δεδομένων μπορεί να χωριστεί σε δύο μεγάλες κατηγορίες - περιφερειακά, τα οποία χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση με το δίκτυο των τελικών κόμβων και τη ραχοκοκαλιά ή την αναφορά, υλοποιώντας τις βασικές λειτουργίες του δικτύου (εναλλαγή κυκλώματος, δρομολόγηση κ.λπ.). Πρέπει να σημειωθεί ότι οι βασικές απαιτήσεις συνήθως τοποθετούνται στον εξοπλισμό του κορμού από την άποψη της αξιοπιστίας, της απόδοσης, του αριθμού των λιμένων και της περαιτέρω επεκτασιμότητας. Ο περιφερειακός εξοπλισμός είναι απαραίτητο στοιχείο κάθε εταιρικού δικτύου. Οι λειτουργίες των κόμβων backbone μπορούν να αναλάβουν το παγκόσμιο δίκτυο δεδομένων με το οποίο συνδέονται οι πόροι. Κατά κανόνα, οι κόμβοι κορμού εντός του εταιρικού δικτύου εμφανίζονται μόνο στις περιπτώσεις που χρησιμοποιούνται καναλιές επικοινωνίας που χρησιμοποιούνται ή δημιουργούνται κόμβοι πρόσβασης.

Περιφερειακός εξοπλισμός εταιρικών δικτύων είναι δρομολογητές (routers) που εξυπηρετούν τη σύνδεση ομοιογενών τοπικών δικτύων (συνήθως IP ή IPX) μέσω παγκόσμιων δικτύων δεδομένων. Οι δρομολογητές μπορούν να υλοποιηθούν και ως αυτόνομες συσκευές και με λογισμικό με βάση υπολογιστές και ειδικούς προσαρμογείς επικοινωνίας.

Το εταιρικό δίκτυο μετάδοσης δεδομένων μπορεί να δημιουργηθεί για μια εταιρεία με γεωγραφικά κατανεμημένο δίκτυο καταστημάτων που παρέχει κατανεμημένη συλλογή και επεξεργασία πληροφοριών, η οποία μεταδίδεται τακτικά στο κεντρικό γραφείο μέσω γραμμών διασύνδεσης μέσω υπεραστικών γραμμών. Όλοι οι υπάλληλοι της εταιρείας χρησιμοποιούν τηλεφωνική σύνδεση τόσο μεταξύ τους εντός της εταιρείας, όσο και με εκπροσώπους εξωτερικών οργανισμών. Η δημιουργία ενός εταιρικού δικτύου θα μειώσει το κόστος των τηλεφωνικών επικοινωνιών μεταξύ υποκαταστημάτων της εταιρείας. Οι τηλεφωνικές κλήσεις μεταξύ των τμημάτων (μετάδοση δεδομένων που συλλέγονται, ενημερώσεις βάσεων δεδομένων, τηλεφωνικές συνομιλίες μεγάλων αποστάσεων) θα μεταδίδονται μέσω των καναλιών του δικτύου εταιρικών δεδομένων και δεν οδηγούν σε υπεραστικές κλήσεις. Επίσης, το KSPD σάς επιτρέπει να ενημερώνετε την βάση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, να διατηρείτε εμπιστευτική εσωτερική εταιρική αλληλογραφία, να μεταφέρετε επειγόντως και σημαντικές πληροφορίες χωρίς καθυστέρηση.

Μεταφορά δεδομένων σε δίκτυα υπολογιστών

ΒΑΛΤΙΚΟ ΚΡΑΤΙΚΟ ΤΕΧΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Τμήμα H10

Περίληψη

"Μετάδοση δεδομένων σε δίκτυο υπολογιστών"

Τελείωσε: μαθητής γ. Ρ-132

Davletshin Α.Κ.

Δάσκαλος: S.M. Morozov

Αγία Πετρούπολη

Εισαγωγή ............................................................

Λίγο για το παρελθόν ....................................................................................... .. ... .3

Βασικά στοιχεία της τεχνολογίας του Διαδικτύου ................................................................................. ..5

Η οικογένεια πρωτοκόλλων TCP / IP ............................................................................. ... 8

Αντιμετώπιση του δικτύου ................................................................................................... ..11

... Και για το μέλλον ................................................................................................ .13

Αναφορές .....................................................................................14

Εισαγωγή

Χάρη στην εμφάνιση και την ανάπτυξη δικτύων δεδομένων, προέκυψε ένας νέος, ιδιαίτερα αποτελεσματικός τρόπος αλληλεπίδρασης μεταξύ των ανθρώπων. Τα δίκτυα αρχικά χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για επιστημονική έρευνα, αλλά στη συνέχεια άρχισαν να διεισδύουν κυριολεκτικά σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Ταυτόχρονα, τα περισσότερα δίκτυα υπήρξαν εντελώς ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, επιλύοντας συγκεκριμένα προβλήματα για συγκεκριμένες ομάδες χρηστών. Σύμφωνα με αυτά τα καθήκοντα, επιλέχθηκαν ορισμένες τεχνολογίες δικτύου και υλικό. Είναι απλώς αδύνατο να οικοδομηθεί ένα καθολικό φυσικό δίκτυο παγκόσμιας κλίμακας από τον ίδιο τύπο εξοπλισμού, δεδομένου ότι ένα τέτοιο δίκτυο δεν θα μπορούσε να καλύψει τις ανάγκες όλων των δυνητικών χρηστών του. Χρειάζεται ένα δίκτυο υψηλής ταχύτητας για τη σύνδεση των μηχανημάτων μέσα στο κτίριο και το άλλο χρειάζεται αξιόπιστες επικοινωνίες μεταξύ υπολογιστών που χωρίζονται από εκατοντάδες χιλιόμετρα. Ακολούθησε η ιδέα να ενωθούν πολλά φυσικά δίκτυα σε ένα ενιαίο παγκόσμιο δίκτυο στο οποίο θα χρησιμοποιηθούν τόσο οι συνδέσεις σε φυσικό επίπεδο όσο και το νέο σύνολο ειδικών "συμφωνιών" ή πρωτοκόλλων. Αυτή η τεχνολογία, που ονομάζεται διαδίκτυο, έπρεπε να επιτρέπει στους υπολογιστές να "επικοινωνούν" μεταξύ τους ανεξάρτητα από το δίκτυο και τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται.

