Hardvér. Komunikačné zariadenie Zariadenie, ktoré prepína viacero komunikačných kanálov, sa nazýva
V tomto článku zvážime hlavné metódy prepínania v sieťach.
V tradičných telefónnych sieťach sa komunikácia medzi účastníkmi uskutočňuje pomocou prepínacích komunikačných kanálov. Na začiatku sa prepínanie telefónnych komunikačných kanálov vykonávalo manuálne, potom sa prepínanie vykonávalo automatickými telefónnymi ústredňami (ATS).
Podobný princíp sa používa v počítačových sieťach. Geograficky vzdialené počítače v počítačovej sieti vystupujú ako predplatitelia. Je fyzicky nemožné poskytnúť každému počítaču vlastnú neprepínanú komunikačnú linku, ktorú by neustále používali. Preto sa takmer vo všetkých počítačových sieťach používa vždy nejaký spôsob prepínania účastníkov (pracovných staníc), ktorý umožňuje niekoľkým účastníkom pristupovať k existujúcim komunikačným kanálom s cieľom poskytnúť niekoľko komunikačných relácií súčasne.
Prepínanie je proces spojenia rôznych účastníkov komunikačnej siete cez tranzitné uzly. Komunikačné siete musia zabezpečiť, aby ich účastníci komunikovali medzi sebou. Účastníkmi môžu byť počítače, segmenty lokálnej siete, faxy alebo telefónni účastníci.
Pracovné stanice sa pripájajú k prepínačom pomocou individuálnych komunikačných liniek, pričom každú z nich využíva vždy len jeden účastník priradený k tejto linke. Prepínače sú navzájom prepojené pomocou zdieľaných komunikačných liniek (zdieľaných viacerými účastníkmi).
Pozrime sa na tri hlavné najbežnejšie spôsoby prepínania účastníkov v sieťach:
- prepínanie okruhov;
- prepínanie paketov;
- prepínanie správ.
Prepínanie okruhov
Prepínanie okruhov zahŕňa vytvorenie súvislého kompozitného fyzického kanála z jednotlivých kanálových sekcií zapojených do série na priamy prenos dát medzi uzlami. Jednotlivé kanály sú navzájom prepojené špeciálnymi zariadeniami - prepínačmi, ktoré dokážu nadviazať spojenie medzi ľubovoľnými koncovými uzlami siete. V sieti s prepínaním okruhov je pred prenosom dát vždy potrebné vykonať procedúru nadviazania spojenia, počas ktorej sa vytvorí kompozitný kanál.
Čas prenosu správy je určený kapacitou kanála, dĺžkou spojenia a veľkosťou správy.
Prepínače, ako aj kanály, ktoré ich spájajú, musia zabezpečiť súčasný prenos dát z viacerých účastníckych kanálov. Aby to dosiahli, musia byť vysokorýchlostné a podporovať nejaký druh techniky multiplexovania predplatiteľského kanála.
Výhody prepínania okruhov:
- konštantná a známa rýchlosť prenosu údajov;
- správna postupnosť príchodu údajov;
- nízka a konštantná latencia prenosu dát cez sieť.
Nevýhody prepínania okruhov:
- sieť môže odmietnuť obslúžiť požiadavku na vytvorenie spojenia;
- iracionálne využívanie kapacity fyzických kanálov, najmä nemožnosť používať užívateľské zariadenia pracujúce rôznymi rýchlosťami. Jednotlivé časti zloženého obvodu pracujú rovnakou rýchlosťou, pretože siete s prepínaním okruhov neukladajú do vyrovnávacej pamäte používateľské dáta;
- povinné oneskorenie pred prenosom údajov z dôvodu fázy nadviazania spojenia.
Prepínanie správ je rozdelenie informácií na správy, z ktorých každá pozostáva z hlavičky a informácie.
Ide o metódu interakcie, pri ktorej sa vytvára logický kanál postupným prenosom správ cez komunikačné uzly na adresu uvedenú v hlavičke správy.
V tomto prípade každý uzol prijme správu, zapíše ju do pamäte, spracuje hlavičku, vyberie cestu a odošle správu z pamäte ďalšiemu uzlu.
Čas doručenia správy je určený časom spracovania v každom uzle, počtom uzlov a kapacitou siete. Keď sa skončí prenos informácií z uzla A do komunikačného uzla B, uzol A sa uvoľní a môže sa podieľať na organizovaní ďalšej komunikácie medzi účastníkmi, takže komunikačný kanál sa využíva efektívnejšie, ale systém riadenia smerovania bude zložitý.
Dnes prepínanie správ v čistej forme prakticky neexistuje.
Prepínanie paketov je špeciálna metóda prepínania sieťových uzlov, ktorá bola špeciálne vytvorená pre čo najlepší prenos počítačovej prevádzky (pulzujúca prevádzka). Experimenty pri vývoji úplne prvých počítačových sietí, ktoré boli založené na technológii prepínania okruhov, ukázali, že tento typ prepínania neposkytuje možnosť získať vysokú priepustnosť počítačovej siete. Dôvod spočíval v nárazovej povahe prevádzky, ktorú generujú typické sieťové aplikácie.
Keď dôjde k prepínaniu paketov, všetky správy prenášané používateľom siete sú rozdelené v zdrojovom uzle na relatívne malé časti nazývané pakety. Je potrebné objasniť, že správa je logicky vyplnený údaj – požiadavka na prenos súboru, odpoveď na túto požiadavku obsahujúca celý súbor a pod. Správy môžu mať ľubovoľnú dĺžku, od niekoľkých bajtov až po mnoho megabajtov. Naopak, pakety môžu mať zvyčajne tiež premennú dĺžku, ale v úzkych medziach, napríklad od 46 do 1500 bajtov (EtherNet). Každý paket je vybavený hlavičkou, ktorá špecifikuje informácie o adrese potrebné na doručenie paketu do cieľového uzla, ako aj číslo paketu, ktoré cieľový uzol použije na zostavenie správy.
Prepínače paketovej siete sa líšia od prepínačov okruhov v tom, že majú vnútornú vyrovnávaciu pamäť na dočasné ukladanie paketov, ak je výstupný port prepínača zaneprázdnený vysielaním ďalšieho paketu, keď je paket prijatý.
Výhody prepínania paketov:
- odolnejšie voči poruchám;
- vysoká celková priepustnosť siete pri prenose nárazovej prevádzky;
- schopnosť dynamicky prerozdeľovať šírku pásma fyzických komunikačných kanálov.
Nevýhody prepínania paketov:
- neistota rýchlosti prenosu dát medzi účastníkmi siete;
- variabilné oneskorenie dátových paketov;
- možná strata údajov v dôsledku pretečenia vyrovnávacej pamäte;
- V postupnosti prijímania paketov môžu byť nezrovnalosti.
Počítačové siete využívajú prepínanie paketov.
Spôsoby prenosu paketov v sieťach:
- Datagramová metóda– prenos sa uskutočňuje ako súbor nezávislých paketov. Každý paket sa pohybuje v sieti po svojej vlastnej trase a užívateľ prijíma pakety v náhodnom poradí.
- Výhody: jednoduchosť procesu prenosu.
- Nevýhody: nízka spoľahlivosť kvôli možnosti straty paketov a potrebe softvéru na zostavovanie paketov a obnovu správ.
- Logický kanál je prenos sekvencie paketov spojených v reťazci, sprevádzaný vytvorením predbežného spojenia a potvrdením prijatia každého paketu. Ak nebude prijatý i-tý paket, nebudú prijaté všetky nasledujúce pakety.
- Virtuálny kanál– ide o logický kanál s prenosom po pevnej trase sekvencie paketov spojených do reťazca.
- Výhody: prirodzená postupnosť údajov je zachovaná; udržateľné dopravné cesty; rezervácia zdrojov je možná.
- Nevýhody: hardvérová zložitosť.