Συνειδητοποιώντας τη σημασία της ιδέας του διαδικτύου, αρκετές κυβερνητικές οργανώσεις στις Ηνωμένες Πολιτείες άρχισαν να εργάζονται για την εφαρμογή της. Και η μεγαλύτερη επιτυχία στην επίτευξη αυτή επιτεύχθηκε από την Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων Έρευνας (DARPA), η οποία δημιούργησε τη στοίβα πρωτοκόλλων TCP / IP. Εμφανίστηκε στα τέλη της δεκαετίας του '60. Ως σχέδιο ενσωμάτωσης δικτύων αρκετών μεγάλων ερευνητικών οργανισμών, σήμερα το TCP / IP έχει καταστεί ένα από τα πιο δημοφιλή πρωτόκολλα δικτύωσης και το de facto πρότυπο για την υλοποίηση παγκόσμιων συνδέσεων δικτύου. Το Διαδίκτυο είναι μια από τις εφαρμογές της τεχνολογίας Διαδικτύου, η οποία συγκεντρώνει περίπου 10 εκατομμύρια υπολογιστές σε όλο τον κόσμο που επικοινωνούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας τη στοίβα πρωτόκολλο TCP / IP.

Η σειρά πρωτοκόλλων TCP / IP είναι ένα ζωντανό παράδειγμα ενός ανοιχτού συστήματος υπό την έννοια ότι, αντίθετα με τα πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται σε συστήματα επικοινωνίας από διαφορετικούς προμηθευτές, όλες οι προδιαγραφές αυτής της στοίβας πρωτοκόλλου και πολλές από τις υλοποιήσεις της είναι διαθέσιμες στο κοινό (παρέχονται δωρεάν ή για συμβολική τιμή). Αυτό επιτρέπει σε κάθε προγραμματιστή να δημιουργήσει το λογισμικό που απαιτείται για αλληλεπίδραση μέσω του Διαδικτύου. TCP / IP προσελκύει με την επεκτασιμότητά του, παρέχοντας τις ίδιες ευκαιρίες για παγκόσμια και τοπικά δίκτυα.

Λίγο για το παρελθόν ...

Οι εργασίες για τη δημιουργία διαδικτύου τεχνολογίας ξεκίνησαν στο DARPA στα μέσα της δεκαετίας του '70. Και το 1977-1979. Η αρχιτεκτονική και τα πρωτόκολλα TCP / IP έχουν αποκτήσει μια μοντέρνα εμφάνιση. Μέχρι αυτή τη φορά, η DARPA είχε ήδη γίνει ένας από τους ηγέτες στην έρευνα και ανάπτυξη δικτύων μεταγωγής πακέτων και είχε εφαρμόσει πολλές νέες ιδέες στον τομέα αυτό στο δίκτυο ARPANET. Η ταχεία ανάπτυξη ποικίλων τεχνολογιών δικτύων, συμπεριλαμβανομένων των ασύρματων ραδιοφωνικών δικτύων και των διαύλων δορυφορικής επικοινωνίας, έχει ενθαρρύνει τη δραστηριότητα του DARPA στη μελέτη των προβλημάτων διασύνδεσης και εφαρμογής των αρχών του διαδικτύου στο ARPANET.

Η DARPA δεν έκανε τα μυστικά των δραστηριοτήτων της προς την κατεύθυνση αυτή, συνεπώς, διάφορες επιστημονικές ομάδες έδειξαν μεγάλο ενδιαφέρον για την ανάπτυξη της παγκόσμιας τεχνολογίας δικτύων, ειδικά εκείνων των ερευνητών που είχαν ήδη εμπειρία χρησιμοποιώντας τις αρχές της μεταγωγής πακέτων στο ARPANET. Το DARPA ξεκίνησε σειρά ανεπίσημων συναντήσεων, κατά τις οποίες οι επιστήμονες αντάλλαξαν νέες ιδέες και συζήτησαν τα αποτελέσματα των πειραμάτων. Μέχρι το 1979, τέτοιες σημαντικές δυνάμεις συμμετείχαν στο έργο της δημιουργίας TCP / IP ότι αποφασίστηκε η δημιουργία μιας άτυπης επιτροπής που θα συντονίζει και θα καθοδηγεί την ανάπτυξη πρωτοκόλλων και την αρχιτεκτονική του Διαδικτύου. Ονομάστηκε το Συμβούλιο Ελέγχου και Ρύθμισης Διαδικτύου (ICCB), η ομάδα αυτή λειτουργούσε τακτικά μέχρι το 1983, όταν αναδιοργανώθηκε.

Η αρχή της δεκαετίας του '80 - τη γέννηση του πραγματικού Διαδικτύου. Κατά τη διάρκεια αυτών των ετών, η DARPA ξεκίνησε τη μεταφορά των μηχανών που συνδέονται με τα δίκτυα έρευνας της με τη χρήση της στοίβας TCP / IP. Το ARPANET έγινε η ραχοκοκαλιά του Διαδικτύου και χρησιμοποιήθηκε ενεργά για πολυάριθμα πειράματα με TCP / IP. Η τελική μετάβαση στην τεχνολογία του διαδικτύου έγινε τον Ιανουάριο του 1983. Ταυτόχρονα, το δίκτυο ARPANET χωρίστηκε σε δύο ανεξάρτητα τμήματα. Ένας από αυτούς προοριζόταν για ερευνητικούς σκοπούς και το όνομα ARPANET έμεινε πίσω του. το δεύτερο, κάπως μεγαλύτερο δίκτυο MILNET, έπρεπε να είναι υπεύθυνο για τις στρατιωτικές επικοινωνίες.

Προκειμένου να τονωθεί η υιοθέτηση και η χρήση νέων πρωτοκόλλων σε πανεπιστημιακούς κύκλους, η DARPA έκανε διαθέσιμη την εφαρμογή TCP / IP, προσφέροντάς την σε χαμηλή τιμή. Αυτή τη στιγμή, τα περισσότερα τμήματα πληροφορικής χρησιμοποίησαν την έκδοση του λογισμικού Berkeley Distribution του Unix (Berkeley Unix ή BSD Unix) του Πανεπιστημίου του pc. Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ. Έχοντας χρηματοδοτήσει τους Bolt Beranek και Newman (BBN) για την εφαρμογή πρωτόκολλων TCP / IP για χρήση με το Unix, καθώς και το Πανεπιστήμιο του Berkeley για την ενσωμάτωση αυτών των πρωτοκόλλων στην έκδοση του δημοφιλούς λειτουργικού συστήματος, η DARPA πέτυχε ότι πάνω από το 90% Προσαρμογή νέας τεχνολογίας δικτύου. Η έκδοση BSD έχει γίνει το de facto πρότυπο για εφαρμογές της στοίβας πρωτοκόλλων TCP / IP. Έχει κερδίσει τόσο μεγάλη δημοτικότητα εξαιτίας του γεγονότος ότι παρέχει περισσότερα από απλά βασικά πρωτόκολλα Διαδικτύου. Εκτός από τις τυπικές εφαρμογές TCP / IP, το BSD παρέχει ένα σύνολο βοηθημάτων δικτύου παρόμοια με τις υπηρεσίες Unix που χρησιμοποιούνται σε αυτόνομο μηχάνημα. Το κύριο πλεονέκτημα αυτών των βοηθητικών προγραμμάτων είναι ότι είναι παρόμοια με τα τυπικά εργαλεία Unix. Τώρα, η υποστήριξη για τη στοίβα πρωτοκόλλων TCP / IP ενσωματώνεται στα λειτουργικά τους συστήματα από πολλές εταιρείες, όπως η Microsoft, η Novell και η Apple. Ένας μεγάλος αριθμός ανεξάρτητων προμηθευτών εργάζονται σε προϊόντα που ενισχύουν τις δυνατότητες του TCP / IP, προσθέτοντας υποστήριξη για διαδραστικές εφαρμογές, ασφάλεια πληροφοριών, φωνητικό ταχυδρομείο και εργαλεία συνεργασίας.

Αλλά πίσω στην αρχή της τελευταίας δεκαετίας. Οι επικοινωνίες μέσω δικτύου καθίστανται κρίσιμο στοιχείο της έρευνας. Συνειδητοποιώντας το γεγονός αυτό, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών συμμετείχε ενεργά στην επέκταση του Διαδικτύου προκειμένου να καταστεί η στοίβα TCP / IP διαθέσιμη στον μέγιστο αριθμό ερευνητικών οργανισμών. Από το 1985, η NSF υλοποιεί ένα πρόγραμμα δικτύωσης γύρω από έξι από τα υπερυπολογιστά της. Το 1986 δημιουργήθηκε το δίκτυο κορμού NSFNET, το οποίο τελικά ενώνει όλα αυτά τα κέντρα και τα συνδέει με το ARPANET.

Από τις αρχές της δεκαετίας του '90. Το Διαδίκτυο έχει ήδη ενώσει εκατοντάδες επιμέρους δίκτυα στις ΗΠΑ και την Ευρώπη. Εκτός από τα ερευνητικά ινστιτούτα και τα πανεπιστήμια, οι εταιρείες πληροφορικής και οι μεγάλες εταιρίες στον τομέα του πετρελαίου, της αυτοκινητοβιομηχανίας και της ηλεκτρονικής, καθώς και οι εταιρείες τηλεφωνίας, άρχισαν να συνδέονται με το παγκόσμιο δίκτυο. Επιπλέον, πολλοί οργανισμοί χρησιμοποίησαν το TCP / IP για να δημιουργήσουν τα εταιρικά τους δίκτυα που δεν αποτελούν συστατικά ενός μεγάλου Διαδικτύου. Σήμερα, το Διαδίκτυο διεισδύει κυριολεκτικά σε όλες τις σφαίρες της ανθρώπινης ζωής, και τώρα μιλούν σοβαρά για τον αντίκτυπο του παγκόσμιου δικτύου στην παγκόσμια εικόνα και την παγκόσμια μας άποψη.

Βασικά στοιχεία της τεχνολογίας του Διαδικτύου.

Έτσι, οι δημιουργοί της τεχνολογίας του διαδικτύου προέκυψαν από δύο βασικές παραμέτρους:

Είναι αδύνατο να δημιουργηθεί ένα ενιαίο φυσικό δίκτυο που θα ικανοποιεί τις ανάγκες όλων των χρηστών.

Οι χρήστες χρειάζονται έναν καθολικό τρόπο για να δημιουργήσουν συνδέσεις μεταξύ τους.

Σε κάθε φυσικό δίκτυο, οι υπολογιστές που είναι συνδεδεμένοι με αυτόν χρησιμοποιούν μία ή άλλη τεχνολογία (Ethernet, Token Ring, FDDI, ISDN, σύνδεση από σημείο σε σημείο και πρόσφατο δίκτυο ΑΤΜ, ακόμη και ασύρματες τεχνολογίες έχουν προστεθεί σε αυτόν τον κατάλογο). Ένα νέο λογισμικό είναι χτισμένο ανάμεσα στους μηχανισμούς επικοινωνίας που εξαρτώνται από αυτά τα φυσικά δίκτυα και τα συστήματα εφαρμογής, τα οποία παρέχουν τη σύνδεση διαφόρων φυσικών δικτύων μεταξύ τους. Ταυτόχρονα, οι λεπτομέρειες αυτής της σύνδεσης είναι "κρυμμένες" από τους χρήστες και τους δίνεται η ευκαιρία να δουλέψουν σαν σε ένα μεγάλο φυσικό δίκτυο. Αυτή η μέθοδος σύνδεσης σε ένα ενιαίο σύνολο φυσικών δικτύων και πήρε το όνομα διαδίκτυο. Για τη σύνδεση δύο ή περισσότερων δικτύων στο διαδίκτυο, χρησιμοποιούνται δρομολογητές (δρομολογητές) - υπολογιστές που συνδέουν φυσικά δίκτυα μεταξύ τους και χρησιμοποιούν ειδικό λογισμικό για τη μεταφορά πακέτων από ένα δίκτυο σε άλλο.

Η τεχνολογία του Διαδικτύου δεν επιβάλλει ιδιαίτερη τοπολογία διασύνδεσης. Η προσθήκη ενός νέου δικτύου στο διαδίκτυο δεν συνεπάγεται τη σύνδεσή του με κάποιο κεντρικό σημείο μεταγωγής ή την καθιέρωση άμεσων φυσικών συνδέσεων με όλα τα δίκτυα που ήδη εισέρχονται στο διαδίκτυο. Ο δρομολογητής "γνωρίζει" την τοπολογία του Διαδικτύου εκτός των φυσικών δικτύων που συνδέει και, με βάση τη διεύθυνση δικτύου προορισμού, μεταδίδει το πακέτο κατά μήκος μιας διαδρομής ή άλλης. Στο διαδίκτυο χρησιμοποιούνται τα καθολικά αναγνωριστικά των υπολογιστών που συνδέονται με αυτό (διευθύνσεις), έτσι ώστε οποιεσδήποτε δύο μηχανές έχουν την ευκαιρία να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Το διαδίκτυο πρέπει επίσης να εφαρμόζει την αρχή της ανεξαρτησίας του περιβάλλοντος χρήστη από το φυσικό δίκτυο, δηλαδή πρέπει να υπάρχουν πολλοί τρόποι για να δημιουργηθούν συνδέσεις και να μεταφερθούν δεδομένα τα οποία είναι τα ίδια για όλες τις φυσικές τεχνολογίες δικτύου.