V tomto článku sme zhodnotili hlavné spôsoby prepínania v počítačových sieťach, pričom popis každého spôsobu prepínania uvádza výhody a nevýhody.
Prepínanie okruhov a paketov - to sú metódy riešenia zovšeobecneného problému prepínania dát v ľubovoľnej sieťovej technológii Komplexné technické riešenia úloh zovšeobecneného prepínania v celom rozsahu pozostávajú z konkrétnych problémov sietí na prenos dát.
Medzi špeciálne problémy dátových sietí patria:
- definovať toky a vhodné trasy;
- konfiguračné parametre fixačnej trasy a tabuľky sieťových zariadení;
- rozpoznávacie toky a prenos dát medzi jedným rozhraním zariadenia;
- multiplexovanie/demultiplexovanie tokov;
- separačné médium.
Medzi mnohými možnými prístupmi k riešeniu zovšeobecneného problému účastníckych prepínacích sietí vyčleňujeme dva základné, ktoré zahŕňajú prepínanie kanálov a prepínanie paketov. Existujú tradičné aplikácie každej techniky prepínania, napríklad telefónne siete sa naďalej budujú a budujú pomocou technológie prepínania okruhov, počítačové siete a veľká väčšina je založená na technike prepínania paketov.
Preto ako informačný tok v sieťach s prepájaním okruhov sú dáta vymieňané medzi dvojicou účastníkov. V súlade s tým je funkciou globálneho toku dvojica adries (telefónnych čísel), s ktorými účastníci navzájom komunikujú. Jednou z vlastností sietí s prepínaním okruhov je koncept elementárneho kanála.
Elementárny kanál
Elementárny kanál (alebo kanál)- je základná technická charakteristika siete s prepínaním okruhov, ktorá je pevná v rámci daného typu hodnoty priepustnosti siete. Každé spojenie v sieti s prepínaním okruhov má kapacitu niekoľkých kanálov, ktorá je elementárne prispôsobená pre tento typ siete.
V tradičných telefónnych systémoch je hodnota rýchlosti základného kanála rovná 64 kbit/s, čo je dostatočné pre kvalitný digitálny hlas.
Pre kvalitný hlas sa využíva frekvencia zvukových vibrácií amplitúda kvantovania 8000 Hz (doba vzorkovania 125 ms intervaloch). Na vyjadrenie miery amplitúdy sa najčastejšie používa 8-bitový kód, ktorý robí 256 tónovú gradáciu (podľa vzorkovacích hodnôt).
V tomto prípade je potrebný prenos jedného hlasového kanála so šírkou pásma 64 kbit/s:
8000 x 8 = 64000 bitov/s alebo 64 kbit/s.
Takýto hlasový kanál sa nazýva digitálne telefónne siete so základným kanálom. Vlastnosťou siete s prepínaním okruhov je, že šírka pásma každého spoja sa musí rovnať celému počtu základných kanálov.
Kompozitný kanál
Komunikácia vytvorená prepínaním (spájaním) elementárnych kanálov, nazývaných a kompozitný kanál.
Kompozitný kanál
Vlastnosti kompozitného kanála:
- kompozitný kanál po celej svojej dĺžke je vytvorený z rovnakého počtu elementárnych kanálov;
- kompozitný kanál má konštantnú a pevnú šírku pásma po celej svojej dĺžke;
- kompozitný kanál sa vytvorí dočasne na dobu relácie dvoch účastníkov;
- pri relácii všetky základné kanály, ktoré sú zahrnuté v zloženom kanáli, zadajú výhradné použitie odberateľov, pre ktorých bol zložený kanál vytvorený;
- počas komunikačnej relácie môžu predplatitelia posielať sieťovú dátovú rýchlosť nepresahujúcu kapacitu kanála zloženého;
- dáta prijaté v zloženom kanáli, volanému účastníkovi je zaručené, že budú doručené bez oneskorenia, strát a s rovnakou rýchlosťou (zdrojová rýchlosť) bez ohľadu na to, či je v tomto čase v inej sieti spojenie alebo nie;
- po skončení relácie základné kanály, ktoré boli zahrnuté do zodpovedajúceho zloženého kanála, boli vyhlásené za voľné a vrátené do skupiny zdrojov pridelených na použitie inými používateľmi.
spojenie zamietnuté
spojenie zamietnuté
Žiadosti o pripojenie nie sú vždy úspešné.
Ak na ceste medzi volajúcim a volaným účastníkom nie sú žiadne voľné kanály alebo je volaný základný uzol obsadený, dôjde k poruche v nastavení spojenia.
Výhoda prepínania okruhov
Technológia prepínania okruhov je zameraná na minimalizáciu náhodných udalostí v sieti, tj technológia. Aby sa predišlo akejkoľvek možnej neistote, veľká časť práce na výmene informácií sa vykonáva vopred, ešte pred začiatkom prenosu údajov. Po prvé, pre danú adresu dostupnosť požadovaných základných kanálov od odosielateľa až po príjemcu. Ale v prípade prasknutia je tento prístup neúčinný, pretože 80 % časového kanála môže byť nečinných.
Prepínanie paketov
Najdôležitejším princípom sietí s paketovo prepínaným odosielaním dát je prenos cez sieť vo forme navzájom štrukturálne oddelených kusov dát nazývaných pakety. Každý paket má hlavičku, ktorá obsahuje cieľovú adresu a ďalšie podporné informácie (dĺžka dátového poľa, kontrolný súčet a iné.), Slúži na doručenie adresátovi balíka.
Mať adresu v každom pakete je jednou z najdôležitejších vlastností technológie prepínania paketov, pretože každý paket môže byť spracovaný nezávisle od ostatných prepínacích paketov tvoriacich sieťovú prevádzku. Okrem názvu v balíku môže mať jedno ďalšie pole, ktoré sa umiestni na koniec balíka a tzv. V prívese je zvyčajne umiestnený kontrolný súčet, ktorý vám umožňuje skontrolovať, či informácie boli počas prenosu cez sieť poškodené alebo nie.
Rozdelenie dát do paketov
Rozdelenie dát do paketov prebieha v niekoľkých fázach. Uzol reťazového odosielateľa generuje prenosové dáta, ktoré sú rozdelené na rovnaké časti. Potom dôjde k vytvoreniu balíka pridaním hlavičky nad hlavou. A posledná fáza je zostavenie paketov do pôvodnej správy do cieľového uzla.
Rozdelenie dát do paketov
Prenos dát cez sieť ako paket
Sieť na prenos paketov
Rovnako ako v sieťach s prepínaním okruhov, aj v sieťach s prepínaním paketov, je pre každý z tokov určená trasa manuálne alebo automaticky stanovená v uložených tabuľkách pre komutačné prepínače. Pakety vstupujúce do prepínača sú spracované a odoslané konkrétnou cestou
Neistota a asynchrónny pohyb dát v paketovo prepájaných sieťach kladie špeciálne požiadavky na prepínače v takýchto sieťach.
Hlavný rozdiel medzi prepínačmi paketov prepínačov v sieťach s prepínaním okruhov je v tom, že majú vnútornú vyrovnávaciu pamäť na dočasné ukladanie paketov. Prepínacie vyrovnávacie pamäte musia harmonizovať prenosové rýchlosti v komunikačných spojeniach pripojených k ich rozhraniam, ako aj harmonizovať rýchlosť prijímania paketov s ich rýchlosťou prepínania.
Spôsoby prenosu balíkov
Prepínač môže fungovať na základe jednej z troch metód podpory balíkov:
- prenos datagramov;
- Prechod na vytvorenie logického spojenia;
- Presun na vytvorenie virtuálneho kanála.
Prenos datagramov
Prenos datagramov metóda založená na podpore paketov nezávislých od seba. Postup spracovania paketov je určený iba hodnotami parametrov, ktoré nesie, a aktuálnym stavom siete. A každá jedna paketová sieť je považovaná za úplne nezávislý jednotkový prenos - datagram.