Η θεμελιώδης αρχή του διαδικτύου είναι η ισοδυναμία όλων των φυσικών δικτύων που συνδέονται με αυτό: κάθε σύστημα επικοινωνίας θεωρείται ως στοιχείο του Διαδικτύου, ανεξάρτητα από τις φυσικές του παραμέτρους, το μέγεθος των μεταδιδόμενων πακέτων δεδομένων και τη γεωγραφική κλίμακα.

Η εσωτερική δομή του δικτύου διαδικτύου - τα φυσικά δίκτυα συνδέονται με δρομολογητές.

Η οικογένεια πρωτοκόλλων TCP / IP σάς επιτρέπει να δημιουργήσετε ένα καθολικό δίκτυο που υλοποιεί τις αρχές που συζητήθηκαν στην προηγούμενη ενότητα και περιλαμβάνει πρωτόκολλα 4 επιπέδων επικοινωνίας.

Τέσσερα επίπεδα πρωτοκόλλου πρωτοκόλλου TCP / IP.

Στρώμα διασύνδεσης δικτύου είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία μιας σύνδεσης δικτύου σε ένα συγκεκριμένο φυσικό δίκτυο - το στοιχείο διαδικτύου στο οποίο είναι συνδεδεμένος ο υπολογιστής. Σε αυτό το επίπεδο, το πρόγραμμα οδήγησης συσκευής στο λειτουργικό σύστημα και το αντίστοιχο κάρτα δικτύου υπολογιστή.

Στρώμα δικτύου - τη βάση του TCP / IP. Σε αυτό το επίπεδο εφαρμόζεται η αρχή της διασύνδεσης, ιδίως η δρομολόγηση πακέτων μέσω του Διαδικτύου. Σε επίπεδο δικτύου, το πρωτόκολλο υλοποιεί μια αναξιόπιστη υπηρεσία παράδοσης πακέτων από το σύστημα στο σύστημα. Αυτό σημαίνει ότι όλα τα απαραίτητα για την παράδοση των δεμάτων θα πραγματοποιηθούν, ωστόσο αυτή η παράδοση δεν είναι εγγυημένη. Τα πακέτα ενδέχεται να χαθούν, να μεταδοθούν με λάθος σειρά, να αντιγραφούν κ.λπ. Μια υπηρεσία χωρίς συνδέσμους χειρίζεται πακέτα ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Αλλά το κυριότερο είναι ότι σε αυτό το επίπεδο γίνεται η απόφαση για τη δρομολόγηση του πακέτου μέσω της διασύνδεσης.

Η αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων υλοποιεί το επόμενο επίπεδο μεταφοράςόπου τα δύο κύρια πρωτόκολλα, TCP και UDP, επικοινωνούν μεταξύ της μηχανής αποστολής και της μηχανής προορισμού.

Τέλος στρώμα εφαρμογής Αυτές είναι εφαρμογές πελάτη-διακομιστή που βασίζονται σε πρωτόκολλα χαμηλότερου επιπέδου. Σε αντίθεση με τα πρωτόκολλα των άλλων τριών επιπέδων, τα πρωτόκολλα επιπέδου εφαρμογής ασχολούνται με τις λεπτομέρειες μιας συγκεκριμένης εφαρμογής και δεν «ενδιαφέρονται» για τις μεθόδους μετάδοσης δεδομένων μέσω του δικτύου. Ανάμεσα στις βασικές εφαρμογές TCP / IP, που διατίθεται σχεδόν σε κάθε της εφαρμογής του, - τερματικό πρωτόκολλο εξομοίωσης Telnet, πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων FTP, e-mail πρωτόκολλο SMTP, το πρωτόκολλο διαχείρισης δικτύου SNMP, που χρησιμοποιούνται στο σύστημα World Wide Web υπερκειμένου HTTP πρωτόκολλο μεταφοράς, και άλλα.

Το σχήμα 3 δείχνει πώς τα δύο δίκτυα συνδέονται "από την άποψη" του TCP / IP. Το λογισμικό πρωτοκόλλου IP χρησιμοποιεί έναν δρομολογητή για τη μεταφορά πακέτων από ένα δίκτυο Ethernet σε ένα δίκτυο δακτυλικών αποτυπωμάτων. Πρωτόκολλα, εφαρμογή και μεταφορά υψηλού επιπέδου πραγματοποιούν συνδέσεις μεταξύ κεντρικών υπολογιστών, πελάτη και διακομιστή εφαρμογών, ενώ το IP παρέχει τη σύνδεση μεταξύ του προορισμού και του

ενδιάμεσα συστήματα.

Δύο δίκτυα που συνδέονται με ένα δρομολογητή, "από την άποψη" TCP / IP.

Επειδή στο διαδίκτυο, οι λεπτομέρειες των φυσικών συνδέσεων κρύβονται από εφαρμογές, το επίπεδο εφαρμογής δεν ενδιαφέρεται απολύτως για τον πελάτη εφαρμογής που εκτελείται σε Ethernet και ο διακομιστής είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο Token Ring. Μπορεί να υπάρχουν αρκετές δεκάδες δρομολογητές και πολλά ενδιάμεσα φυσικά δίκτυα διαφόρων τύπων μεταξύ των τελικών συστημάτων, αλλά η εφαρμογή θα αντιληφθεί αυτό το συγκρότημα ως ένα ενιαίο φυσικό δίκτυο. Αυτό καθορίζει την κύρια δύναμη και την ελκυστικότητα της τεχνολογίας του Διαδικτύου.

Οικογένεια πρωτοκόλλων TCP / IP.

Αν και η στοίβα πρωτοκόλλου ονομάζεται TCP / IP, τα πρωτόκολλα TCP και IP είναι τα πιο σημαντικά, αλλά όχι τα μοναδικά, εκπρόσωποι αυτής της οικογένειας. Κάθε επίπεδο επικοινωνίας εξυπηρετείται από διάφορα πρωτόκολλα. Εξετάστε τα με περισσότερες λεπτομέρειες.

Tcp και UDP - Πρωτόκολλα στρώματος μεταφοράς που οργανώνουν ροή δεδομένων μεταξύ τελικών συστημάτων για εφαρμογές ανώτερου επιπέδου. Αυτά τα πρωτόκολλα είναι σημαντικά διαφορετικά μεταξύ τους.