Ilustračný princíp datagramového paketu
Prechod na nadviazanie logického spojenia
Prechod na nadviazanie logického spojenia
Postup harmonizácie dvoch koncových uzlov siete niektorých parametrov procesu výmeny paketov sa nazýva vytvorenie logického spojenia. Možnosti dohodnuté dvoma interagujúcimi uzlami, nazývané parametre logického spojenia.
Virtuálny kanál
Virtuálny kanál
Jediná vopred vyplnená pevná trasa spájajúca koncové uzly so sieťou s prepínaním paketov, označovaná ako virtuálny kanál (virtuálny okruh alebo virtuálny kanál). Virtuálne kanály sú vytvorené pre udržateľný tok informácií. S cieľom izolovať dátový tok je celkový prevádzkový tok každého paketu označený špeciálnym druhom znaku - štítku. Rovnako ako pri vytváraní logického sieťového pripojenia, virtuálny kanál začína tesnením zo zdrojového uzla špeciálnym balíkom - žiadosťou o pripojenie.
Siete prepínania tabuliek využívajúce virtuálne kanály sa líšia od prepínacej tabuľky v datagramových sieťach. Obsahuje záznamy, ktoré len prechádzajú cez virtuálne kanály prepínača, a nie všetky možné cieľové adresy, ako je to v prípade sietí s prenosom datagramového algoritmu.
Porovnanie spínaných okruhov a paketov
| Prepínanie kanálov | Prepínanie paketov |
| Najprv musíte vytvoriť spojenie | Žiadna fáza vytvárania spojenia (metóda datagramu) |
| Poloha sa vyžaduje iba pri vytváraní spojenia | Adresa a ďalšie servisné informácie sa prenášajú s každým paketom |
| Sieť môže odmietnuť pripojenie k účastníkovi | Sieť je vždy pripravená prijímať dáta od predplatiteľa |
| Zaručená šírka pásma (šírka pásma) pre interagujúcich účastníkov | Šírka pásma siete pre používateľov je neznáma, oneskorenia prenosu sú náhodné |
| Prevádzka v reálnom čase sa prenáša bez oneskorenia | Sieťové zdroje sa efektívne využívajú pri prenose nárazovej prevádzky |
| Vysoká spoľahlivosť prenosu | Možná strata údajov v dôsledku pretečenia vyrovnávacej pamäte |
| Iracionálne využitie kapacity kanála, zníženie celkovej efektívnosti siete | Automatické dynamické prideľovanie šírky pásma fyzického kanála medzi predplatiteľmi |
Prečítajte si tiež:
|
Topológia Systém vzťahov medzi komponentmi siete Windows. Keď sa použije na replikáciu služby Active Directory, topológia sa zníži na množinu pripojení, ktoré radiče domény používajú na vzájomnú komunikáciu.
(1) Počítačové siete implementujú spracovanie informácií M204, M205
paralelný
miestne
●distribuované
obojsmerný
(1) Adresa webovej stránky na prezeranie v prehliadači začína:
LAN KOMBINÁCIA
Dôvody na kombinovanie sietí LAN
LAN systém vytvorený v určitom štádiu vývoja časom prestáva uspokojovať potreby všetkých používateľov a potom nastáva problém rozšírenia jeho funkcionality. V rámci spoločnosti môže byť potrebné skombinovať rôzne siete LAN, ktoré sa objavili v rôznych oddeleniach a pobočkách v rôznych časoch, aspoň na organizovanie výmeny údajov s inými systémami. Problém rozšírenia konfigurácie siete je možné vyriešiť tak v obmedzenom priestore, ako aj s prístupom do vonkajšieho prostredia.
Túžba získať prístup k určitým informačným zdrojom môže vyžadovať pripojenie LAN k sieťam vyššej úrovne.
V najjednoduchšej verzii je konsolidácia LAN potrebná na rozšírenie siete ako celku, ale technické možnosti existujúcej siete sú vyčerpané a nie je možné k nej pripojiť nových účastníkov. Môžete vytvoriť ďalšiu sieť LAN a skombinovať ju s existujúcou sieťou pomocou jednej z nižšie uvedených metód.
Metódy kombinovania sietí LAN
Most. Najjednoduchšou možnosťou kombinácie LAN je spojiť identické siete v rámci obmedzeného priestoru. Fyzické prenosové médium ukladá obmedzenia na dĺžku sieťového kábla. V rámci prípustnej dĺžky je vybudovaný segment siete - segment siete. Používajú sa na kombinovanie segmentov siete mosty.
Most- zariadenie, ktoré spája dve siete pomocou rovnakých metód prenosu dát.
Siete, ktoré most spája, musia mať rovnaké úrovne siete ako model interakcie otvorených systémov, nižšie úrovne môžu mať určité rozdiely.
Pre sieť osobných počítačov je mostom samostatný počítač so špeciálnym softvérom a dodatočným vybavením. Most môže spájať siete rôznych topológií, ale prevádzkuje rovnaký typ sieťových operačných systémov.
Mosty môžu byť lokálne alebo vzdialené.
Miestne Mosty spájajú siete umiestnené v obmedzenej oblasti v rámci existujúceho systému.
Odstránené Mosty spájajú geograficky rozptýlené siete pomocou externých komunikačných kanálov a modemov.
Miestne mosty sa zase delia na vnútorné a vonkajšie.
Domáce mosty sú zvyčajne umiestnené na jednom z počítačov danej siete a spájajú funkciu mosta s funkciou účastníckeho počítača. Rozšírenie funkcií sa vykonáva inštaláciou ďalšej sieťovej karty.
Vonkajšie Mosty vyžadujú na vykonávanie svojich funkcií samostatný počítač so špeciálnym softvérom.
Smerovač (smerovač). Komplexná sieť, ktorá je spojením viacerých sietí, si vyžaduje špeciálne zariadenie. Úlohou tohto zariadenia je poslať správu príjemcovi v požadovanej sieti. Toto zariadenie sa nazýva m router.
Smerovač alebo smerovač je zariadenie, ktoré spája siete rôznych typov, ale používa rovnaký operačný systém.
Router vykonáva svoje funkcie na sieťovej vrstve, takže závisí od komunikačných protokolov, ale nezávisí od typu siete. Pomocou dvoch adries – sieťovej adresy a hostiteľskej adresy router jednoznačne vyberie konkrétnu sieťovú stanicu.
Príklad 6.7. Je potrebné nadviazať spojenie s účastníkom telefónnej siete nachádzajúcim sa v inom meste. Najprv sa vytočí adresa telefónnej siete tohto mesta – predvoľba. Potom - adresa uzla tejto siete - telefónne číslo predplatiteľ Funkcie Router je vykonávaný zariadením PBX.
Smerovač si tiež môže vybrať najlepšiu cestu na prenos správy účastníkovi siete, filtruje informácie, ktoré cez ňu prechádzajú, a posiela do jednej zo sietí iba informácie, ktoré sú jej adresované.
Okrem toho router zabezpečuje vyrovnávanie záťaže v sieti presmerovaním tokov správ cez voľné komunikačné kanály.
Brána. Na kombinovanie sietí LAN úplne odlišných typov, ktoré fungujú pomocou výrazne odlišných protokolov, sú k dispozícii špeciálne „zariadenia - brány.
Brána je zariadenie, ktoré vám umožňuje organizovať výmenu údajov medzi dvoma sieťami pomocou rôznych komunikačných protokolov.
Brána vykonáva svoje funkcie na úrovniach nad úrovňou siete. Nezávisí od použitého prenosového média, ale závisí od použitých protokolov výmeny údajov. Typicky brána konvertuje medzi dvoma protokolmi.
Pomocou brán môžete pripojiť lokálnu sieť k hostiteľskému počítaču, ako aj pripojiť lokálnu sieť ku globálnej.