TCP (πρωτόκολλο ελέγχου μετάδοσης) παρέχει αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων μεταξύ δύο υπολογιστών. Επιτρέπει στον πελάτη και στον διακομιστή εφαρμογών να δημιουργήσουν μια λογική σύνδεση μεταξύ τους και στη συνέχεια να το χρησιμοποιήσουν για να μεταφέρουν μεγάλα ποσά δεδομένων, σαν να υπήρχε μια άμεση φυσική σύνδεση μεταξύ τους. Το πρωτόκολλο επιτρέπει τη διάσπαση της ροής δεδομένων, την αναγνώριση της λήψης πακέτων δεδομένων, τον καθορισμό χρονικών ορίων (που επιτρέπουν την επιβεβαίωση της παραλαβής των πληροφοριών), την οργάνωση της αναμετάδοσης σε περίπτωση απώλειας δεδομένων κ.λπ. Δεδομένου ότι το πρωτόκολλο μεταφοράς εφαρμόζει εγγυημένη παροχή πληροφοριών, οι εφαρμογές που το χρησιμοποιούν μπορούν να αγνοήσουν όλες τις λεπτομέρειες μιας τέτοιας μεταφοράς.

Πρωτόκολλο UDP (Πρωτόκολλο χρήστη Datagram) υλοποιεί μια πολύ απλούστερη υπηρεσία μεταφοράς, παρέχοντας, όπως τα πρωτόκολλα στρώματος δικτύου, αναξιόπιστη παράδοση δεδομένων χωρίς να δημιουργεί μια λογική σύνδεση, αλλά, σε αντίθεση με την IP, για συστήματα εφαρμογών σε κεντρικούς υπολογιστές. Απλά στέλνει πακέτα δεδομένων, datagrams (datagrams), από το ένα μηχάνημα στο άλλο, αλλά δεν παρέχει καμία εγγύηση για την παράδοσή τους. Όλες οι αξιόπιστες λειτουργίες μετάδοσης πρέπει να ενσωματωθούν σε ένα σύστημα εφαρμογής που χρησιμοποιεί UDP. Το UDP έχει κάποια πλεονεκτήματα έναντι του TCP. Οι συνδέσεις λογικής χρειάζονται χρόνο για να ολοκληρωθούν και απαιτούν πρόσθετους πόρους του συστήματος για τη διατήρηση των πληροφοριών κατάστασης σύνδεσης σε έναν υπολογιστή. Το UDP καταλαμβάνει τους πόρους του συστήματος μόνο κατά τη στιγμή της αποστολής ή λήψης δεδομένων. Επομένως, εάν ένα κατανεμημένο σύστημα εκτελεί συνεχή ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ ενός πελάτη και ενός διακομιστή, η επικοινωνία μέσω του στρώματος μεταφοράς TCP θα είναι πιο αποδοτική γι 'αυτό. Εάν η επικοινωνία μεταξύ κεντρικών υπολογιστών είναι σπάνια, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσετε το πρωτόκολλο UDP.

Γιατί υπάρχουν δύο πρωτόκολλα μεταφοράς TCP και UDP και όχι ένα από αυτά; Το γεγονός είναι ότι παρέχουν διαφορετικές υπηρεσίες στις διαδικασίες εφαρμογής. Οι περισσότερες εφαρμογές χρησιμοποιούν μόνο ένα από αυτά. Ο προγραμματιστής επιλέγει το πρωτόκολλο που ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες του. Εάν απαιτείται αξιόπιστη παράδοση, τότε το TCP μπορεί να είναι το καλύτερο, εάν χρειάζονται datagrams, τότε το UDP μπορεί να είναι καλύτερο. Εάν χρειάζεστε αποτελεσματική παράδοση μέσω ενός μεγάλου και αναξιόπιστου καναλιού μετάδοσης δεδομένων, τότε το πρωτόκολλο TCP μπορεί να είναι καλύτερο, αλλά εάν χρειάζεστε αποδοτικότητα σε δίκτυα ταχείας σύνδεσης με σύντομες συνδέσεις, τότε το πρωτόκολλο UDP μπορεί να είναι το καλύτερο.

Μεταξύ των γνωστών κατανεμημένων εφαρμογών που χρησιμοποιούν TCP είναι Telnet, FTP και SMTP. Το πρωτόκολλο UDP χρησιμοποιείται, ειδικότερα, από το πρωτόκολλο διαχείρισης δικτύου SNMP. Τα πρωτόκολλα εφαρμογής επικεντρώνονται σε συγκεκριμένες εργασίες εφαρμογής. Καθορίζουν τόσο τις διαδικασίες για την οργάνωση ενός συγκεκριμένου τύπου αλληλεπίδρασης μεταξύ των διαδικασιών εφαρμογής όσο και τη μορφή παρουσίασης πληροφοριών σε μια τέτοια αλληλεπίδραση.

Πρωτόκολλο Telnet επιτρέπει στο μηχάνημα εξυπηρέτησης να βλέπει όλα τα απομακρυσμένα τερματικά ως τυπικά εικονικά τερματικά δικτύου του τύπου γραμμής που λειτουργούν με κώδικα ASCII και παρέχει επίσης τη δυνατότητα συντονισμού πιο σύνθετων λειτουργιών (π.χ. τοπικός ή απομακρυσμένος έλεγχος ηχούς, λειτουργία σελίδας, ύψος και πλάτος οθόνης κ.λπ.) ε.) Το TELNET βασίζεται στο πρωτόκολλο TCP. Στο επίπεδο εφαρμογής, υπάρχει είτε ένα πρόγραμμα υποστήριξης για ένα πραγματικό τερματικό (από την πλευρά του χρήστη) πάνω από το TELNET, είτε μια διαδικασία εφαρμογής σε μια διαπραγματευτική μηχανή που έχει πρόσβαση από το τερματικό. Η συνεργασία με το TELNET είναι σαν να καλέσετε έναν αριθμό τηλεφώνου. Ο χρήστης πληκτρολογεί στο πληκτρολόγιο κάτι σαν

και λαμβάνει στην οθόνη μια πρόσκληση για είσοδο στο δέλτα του αυτοκινήτου. Το πρωτόκολλο TELNET υπήρξε εδώ και πολύ καιρό. Είναι καλά δοκιμασμένο και ευρέως διανεμημένο. Δημιούργησε πολλές εφαρμογές για διάφορα λειτουργικά συστήματα.