Príklad 6.8. Je potrebné zjednotiť lokálne siete umiestnené v rôznych mestách. Tento problém je možné vyriešiť pomocou globálnej dátovej siete. Takouto sieťou je sieť na prepínanie paketov založená na protokole X.25. Pomocou brány je lokálna sieť pripojená k sieti X.25. Brána vykonáva potrebné prevody protokolov a zabezpečuje výmenu dát medzi sieťami.
Mosty, smerovače a dokonca aj brány sú konštruované vo forme dosiek, ktoré sú inštalované v počítačoch. Svoje funkcie môžu vykonávať tak v režime úplného oddelenia funkcií, ako aj v režime ich kombinovania s funkciami pracovnej stanice počítačovej siete.
(1) Počítač, ktorý má 2 sieťové karty a je určený na prepojenie sietí, sa nazýva:
Router
Zosilňovač
Prepínač
(1) Zariadenie, ktoré prepína niekoľko komunikačných kanálov do jedného frekvenčným delením, sa nazýva...
opakovač
●rozbočovač
multiplexer na prenos dát
HARDVÉROVÁ IMPLEMENTÁCIA PRENOSU ÚDAJOV
Spôsoby prenosu digitálnych informácií
Digitálne dáta sa prenášajú pozdĺž vodiča zmenou aktuálneho napätia: žiadne napätie - „O“, existuje napätie - „1“. Existujú dva spôsoby prenosu informácií cez fyzické prenosové médium: digitálny a analógový.
Poznámky: 1. Ak všetci účastníci počítačovej siete prenášajú dáta cez kanál na rovnakej frekvencii, takýto kanál sa nazýva úzkopásmový(prejde jednu frekvenciu).
2. Ak každý účastník pracuje na svojej vlastnej frekvencii na jednom kanáli, potom sa takýto kanál volá širokopásmové pripojenie(prechádza mnohými frekvenciami). Používanie širokopásmových kanálov vám umožňuje ušetriť na ich množstve, ale komplikuje proces riadenia výmeny údajov.
O digitálny alebo úzkopásmový spôsob prenosu(obr. 6.10) dáta sú prenášané v prirodzenej forme na jednej frekvencii. Úzkopásmová metóda umožňuje prenášať iba digitálne informácie, zaisťuje, že prenosové médium môžu používať iba dvaja používatelia v danom čase a umožňuje normálnu prevádzku len na obmedzenú vzdialenosť (dĺžka komunikačnej linky nie viac ako 1000 m). Úzkopásmový spôsob prenosu zároveň poskytuje vysokú rýchlosť výmeny dát – až 10 Mbit/s a umožňuje vytvárať ľahko konfigurovateľné počítačové siete. Prevažná väčšina lokálnych sietí využíva úzkopásmový prenos.
Ryža. 6.10. Metóda digitálneho prenosu
Analógové Metóda digitálneho prenosu dát (obr. 6.11) poskytuje širokopásmový prenos pomocou signálov rôznych nosných frekvencií v jednom kanáli.
Pri metóde analógového prenosu sú parametre signálu nosnej frekvencie riadené na prenos digitálnych dát cez komunikačný kanál.
Signál nosnej frekvencie je harmonická oscilácia opísaná rovnicou: "
A r = A r max sin (atf+9 0),
kde Xmax je amplitúda oscilácií; ko - frekvencia oscilácií; t- čas; f 0 - počiatočná fáza kmitov.
Digitálne dáta môžete prenášať cez analógový kanál ovládaním jedného z parametrov signálu nosnej frekvencie: amplitúdy, frekvencie alebo fázy. Keďže je potrebné prenášať dáta v binárnej forme (postupnosť jednotiek a núl), možno navrhnúť nasledujúce spôsoby riadenia (modulácia): amplitúda, frekvencia, fáza.
Najjednoduchší spôsob, ako pochopiť princíp, je amplitúda modulácia: "O" - bez signálu, t.j. žiadne oscilácie nosnej frekvencie; "1" - prítomnosť signálu, t.j. prítomnosť oscilácií nosnej frekvencie. Existujú oscilácie - jedna, žiadne oscilácie - nula (obr. 6.11 A).
Frekvencia modulácia zahŕňa prenos signálov 0 a 1 na rôznych frekvenciách. Pri pohybe z 0 na 1 a z 1 na 0 sa signál nosnej frekvencie mení (obr. 6.116).
Najťažšie je pochopiť fáza modulácia. Jej podstatou je, že pri pohybe z 0 na 1 a z 1 na 0 sa mení fáza kmitov, t.j. ich smer (obr. 6.11 V).
Používa sa aj v hierarchických sieťach na vysokej úrovni – globálnych a regionálnych širokopásmový prenos, ktorý umožňuje každému účastníkovi pracovať na svojej vlastnej frekvencii v rámci jedného kanála. To zabezpečuje interakciu veľkého počtu účastníkov pri vysokých rýchlostiach prenosu dát.
Širokopásmový prenos umožňuje kombinovať prenos digitálnych dát, obrazu a zvuku v jednom kanáli, čo je nevyhnutná požiadavka moderných multimediálnych systémov.
Príklad 6.5. Typický analógový kanál je telefónny kanál. Keď účastník zdvihne slúchadlo, počuje jednotný zvukový signál - toto je signál nosnej frekvencie. Keďže leží vo frekvenčnom rozsahu zvuku, nazýva sa to tónový signál. Na prenos reči cez telefónny kanál je potrebné ovládať signál nosnej frekvencie - modulovať ho. Zvuky zachytené mikrofónom sa premieňajú na elektrické signály, ktoré zasa modulujú signál nosnej frekvencie. Pri prenose digitálnych informácií sa riadenie vykonáva informačnými bajtmi - sekvenciou jednotiek a núl.
Hardvér
Na zabezpečenie prenosu informácií z počítača do komunikačného prostredia je potrebné koordinovať signály vnútorného rozhrania počítača s parametrami signálov prenášaných komunikačnými kanálmi. V tomto prípade je potrebné vykonať fyzické párovanie (tvar, amplitúda a trvanie signálu) aj kódové párovanie.
Nazývajú sa technické zariadenia, ktoré vykonávajú funkcie prepojenia počítača s komunikačnými kanálmi adaptéry alebo sieťové adaptéry. Jeden adaptér zabezpečuje spárovanie s počítačom jedného komunikačného kanála.
Ryža. 6.11. Metódy prenosu digitálnych informácií cez analógový signál: A- amplitúdová modulácia; b- frekvencia; V- fáza
Okrem jednokanálových adaptérov používajú sa aj viackanálové zariadenia - multiplexory na prenos dát alebo jednoducho multiplexory.
Multiplexer na prenos dát- zariadenie na prepojenie počítača s viacerými komunikačnými kanálmi.
V teleprocesných systémoch boli použité multiplexory na prenos dát - prvý krok k vytvoreniu počítačových sietí. Neskôr, so vznikom sietí so zložitými konfiguráciami a veľkým počtom účastníckych systémov, sa na implementáciu funkcií rozhrania začali používať špeciálne komunikačné procesory.
Ako už bolo spomenuté vyššie, na prenos digitálnych informácií cez komunikačný kanál je potrebné konvertovať tok bitov na analógové signály a pri prijímaní informácií z komunikačného kanála do počítača vykonať opačnú akciu - konvertovať analógové signály na tok bitov, ktoré môže počítač spracovať. Takéto transformácie sa vykonávajú pomocou špeciálneho zariadenia - mod jesť.
Modem- zariadenie, ktoré moduluje a demoduluje informačné signály pri ich prenose z počítača do komunikačného kanála a pri ich prijímaní z komunikačného kanála do počítača.
Najdrahším komponentom počítačovej siete je komunikačný kanál. Preto sa pri budovaní viacerých počítačových sietí snažia ušetriť na komunikačných kanáloch prepnutím viacerých interných komunikačných kanálov na jeden externý. Na vykonávanie spínacích funkcií sa používajú špeciálne zariadenia - rozbočovačov.
Stredisko- zariadenie, ktoré pomocou frekvenčného delenia prepína viacero komunikačných kanálov do jedného.
V sieti LAN, kde je fyzickým prenosovým médiom kábel obmedzenej dĺžky, sa na zvýšenie dĺžky siete používajú špeciálne zariadenia - opakovače.
Opakovač- zariadenie, ktoré zabezpečuje zachovanie tvaru a amplitúdy signálu pri jeho prenose na väčšiu vzdialenosť, než akú poskytuje tento druh fyzického prenosového média.
Existujú lokálne a vzdialené opakovače. Miestne opakovače umožňujú pripojiť sieťové fragmenty umiestnené vo vzdialenosti až 50 m, a diaľkový- do 2000 m.
Charakteristiky komunikačnej siete
Na posúdenie kvality komunikačnej siete môžete použiť nasledujúce charakteristiky:
■ rýchlosť prenosu dát cez komunikačný kanál;
■ kapacita komunikačného kanála;
■ spoľahlivosť prenosu informácií;
■ spoľahlivosť komunikačného kanála a modemov.
Rýchlosť prenosu dát cez komunikačný kanál sa meria počtom bitov informácií prenesených za jednotku času - sekundu.
Pamätajte! Jednotkou rýchlosti prenosu dát sú bity za sekundu.
Poznámka.Často používanou jednotkou merania rýchlosti je baud. Baud je počet zmien stavu prenosového média za sekundu. Takže Ako každá zmena stavu môže zodpovedať niekoľkým bitom údajov reálny rýchlosť v bitov za sekundu môže prekročiť prenosovú rýchlosť.
Rýchlosť prenosu dát závisí od typu a kvality komunikačného kanála, typu použitých modemov a použitej metódy synchronizácie.
Pre asynchrónne modemy a telefónny komunikačný kanál je teda rozsah rýchlosti 300 - 9600 bps a pre synchrónne modemy - 1200 - 19200 bps.
Pre používateľov počítačových sietí nie sú dôležité abstraktné bity za sekundu, ale informácie, ktorých mernou jednotkou sú bajty alebo znaky. Preto je výhodnejšia charakteristika kanála priepustnosť, ktorý sa odhaduje podľa počtu znakov prenesených cez kanál za jednotku času - sekundu. V tomto prípade sú v správe zahrnuté všetky servisné znaky. Teoretická priepustnosť je určená rýchlosťou prenosu dát. Skutočná priepustnosť závisí od množstva faktorov, vrátane spôsobu prenosu, kvality komunikačného kanála, jeho prevádzkových podmienok a štruktúry správy.
Pamätajte! Jednotkou merania kapacity komunikačného kanála je číslica za sekundu.
Základnou charakteristikou každého sieťového komunikačného systému je spoľahlivosť prenášané informácie. Keďže na základe spracovania informácií o stave riadiaceho objektu sa rozhoduje o jednom alebo druhom priebehu procesu, osud objektu môže v konečnom dôsledku závisieť od spoľahlivosti informácií. Spoľahlivosť prenosu informácie sa hodnotí ako pomer počtu chybne prenesených znakov k celkovému počtu prenesených znakov. Požadovanú úroveň spoľahlivosti musí poskytovať zariadenie aj komunikačný kanál. Je nevhodné používať drahé zariadenia, ak komunikačný kanál nespĺňa potrebné požiadavky na úroveň spoľahlivosti. *
Pamätajte! Jednotka spoľahlivosti: počet chýb na znak - chyby/znak.
Pre počítačové siete by mal byť tento indikátor v rozmedzí 10 -6 - 10~ 7 chýb/znamienko, t.j. Jedna chyba je povolená na milión prenesených znakov alebo na desať miliónov prenesených znakov.
nakoniec spoľahlivosť komunikačný systém je určený buď podielom času v dobrom stave na celkovom prevádzkovom čase, alebo priemerným časom medzi poruchami. Druhá charakteristika vám umožňuje efektívnejšie posúdiť spoľahlivosť systému.
Pamätajte! Jednotka merania spoľahlivosti: priemerný čas medzi poruchami - hodina.
V prípade počítačových sietí musí byť stredný čas medzi poruchami pomerne veľký a musí dosahovať aspoň niekoľko tisíc hodín.
226 KAPITOLA 6. POČÍTAČOVÉ SIETE
6.3. MIESTNE POČÍTAČOVÉ SIETE
Vlastnosti organizácie LAN
Typické topológie LAN a metódy prístupu
LAN zlúčenie
VLASTNOSTI LAN ORGANIZÁCIE
Funkčné skupiny zariadení v sieti
Hlavným účelom každej počítačovej siete je poskytovať informácie a výpočtové zdroje používateľom, ktorí sú k nej pripojení.
Z tohto hľadiska možno lokálnu sieť považovať za súbor serverov a pracovných staníc.
Server- počítač pripojený k sieti a poskytujúci jej výhody poskytovateľov určitých služieb.
servery môže vykonávať ukladanie dát, správu databáz, vzdialené spracovanie úloh, tlač úloh a množstvo ďalších funkcií, ktoré môžu používatelia siete potrebovať. Server je zdrojom sieťových zdrojov.
Pracovná stanica- osobný počítač pripojený k sieti, prostredníctvom ktorej používateľ získava prístup k svojim zdrojom.
Pracovná stanica Sieť funguje v sieťovom aj lokálnom režime. Je vybavený vlastným operačným systémom (MS DOS, Windows a pod.) a poskytuje užívateľovi všetky potrebné nástroje na riešenie aplikovaných problémov.
Osobitná pozornosť by sa mala venovať jednému typu servera - súborovému serveru. V bežnej terminológii sa pre ňu akceptuje skrátený názov - súborový server.
Súborový server ukladá údaje používateľov siete a poskytuje im prístup k týmto údajom. Ide o počítač s veľkou kapacitou RAM, veľkokapacitnými pevnými diskami a prídavnými magnetopáskovými mechanikami (streamery).
Funguje pod špeciálnym operačným systémom, ktorý poskytuje používateľom siete súčasný prístup k údajom, ktoré sa na ňom nachádzajú.
Súborový server vykonáva nasledujúce funkcie: ukladanie údajov, archivácia údajov, synchronizácia zmien údajov rôznymi používateľmi, prenos údajov.
Pri mnohých úlohách použitie jedného súborového servera nestačí. Potom môže byť do siete zahrnutých niekoľko serverov. Ako súborové servery je možné použiť aj minipočítače.
Riadenie interakcie zariadení v sieti
Informačné systémy vybudované na báze počítačových sietí poskytujú riešenia nasledujúcich úloh: ukladanie údajov, spracovanie údajov, organizovanie prístupu používateľov k údajom, prenos údajov a výsledkov spracovania údajov používateľom.
V centralizovaných systémoch spracovania tieto funkcie vykonával centrálny počítač (Mainframe, Host).
Počítačové siete implementujú distribuované spracovanie dát. Spracovanie údajov je v tomto prípade rozdelené medzi dva objekty: zákazník A server.
Zákazník- používateľ úlohy, pracovnej stanice alebo počítačovej siete.
Počas spracovania údajov môže klient vytvoriť požiadavku na server na vykonanie zložitých procedúr, čítanie súboru, vyhľadávanie informácií v databáze atď.
Server definovaný skôr splní požiadavku prijatú od klienta. Výsledky požiadavky sa prenášajú klientovi. Server poskytuje ukladanie verejných údajov, organizuje prístup k týmto údajom a prenáša údaje klientovi.
Klient spracuje prijaté údaje a výsledky spracovania prezentuje vo forme vhodnej pre užívateľa. V zásade je možné spracovanie údajov vykonávať aj na serveri. Pre takéto systémy sú prijaté termíny systémy Klientsky server alebo architektúra Klientsky server.
Architektúru klient-server možno použiť v lokálnych sieťach typu peer-to-peer aj v sieťach s dedikovaným serverom.