Πρωτόκολλο FTP (πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων) Είναι επίσης ευρέως διανεμημένη ως TELNET. Είναι ένα από τα παλαιότερα πρωτόκολλα στην οικογένεια TCP / IP. Όπως το TELNET, χρησιμοποιεί υπηρεσίες μεταφοράς TCP. Υπάρχουν πολλές εφαρμογές για διαφορετικά λειτουργικά συστήματα που αλληλεπιδρούν καλά μεταξύ τους. Ένας χρήστης FTP μπορεί να επικαλεστεί αρκετές εντολές που του επιτρέπουν να βλέπει τον κατάλογο ενός απομακρυσμένου μηχανήματος, να μετακινείται από έναν κατάλογο στον άλλο και επίσης να αντιγράφει ένα ή περισσότερα αρχεία.

Πρωτόκολλο SMTP (πρωτόκολλο μεταφοράς απλής αλληλογραφίας) υποστηρίζει την ανταλλαγή μηνυμάτων (email) μεταξύ αυθαίρετων κόμβων διαδικτύου. Με τους μηχανισμούς αποθήκευσης και αποστολής ενδιάμεσου ταχυδρομείου, το SMTP επιτρέπει τη χρήση διαφόρων υπηρεσιών μεταφοράς. Μπορεί ακόμη και να εργάζεται σε δίκτυα που δεν χρησιμοποιούν την οικογένεια πρωτοκόλλων TCP / IP. Το πρωτόκολλο SMTP παρέχει τόσο την ομαδοποίηση μηνυμάτων στη διεύθυνση ενός παραλήπτη όσο και την αναπαραγωγή πολλών αντιγράφων του μηνύματος για μεταφορά σε διαφορετικές διευθύνσεις.

Σύστημα αρχείων δικτύου NFS (Σύστημα αρχείων δικτύου) αναπτύχθηκε για πρώτη φορά από την Sun Microsystems Inc. Το NFS χρησιμοποιεί υπηρεσίες μεταφοράς UDP και σας επιτρέπει να προσαρμόσετε συστήματα αρχείων πολλών μηχανών που βασίζονται σε UNIX σε μια ενιαία μονάδα. Οι σταθμοί εργασίας χωρίς δίσκους έχουν πρόσβαση στους δίσκους του διακομιστή αρχείων σαν να ήταν οι τοπικοί δίσκοι τους. Το NFS αυξάνει σημαντικά το φορτίο του δικτύου. Εάν το δίκτυο χρησιμοποιεί αργούς συνδέσμους, τότε υπάρχει ελάχιστη χρήση από το NFS. Ωστόσο, εάν το εύρος ζώνης δικτύου επιτρέπει στο NFS να λειτουργεί κανονικά, τότε οι χρήστες απολαμβάνουν μεγάλα οφέλη. Δεδομένου ότι ο διακομιστής και ο υπολογιστής-πελάτης NFS υλοποιούνται στον πυρήνα του λειτουργικού συστήματος, όλα τα κανονικά μη δικτυακά προγράμματα μπορούν να λειτουργούν με απομακρυσμένα αρχεία που βρίσκονται σε τοποθετημένους δίσκους NFS, όπως και με τοπικά αρχεία.

Πρωτόκολλο SNMP (απλό πρωτόκολλο διαχείρισης δικτύου) λειτουργεί με βάση το UDP και προορίζεται για χρήση από σταθμούς ελέγχου δικτύου. Επιτρέπει στους σταθμούς ελέγχου τη συλλογή πληροφοριών σχετικά με την κατάσταση του διαδικτύου. Το πρωτόκολλο καθορίζει τη μορφή των δεδομένων, η επεξεργασία και η ερμηνεία τους αφήνονται στη διακριτική ευχέρεια των σταθμών ελέγχου ή του διαχειριστή δικτύου.

Τα TCP και UDP αναγνωρίζουν τις εφαρμογές με αριθμούς θύρας 16 bit. Οι διακομιστές εφαρμογών έχουν συνήθως προκαθορισμένους αριθμούς θυρών. Για παράδειγμα, κάθε εφαρμογή το πρωτόκολλο TCP / IP που υποστηρίζει διακομιστή FTP, το πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων λαμβάνει για τον αριθμό του διακομιστή TCP-port 21. Κάθε Telnet-server έχει TCP-port 23, και server πρωτόκολλο TFTP (Trivial πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων) - UDP θύρα 69. Στις υπηρεσίες που μπορούν να υποστηρίζονται από οποιαδήποτε υλοποίηση TCP / IP, εκχωρούνται αριθμοί θύρας στην περιοχή από 1 έως 1023. Η αντιστοίχιση αριθμών θυρών διαχειρίζεται η Αρχή Ικανών Αριθμών Διαδικτύου (Internet Assigned Numbers Authority - IANA). Ο πελάτης εφαρμογής συνήθως δεν ενδιαφέρεται στον αριθμό θύρας του για το μεταφορικό επίπεδο που χρησιμοποιεί. Απλώς πρέπει να διασφαλίσει ότι ο αριθμός αυτός είναι μοναδικός για αυτόν τον κεντρικό υπολογιστή. Οι αριθμοί θυρών των υπολογιστών-πελατών εφαρμογής ονομάζονται βραχυπρόθεσμα (δηλαδή, βραχύβια), αφού γενικά υπάρχουν πελάτες για όσο χρονικό διάστημα ο χρήστης που εργάζεται μαζί τους χρειάζεται έναν κατάλληλο διακομιστή. (Οι διακομιστές βρίσκονται σε κατάσταση λειτουργίας όλη την ώρα ενώ ο κεντρικός υπολογιστής στον οποίο εκτελούνται είναι ενεργοποιημένος.) Στις περισσότερες υλοποιήσεις TCP / IP, οι αριθμοί βραχυπρόθεσμων θυρών διατίθενται από 1024 έως 5000.