Peer-to-peer sieť. V takejto sieti neexistuje jediné centrum na riadenie interakcie pracovných staníc a neexistuje jediné zariadenie na ukladanie údajov. Sieťový operačný systém je distribuovaný na všetkých pracovných staniciach. Každá sieťová stanica môže vykonávať funkcie klienta aj servera. Môže obsluhovať požiadavky z iných pracovných staníc a posielať svoje vlastné servisné požiadavky do siete.
Používateľ siete má prístup ku všetkým zariadeniam pripojeným k iným staniciam (disky, tlačiarne).
Výhody sietí typu peer-to-peer: nízke náklady a vysoká spoľahlivosť.
Nevýhody sietí typu peer-to-peer:
■ závislosť efektívnosti siete od počtu staníc;
■ zložitosť správy siete;
■ ťažkosti so zaistením informačnej bezpečnosti;
■ problémy s aktualizáciou a zmenou softvéru stanice. Najpopulárnejšie sú siete typu peer-to-peer založené na sieti
operačné systémy LANtastic, NetWare Lite.
Sieť s zvýraznené server. V sieti s dedikovaným serverom jeden z počítačov vykonáva funkcie ukladania údajov určených na použitie všetkými pracovnými stanicami, riadenie interakcie medzi pracovnými stanicami a množstvo servisných funkcií.
Takýto počítač sa zvyčajne nazýva sieťový server. Je na ňom nainštalovaný sieťový operačný systém a sú k nemu pripojené všetky zdieľané externé zariadenia – pevné disky, tlačiarne a modemy.
Interakcia medzi pracovnými stanicami v sieti sa zvyčajne uskutočňuje prostredníctvom servera. Logická organizácia takejto siete môže byť reprezentovaná topológiou hviezda.Úlohu centrálneho zariadenia plní server. V sieťach s centralizovanou správou je možné vymieňať si informácie medzi pracovnými stanicami, pričom sa obchádza súborový server. Na tento účel môžete použiť program NetLink. Po spustení programu na dvoch pracovných staniciach môžete prenášať súbory z disku jednej stanice na disk druhej (podobne ako pri kopírovaní súborov z jedného adresára do druhého pomocou Norton Commander).
Výhody siete s dedikovaným serverom:
■ spoľahlivý systém informačnej bezpečnosti;
■ vysoký výkon;
■ žiadne obmedzenia počtu pracovných staníc;
■ jednoduchosť správy v porovnaní so sieťami typu peer-to-peer. Nevýhody siete:
■ vysoké náklady v dôsledku pridelenia jedného počítača pre server;
■ závislosť rýchlosti a spoľahlivosti siete od servera;
■ menšia flexibilita v porovnaní so sieťou typu peer-to-peer.
Dedikované serverové siete sú medzi používateľmi počítačových sietí najbežnejšie. Sieťové operačné systémy pre takéto siete sú LANServer (IBM), Windows NT Server verzie 3.51 a 4.0 a NetWare (Novell).
(1)Miestne siete nie je možné prepojiť pomocou...M232
brány, mosty
●rozbočovače, modemy
serverov
smerovačov
(1)BBS je...M745
navigátor
softvér na prácu na intranete
●systém elektronických násteniek na internete
program údržby organizačného servera
(1) Spracovanie údajov klient-server, ide o spracovanie. M227
paralelný
lokalizované
obojsmerný
●distribuované
(1) Program Bat umožňuje...
načítať webové stránky
●odovzdávanie a úprava e-mailov
archívny email
(1) Jedným z vyhľadávačov na internete je...
(1) Internet Explorer umožňuje...
chat cez IRC protokol
●sťahovanie webových stránok prostredníctvom protokolu http a súborov prostredníctvom protokolu FTP
sťahovanie diskusných skupín cez protokol NNTP
(1)Telefónny kábel je voliteľný...M228
optické - vysokofrekvenčné
koaxiálny kábel
optických vlákien
●krútený pár
(1) Používa sa systém Usenet...M239
registrácia používateľov v sieti
●prenášať správy medzi počítačmi po celom svete
spracovanie informácií v sieti
vytvorenie pracovnej stanice v sieti
(1)Diskusná skupina Usenet sa volá...M239
skupina serverov
skupina online
●telekonferencia
(1) Tok správ v dátovej sieti je určený...
kapacita pamäte kanála správ
●premávka
6.1. KOMUNIKAČNÉ PROSTREDIE A PRENOS ÚDAJOV
Účel a klasifikácia počítačových sietí
Charakteristika procesu prenosu údajov
Hardvérová implementácia prenosu dát
Dátové prepojenia
ÚČEL A KLASIFIKÁCIA POČÍTAČOVÝCH SIETE
Distribuované spracovanie údajov
Moderná výroba si vyžaduje vysoké rýchlosti spracovania informácií, pohodlné formy ich uchovávania a prenosu. Je tiež potrebné mať dynamické spôsoby prístupu k informáciám, spôsoby vyhľadávania údajov v daných časových intervaloch; implementovať komplexné matematické a logické spracovanie dát. Riadenie veľkých podnikov a riadenie ekonomiky na úrovni krajiny si vyžaduje účasť pomerne veľkých tímov v tomto procese. Takéto skupiny sa môžu nachádzať v rôznych častiach mesta, v rôznych regiónoch krajiny a dokonca aj v rôznych krajinách. Pri riešení problémov riadenia, ktoré zabezpečujú implementáciu ekonomickej stratégie, sa stávajú dôležitými a relevantnými rýchlosť a pohodlie výmeny informácií, ako aj možnosť úzkej interakcie medzi všetkými, ktorí sa podieľajú na procese vývoja manažérskych rozhodnutí.
V ére centralizovaného používania počítačov s dávkovým spracovaním informácií používatelia počítačov uprednostňovali nákup počítačov, ktoré dokázali vyriešiť takmer všetky triedy ich problémov. Zložitosť riešených problémov je však nepriamo úmerná ich počtu a to viedlo k neefektívnemu využívaniu výpočtového výkonu počítača pri značných materiálových nákladoch. Nemožno ignorovať skutočnosť, že prístup k počítačovým zdrojom bol ťažký kvôli existujúcej politike centralizácie výpočtových zdrojov na jednom mieste.
Princíp centralizované spracovanie dát (obr. 6.1) nespĺňalo vysoké požiadavky na spoľahlivosť procesu spracovania, brzdilo vývoj systémov a nedokázalo poskytnúť potrebné časové parametre pre interaktívne spracovanie dát vo viacužívateľskom režime. Krátkodobé zlyhanie centrálneho počítača malo fatálne následky pre systém ako celok, pretože bolo potrebné duplikovať funkcie centrálneho počítača, čím sa výrazne zvýšili náklady na vytváranie a prevádzku systémov spracovania dát.
 |
Ryža. 6.2. Distribuovaný systém spracovania údajov
Vznik malých počítačov, mikropočítačov a napokon aj osobných počítačov si vyžiadal nový prístup k organizácii systémov spracovania údajov a k tvorbe nových informačných technológií. Vznikla logicky opodstatnená požiadavka na prechod z používania jednotlivých počítačov na centralizované systémy spracovania dát distribuovať spracovanie údajov (obr. 6.2).
Distribuované spracovanie údajov- spracovanie údajov vykonávané na nezávislých, ale vzájomne prepojených počítačoch predstavujúcich distribuovaný systém.
Na implementáciu distribuovaného spracovania dát sme vytvorili združenia viacerých strojov, ktorého štruktúra sa vyvíja jedným z nasledujúcich smerov:
■ multi-machine computing systems (MCC);
■ počítačové (počítačové) siete.
Viacstrojový výpočtový komplex- skupina počítačov inštalovaných v blízkosti, spojených pomocou špeciálnych nástrojov rozhrania a spoločne vykonávajúcich jeden informačný a výpočtový proces.
Poznámka: Nižšieproces rozumie sa určitá postupnosť akcií na vyriešenie problému, určená programom.
Viacstrojové výpočtové systémy môžu byť:
miestne za predpokladu, že počítače sú nainštalované v tej istej miestnosti a na prepojenie si nevyžadujú špeciálne vybavenie a komunikačné kanály; diaľkové, ak sú niektoré počítače komplexu inštalované v značnej vzdialenosti od centrálneho počítača a na prenos údajov sa používajú telefónne komunikačné kanály.
Príklad 6.1. Je pripojený k počítaču typu mainframe, ktorý poskytuje režim dávkového spracovania informácií pomocou zariadenia rozhrania mini-počítača. Oba počítače sú umiestnené v tej istej počítačovej miestnosti. Minipočítač zabezpečuje prípravu a predbežné spracovanie dát, ktoré sa následne využívajú na riešenie zložitých problémov na sálovom počítači. Ide o miestny komplex s viacerými strojmi.
Príklad 6.2. Tri počítače sú spojené do komplexu na distribúciu úloh prijatých na spracovanie. Jeden z nich plní funkciu dispečingu a rozdeľuje úlohy v závislosti od obsadenosti jedného z ďalších dvoch spracovateľských počítačov. Ide o miestny komplex s viacerými strojmi.
Príklad 6.3. Počítač, ktorý zhromažďuje údaje pre určitú oblasť, vykonáva predbežné spracovanie a prenáša ich na ďalšie použitie do centrálneho počítača cez telefónny komunikačný kanál. Ide o vzdialený komplex s viacerými strojmi.
Počítačová (výpočtová) sieť- súbor počítačov a terminálov prepojených komunikačnými kanálmi do jedného systému, ktorý spĺňa požiadavky na distribuované spracovanie dát.
Poznámka. Pod systému sa rozumie autonómny súbor pozostávajúci z jedného alebo viacerých počítačov, softvéru, periférnych zariadení, terminálov, zariadení na prenos dát, fyzických procesov a operátorov, schopných spracovávať informácie a vykonávať funkcie interakcie s inými systémami.
Zovšeobecnená štruktúra počítačovej siete
Počítačové siete sú najvyššou formou multi-strojových asociácií. Zdôraznime hlavné rozdiely medzi počítačovou sieťou a viacstrojovým výpočtovým komplexom.
Prvým rozdielom je rozmer. Viacstrojový výpočtový komplex zvyčajne zahŕňa dva, maximálne tri počítače, umiestnené prevažne v jednej miestnosti. Počítačová sieť môže pozostávať z desiatok a dokonca stoviek počítačov umiestnených vo vzdialenosti od niekoľkých metrov až po desiatky, stovky a dokonca tisíce kilometrov.
Druhým rozdielom je rozdelenie funkcií medzi počítače. Ak vo viacstrojovom výpočtovom komplexe môžu byť funkcie spracovania údajov, prenosu údajov a riadenia systému implementované v jednom počítači, potom v počítačových sieťach sú tieto funkcie rozdelené medzi rôzne počítače.
Tretím rozdielom je potreba vyriešiť problém smerovania správ v sieti. Správa z jedného počítača do druhého v sieti sa môže prenášať rôznymi cestami v závislosti od stavu komunikačných kanálov spájajúcich počítače medzi sebou.
Spojenie počítačového vybavenia, komunikačného vybavenia a kanálov na prenos dát do jedného komplexu kladie špecifické požiadavky na každý prvok viacstrojového združenia a tiež si vyžaduje vytvorenie špeciálneho terminológie.
Predplatitelia siete- objekty, ktoré generujú alebo spotrebúvajú informácie v sieti.
Predplatitelia siete môžu byť jednotlivé počítače, počítačové komplexy, terminály, priemyselné roboty, numericky riadené stroje atď. K stanici sa pripojí ktorýkoľvek účastník siete.
Stanica- zariadenie, ktoré vykonáva funkcie súvisiace s vysielaním a prijímaním informácií.
Zvyčajne sa nazýva množina účastníka a stanice predplatiteľský systém. Na organizovanie interakcie účastníkov je potrebné fyzické prenosové médium.
Fyzické prenosové médium - komunikačné linky alebo priestor, v ktorom sa šíria elektrické signály a zariadenia na prenos dát.
Na základe fyzického prenosového média je postavený komunikačná sieť, ktorý zabezpečuje prenos informácií medzi účastníckymi systémami.
Tento prístup nám umožňuje považovať akúkoľvek počítačovú sieť za súbor účastníckych systémov a komunikačnú sieť. Zovšeobecnená štruktúra počítačovej siete je znázornená na obr. 6.3.
 |
Ryža. 6.3. Zovšeobecnená štruktúra počítačovej siete
Klasifikácia počítačových sietí
V závislosti od územného umiestnenia účastníckych systémov možno počítačové siete rozdeliť do troch hlavných tried:
■ globálne siete (WAN – Wide Area Network);
■ regionálne siete (MAN - Metropolitan Area Network);
■ lokálne siete (LAN - Local Area Network).
globálne Počítačová sieť združuje predplatiteľov nachádzajúcich sa v rôznych krajinách a na rôznych kontinentoch. Interakcia medzi účastníkmi takejto siete sa môže uskutočňovať na základe telefónnych komunikačných liniek, rádiovej komunikácie a satelitných komunikačných systémov. Globálne počítačové siete vyriešia problém zjednotenia informačných zdrojov celého ľudstva a organizácie prístupu k týmto zdrojom.
Regionálne Počítačová sieť spája účastníkov, ktorí sa nachádzajú v značnej vzdialenosti od seba. Môže zahŕňať predplatiteľov vo veľkom meste, ekonomickom regióne alebo jednotlivej krajine. Vzdialenosť medzi účastníkmi regionálnej počítačovej siete je zvyčajne desiatky až stovky kilometrov.
Miestne Počítačová sieť združuje účastníkov, ktorí sa nachádzajú na malej ploche. V súčasnosti neexistujú žiadne špecifické obmedzenia týkajúce sa územného rozptylu účastníkov lokálnej siete. Typicky je takáto sieť pripojená k určitému miestu. Trieda lokálnych počítačových sietí zahŕňa siete obchodných podnikov, firiem, bánk, úradov atď. Dĺžka takejto siete môže byť obmedzená na 2 - 2,5 km.
Kombinácia globálnych, regionálnych a lokálnych počítačových sietí umožňuje vytvárať hierarchie viacerých sietí. Poskytujú výkonné, nákladovo efektívne prostriedky na spracovanie obrovského množstva informácií a prístup k obmedzeným informačným zdrojom. Na obr. 6.4 ukazuje jednu z možných hierarchií počítačových sietí. Lokálne počítačové siete môžu byť zahrnuté ako komponenty regionálnej siete, regionálne siete môžu byť zjednotené ako súčasť globálnej siete a napokon aj globálne siete môžu vytvárať zložité štruktúry.
Ryža. 6.4. Hierarchia počítačových sietí
Príklad 6.4. Internetová počítačová sieť je najpopulárnejšou globálnou sieťou. Pozostáva z mnohých voľne prepojených sietí. V rámci každej siete, ktorá je súčasťou internetu, existuje špecifická komunikačná štruktúra a špecifická disciplína riadenia. V rámci internetu štruktúra a spôsoby spojenia medzi rôznymi sieťami nemajú pre konkrétneho používateľa žiadny význam.
Osobné počítače, ktoré sa dnes stali neodmysliteľným prvkom každého riadiaceho systému, viedli k rozmachu vytvárania lokálnych počítačových sietí. To si následne vyžiadalo vývoj nových informačných technológií.
Prax využívania osobných počítačov v rôznych odvetviach vedy, techniky a výroby ukázala, že najväčšiu efektivitu zo zavádzania výpočtovej techniky nezabezpečujú jednotlivé autonómne PC, ale lokálne počítačové siete.