Πρωτόκολλο Διαδικτύου (IP) - το βασικό πρωτόκολλο του στρώματος δικτύου, το οποίο επιτρέπει την υλοποίηση της διασύνδεσης. Χρησιμοποιείται και από τα δύο πρωτόκολλα μεταφοράς. Το IP ορίζει τη βασική μονάδα μετάδοσης δεδομένων στο Internet, το πακέτο IP, που υποδεικνύει την ακριβή μορφή όλων των πληροφοριών που διέρχονται από το δίκτυο TCP / IP. Το λογισμικό IP εκτελεί τις λειτουργίες δρομολόγησης επιλέγοντας τη διαδρομή δεδομένων μέσω του ιστού των φυσικών δικτύων. Προβλέπονται ειδικά τραπέζια για τον προσδιορισμό της διαδρομής. Η επιλογή βασίζεται στη διεύθυνση του δικτύου στο οποίο είναι συνδεδεμένος ο υπολογιστής προορισμού. Το πρωτόκολλο IP καθορίζει ξεχωριστά τη διαδρομή για κάθε πακέτο δεδομένων, χωρίς να εγγυάται την αξιόπιστη παράδοση με τη σωστή σειρά. Καθορίζει την άμεση χαρτογράφηση δεδομένων στο υποκείμενο φυσικό στρώμα της μετάδοσης και έτσι πραγματοποιεί εξαιρετικά αποτελεσματική παράδοση πακέτων.

Εκτός από τα IP, το ICMP και το IGMP χρησιμοποιούνται επίσης σε επίπεδο δικτύου. ICMP (πρωτόκολλο μηνύματος ελέγχου Internet) είναι υπεύθυνη για την ανταλλαγή μηνυμάτων σφαλμάτων και άλλων σημαντικών πληροφοριών με το επίπεδο δικτύου σε άλλο κεντρικό υπολογιστή ή δρομολογητή. IGMP (πρωτόκολλο διαχείρισης ομάδας Internet) χρησιμοποιείται για την αποστολή IP δεδομένων σε πολλούς κεντρικούς υπολογιστές σε ένα δίκτυο.

Στο χαμηλότερο επίπεδο, η διασύνδεση δικτύου, χρησιμοποιούνται ειδικά πρωτόκολλα ανάλυσης διευθύνσεων. ARP (Protocol Resolution Address) και RARP (πρωτόκολλο ανάλυσης διευθύνσεων αντίστροφης γραμμής). Αυτά τα πρωτόκολλα ισχύουν μόνο για ορισμένους τύπους φυσικών δικτύων (Ethernet και Token Ring) για τη μετατροπή διευθύνσεων στρώματος δικτύου σε φυσικές διευθύνσεις δικτύου και αντίστροφα.

Αντιμετώπιση του δικτύου.

Ένα σύστημα επικοινωνίας θεωρείται καθολικό εάν παρέχει τη δυνατότητα σε οποιονδήποτε κεντρικό υπολογιστή να επικοινωνεί με οποιονδήποτε άλλο κεντρικό υπολογιστή. Προκειμένου να επιτευχθεί αυτή η καθολικότητα, είναι απαραίτητο να οριστεί μια παγκόσμια μέθοδος για την αναγνώριση υπολογιστών σε ένα κατανεμημένο σύστημα για την πρόσβαση σε αυτά. Ένα σύστημα ταυτοποίησης παρόμοιο με τη διεύθυνση σε φυσικά δίκτυα έχει επιλεγεί στο TCP / IP. Κάθε διεπαφή δικτύου έχει εκχωρηθεί μια μοναδική διεύθυνση 32-bit (διεύθυνση IP), η οποία χρησιμοποιείται σε όλες τις επικοινωνίες με αυτή τη διεπαφή στο Internet. Η διεύθυνση IP του υπολογιστή έχει μια συγκεκριμένη δομή. Ορίζει το αναγνωριστικό δικτύου στο οποίο είναι συνδεδεμένος ο υπολογιστής και το μοναδικό αναγνωριστικό του ίδιου του υπολογιστή. Το σχήμα 4 δείχνει τις διαφορετικές κατηγορίες διευθύνσεων διαδικτύου.

Κλάσεις διευθύνσεων IP

Για διευθύνσεις IP 32 bit, υιοθετείται μια δεκαδική σημείωση, στην οποία κάθε ένα από τα τέσσερα bytes της διεύθυνσης γράφεται με έναν δεκαδικό αριθμό. Οι διευθύνσεις της κατηγορίας C, για παράδειγμα, καλύπτουν μια περιοχή από 192.0.0.0 έως 223.255.255.255. Η δομή διευθύνσεων διαφορετικών κλάσεων καθιστά προφανές τη χρήση τους. Οι διευθύνσεις της κλάσης C, στις οποίες έχουν αντιστοιχιστεί 21 bits για το αναγνωριστικό δικτύου και μόνο 8 bits για το αναγνωριστικό του κεντρικού υπολογιστή, αντιστοιχίζονται στους υπολογιστές τοπικού δικτύου μικρών οργανισμών που συνδυάζουν έως και 255 μηχανές. Οι μεγαλύτερες οργανώσεις μπορούν να βρουν διευθύνσεις κατηγορίας Β που μπορούν να εξυπηρετήσουν μέχρι και 256 δίκτυα, τα οποία περιλαμβάνουν μέχρι και 64 χιλιάδες σταθμούς εργασίας. Τέλος, οι διευθύνσεις κατηγορίας Α εκχωρούνται σε υπολογιστές συνδεδεμένους σε περιορισμένο αριθμό παγκόσμιων δικτύων πολύ μεγάλης κλίμακας, όπως για παράδειγμα στο Arpanet.

Εκτός από τις διευθύνσεις που προορίζονται για έναν κεντρικό υπολογιστή (unicast), υπάρχουν επίσης διευθύνσεις εκπομπής (εκπομπής) και πολυεκπομπής (πολυεκπομπής). Οι διευθύνσεις εκπομπής σάς επιτρέπουν την πρόσβαση σε όλους τους κεντρικούς υπολογιστές στο δίκτυο. Σε αυτά, το πεδίο αναγνωριστικού ξενιστή αποτελείται μόνο από μονάδες. Ο μηχανισμός διευθύνσεων IP παρέχει τη δυνατότητα μετάδοσης, αλλά δεν το εγγυάται, αφού εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά ενός συγκεκριμένου φυσικού δικτύου. Στο Ethernet, για παράδειγμα, η μετάδοση μπορεί να εκτελεστεί με την ίδια αποτελεσματικότητα με την τακτική μεταφορά δεδομένων, αλλά υπάρχουν δίκτυα που δεν υποστηρίζουν καθόλου αυτό το είδος μεταφοράς ή έχουν περιορισμένες δυνατότητες γι 'αυτό.

Οι διευθύνσεις ομάδας (διευθύνσεις κατηγορίας D) χρησιμοποιούνται για την αποστολή μηνυμάτων σε ένα συγκεκριμένο σύνολο παραληπτών πολυεκπομπής (πολυεκπομπή). Αυτή η λειτουργία είναι απαραίτητη για πολλές εφαρμογές, για παράδειγμα, για την υλοποίηση ηλεκτρονικών διασκέψεων, την αποστολή μηνυμάτων ή ειδήσεων σε μια ομάδα παραληπτών. Για να υποστηρίξετε την υπηρεσία multicast, οι κεντρικοί υπολογιστές και οι δρομολογητές χρησιμοποιούν το IGMP, το οποίο παρέχει σε όλα τα συστήματα σε ένα φυσικό δίκτυο πληροφορίες σχετικά με το ποιοι οικοδεσπότες ανήκουν αυτήν την ομάδα.

Μια μοναδική διεύθυνση IP εκχωρείται σε κάθε διεπαφή δικτύου από έναν ειδικό οργανισμό, το Κέντρο Πληροφοριών Δικτύου Διαδικτύου (InterNIC), το οποίο είναι υπεύθυνο για την κατανομή διευθύνσεων σε δίκτυα που είναι ενσωματωμένα στο παγκόσμιο Internet. Η ανάθεση αναγνωριστικών υποδοχής δεν εμπίπτει στην αρμοδιότητα της InterNIC και τη διαχειρίζεται ο διαχειριστής του συστήματος. Πριν από την 1η Απριλίου 1993 (ημερομηνία δημιουργίας της InterNIC), πραγματοποιήθηκαν από το Κέντρο πληροφοριών δικτύου (Network Information Center - NIC) υπηρεσίες καταχώρησης στο διαδίκτυο (εκχώρηση διευθύνσεων IP και ονομάτων τομέα DNS). Επί του παρόντος, η NIC εκτελεί μόνο αιτήματα για το δίκτυο DDN (Defense Data Network). Όλοι οι άλλοι χρήστες του Διαδικτύου εξυπηρετούνται από την υπηρεσία εγγραφής της InterNIC.

Λόγω της ταχείας ανάπτυξης του Διαδικτύου, το σχέδιο διευθυνσιοδότησης 32-bit της τρέχουσας έκδοσης του πρωτοκόλλου Internet, IPv4, δεν ανταποκρίνεται πλέον στις ανάγκες του World Wide Web. Η νέα έκδοση, το IPv6, το σχέδιο της οποίας δημοσιοποιήθηκε το 1991, αποσκοπεί στην επίλυση αυτών των προβλημάτων. Το IPv6 θα παρέχει μια μορφή διευθύνσεων IP 128 bit και θα υποστηρίζει την αυτόματη εκχώρηση διεύθυνσης.

Το TCP / IP δίνει στους χρήστες την ευκαιρία να δουλέψουν όχι με τις διευθύνσεις των υπολογιστών υποδοχής, αλλά με τα ονόματά τους, τα οποία φυσικά είναι πολύ πιο βολικά για την ανθρώπινη αντίληψη. Μια κατανεμημένη βάση δεδομένων DNS (Domain Name System) αντιστοιχεί σε διευθύνσεις IP σε ονόματα κεντρικών υπολογιστών. Οποιαδήποτε εφαρμογή μπορεί να καλέσει μια συνήθη λειτουργία βιβλιοθήκης για να μετατρέψει μια διεύθυνση IP στο κατάλληλο όνομα κεντρικού υπολογιστή ή το αντίστροφο. Αυτή η βάση δεδομένων διανέμεται επειδή κανένα αντικείμενο στο διαδίκτυο δεν έχει όλες τις πληροφορίες σχετικά με τα ονόματα. Κάθε αντικείμενο (για παράδειγμα, ένα πανεπιστημιακό σχολείο, μια εταιρεία ή ένα τμήμα μιας εταιρείας) διατηρεί τη βάση δεδομένων του και διαθέτει ένα πρόγραμμα διακομιστή στο οποίο μπορούν να αποκτήσουν πρόσβαση άλλα δίκτυα (πελάτες) στο δίκτυο. Το DNS παρέχει το πρωτόκολλο με το οποίο αλληλεπιδρούν αυτοί οι πελάτες και οι διακομιστές.

... και για το μέλλον

Η ανοικτότητα, η επεκτασιμότητα, η ευελιξία και η ευκολία χρήσης είναι τα αδιαμφισβήτητα πλεονεκτήματα του TCP / IP, αλλά αυτή η οικογένεια πρωτοκόλλων έχει επίσης προφανή μειονεκτήματα. Μια τέτοια ελκυστική απλότητα πρόσβασης μετατρέπει στο Διαδίκτυο το πιο σοβαρό πρόβλημα της ασφάλειας των πληροφοριών, το οποίο γίνεται ιδιαίτερα οξύ τώρα, όταν το παγκόσμιο Δίκτυο χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο για το ηλεκτρονικό εμπόριο. Η διαταραγμένη μετάδοση πακέτων και η αδυναμία παρακολούθησης της πορείας της προώθησής τους είναι επίσης σημαντικά προβλήματα, καθώς εμποδίζουν την υλοποίηση τέτοιων απαιτήσεων στις σύγχρονες επικοινωνιακές δυνατότητες όπως η μετάδοση δεδομένων πολυμέσων σε πραγματικό χρόνο. Τέλος, όπως ήδη αναφέρθηκε, το μέγεθος του χώρου διεύθυνσης που παρέχεται από την τρέχουσα έκδοση του IP, ειδικά σε συνδυασμό με την ανεπαρκή χρήση του, καθιστά δυνατή την αντιμετώπιση των αναγκών ενός γιγαντιαίου και συνεχώς αυξανόμενου δικτύου με μεγάλη δυσκολία.

Εκτύπωση

Επίσης ενδιαφέρουσα:

Οι δείκτες στο φορητό υπολογιστή είναι απενεργοποιημένοι

Η καλύτερη κονσόλα Smart TV στο Android για το σπίτι

Πώς να δημιουργήσετε ένα αποτελεσματικό banner;

Σας συνιστούμε να διαβάσετε:

15.04.2019

Η αγορά Google Play στο Android δεν λειτουργεί, τι να κάνει

14.04.2019

WPAD ή αυτόματες ρυθμίσεις διακομιστή μεσολάβησης

13.04.2019

Κατεβάστε vatsap for android 2

Συνέχιση του θέματος:

Διαφορετικά

Οι κάρτες βιντεοκλίπ για κρυπτογράφηση εξόρυξης αγοράζονται στη Ρωσία

Υπάρχει έργο που απαιτεί ορισμένες γνώσεις και δεξιότητες, υπάρχει το απλούστερο έργο που μπορεί να κάνει ακόμα και ένας μαθητής. Αλλά υπάρχει ένας τρόπος να κερδίσετε χρήματα, στον οποίο δεν είστε τίποτα ...