(1) Predplatiteľmi siete sú .. M205.
správcov siete
používatelia PC
●objekty, ktoré generujú alebo spotrebúvajú informácie o sieti
komunikačných zariadení
(1) Predplatiteľmi siete nemôžu byť...M205
●počítačové komplexy (môže)
Terminály (plechovka)
jednotlivé počítače (môže)
koncovým používateľom
(1) Sieťový server je počítač...M226 (server je zdrojom sieťových zdrojov)
s najvyššou frekvenciou procesora
poskytuje prístup ku klávesnici a monitoru
s najväčším množstvom pamäte
●poskytovanie prístupu k zdrojom
(1)FTP server je...M240
počítač, ktorý obsahuje súbory určené pre správcu siete
počítač, ktorý obsahuje informácie na organizovanie telekonferencií
firemný server
●počítač, ktorý obsahuje súbory určené na verejný prístup
(1)Protokol SMTP je určený pre...
(Protokol SMTP Súčasť sady protokolov TCP/IP; tento protokol riadi výmenu e-mailových správ medzi agentmi na prenos správ.
Protokol POP3 Populárny protokol na prijímanie e-mailových správ. Tento protokol často používajú poskytovatelia internetových služieb. Servery POP3 umožňujú prístup iba k jednej poštovej schránke, na rozdiel od serverov IMAP, ktoré umožňujú prístup k viacerým priečinkom na serveri.
Súbor sieťových protokolov široko používaných na internete, ktorý podporuje komunikáciu medzi prepojenými sieťami, ktoré pozostávajú z počítačov rôznych architektúr a operačných systémov. Protokol TCP/IP obsahuje štandardy pre komunikáciu medzi počítačmi a konvencie pre pripojenie sietí a pravidlá pre smerovanie správ.)
Chatovanie
●Odosielanie e-mailov
Prehliadanie webu
Prijímať e-maily
(1) Najúčinnejšou komunikačnou metódou na prenos počítačovej prevádzky je...
●Balíky M220
správy
všetky rovnako účinné
Najbežnejšie typy sieťových topológií:
Lineárna sieť. Obsahuje iba dva koncové uzly, ľubovoľný počet medziľahlých uzlov a má iba jednu cestu medzi ľubovoľnými dvoma uzlami.
Vyzváňacia sieť. Sieť, v ktorej má každý uzol k sebe pripojené dve a iba dve vetvy.
Stromová sieť. Sieť, ktorá obsahuje viac ako dva koncové uzly a aspoň dva medziľahlé uzly a v ktorej je medzi týmito dvoma uzlami iba jedna cesta.
Hviezdna sieť. Sieť, v ktorej je len jeden medziľahlý uzol.
mesh sieť. Sieť, ktorá obsahuje aspoň dva uzly, ktoré majú medzi sebou dve alebo viac ciest.
Plne pripojená sieť. Sieť, v ktorej existuje vetva medzi ľubovoľnými dvoma uzlami. Najdôležitejšou charakteristikou počítačovej siete je jej architektúra.
Architektúra siete - ide o implementovanú štruktúru siete na prenos údajov, ktorá ju definuje topológia, zloženie zariadenia A pravidlá ich interakcie online. V rámci architektúry siete sa uvažuje s otázkami kódovania informácií, ich adresovania a prenosu, riadenia toku správ, riadenia chýb a analýzy prevádzky siete v núdzových situáciách a pri zhoršení výkonu.
Najbežnejšie architektúry:
- Ethernet(Angličtina) éter- vysielanie) - vysielacia sieť. To znamená, že všetky stanice v sieti môžu prijímať všetky správy. Topológia - lineárna alebo hviezdicová. Rýchlosť prenosu dát 10 alebo 100 Mbit/s.
- Arcnet (Počítačová sieť s pripojenými zdrojmi- počítačová sieť pripojených zdrojov) - vysielacia sieť. Fyzická topológia - strom. Rýchlosť prenosu dát 2,5 Mbit/s.
- Token Ring(relay ring network, token pass network) - kruhová sieť, v ktorej princíp prenosu dát je založený na tom, že každý kruhový uzol čaká na príchod nejakej krátkej unikátnej sekvencie bitov - marker- zo susedného predchádzajúceho uzla. Príchod tokenu naznačuje, že je možné preniesť správu z tohto uzla ďalej pozdĺž toku. Rýchlosť prenosu dát 4 alebo 16 Mbit/s.
- FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - sieťová architektúra pre vysokorýchlostný prenos dát cez optické linky. Prenosová rýchlosť - 100 Mbit/s. Topológia - dvojitý kruh alebo zmiešaný (vrátane hviezdicových alebo stromových podsietí). Maximálny počet staníc v sieti je 1000. Veľmi vysoké náklady na vybavenie.
- bankomat (Režim asynchrónneho prenosu) - sľubná, ale veľmi drahá architektúra, zabezpečuje prenos digitálnych dát, video informácií a hlasu po rovnakých linkách. Prenosová rýchlosť až 2,5 Gbps. Optické komunikačné linky.
Hardvér počítačovej siete.
1.Počítače;
2. Zariadenia na prepojenie počítača s komunikačným kanálom;
3. Komunikačné kanály
4. Zariadenia spájajúce (prepínajúce) komunikačné kanály
5. Zariadenia spájajúce lokálne siete.
Zariadenia na pripojenie počítača ku komunikačnému kanálu
Na zabezpečenie prenosu informácií z počítača do komunikačného prostredia je potrebné koordinovať signály vnútorného rozhrania počítača s parametrami signálov prenášaných komunikačnými kanálmi.
- Nazýva sa technické zariadenie, ktoré vykonáva funkcie párovania počítača s komunikačným kanálom adaptér alebo sieťový adaptér. Jeden adaptér zabezpečuje spárovanie s počítačom jedného komunikačného kanála.
- Okrem jednokanálových adaptérov sa používajú zariadenia s viackanálovým rozhraním - multiplexory. Multiplexory – Ide o zariadenie na prepojenie elektronických zariadení s viacerými komunikačnými kanálmi.
- Na prenos digitálnych informácií sa bitový tok musí previesť na analógový signál. A pri prijímaní vykonajte opačnú transformáciu. Modem vykonáva takéto konverzie. Modem – zariadenie, ktoré moduluje a demoduluje informačné signály pri ich prenose z počítača do komunikačného kanála a pri ich prijímaní z komunikačného kanála do počítača.
Sieťové káble
- (koaxiálny , pozostávajúce z dvoch navzájom izolovaných koncentrických vodičov, z ktorých vonkajší má vzhľad rúrky;
- optických vlákien ;
- káble zapnuté krútené páry tvorené dvoma navzájom prepletenými drôtmi atď.).
Zariadenia spájajúce (prepínajúce) komunikačné kanály
Najdrahším komponentom lietadla je komunikačný kanál. Preto sa pri budovaní počítačových sietí snažia ušetriť na komunikačných kanáloch prepnutím viacerých interných komunikačných kanálov na jeden externý. Na vykonávanie spínacej funkcie sa používajú špeciálne zariadenia - rozbočovače.
- Náboje (rozbočovačov) A spínacie rozbočovače (prepínače) rozširujú topologické, funkčné a rýchlostné možnosti počítačových sietí. Hub so sadou rôznych typov portov umožňuje kombinovať segmenty siete s rôznymi káblovými systémami . K portu rozbočovača môžete pripojiť buď samostatný sieťový uzol alebo iný rozbočovač alebo káblový segment.
- V sieti LAN, kde je prenosovým médiom kábel obmedzenej dĺžky, sa na zvýšenie dĺžky siete používajú špeciálne zariadenia - opakovače. Opakovač – zariadenie, ktoré zabezpečuje zachovanie tvaru a amplitúdy signálu pri jeho prenose na väčšiu vzdialenosť, než akú poskytuje tento typ fyzického prenosového média. Lokálny opakovač spája časti siete do 50 m a vzdialený opakovač – do 2000 m.
LAN pripojenia
Na pripojenie lokálnych sietí sa používajú nasledujúce zariadenia, ktoré sa líšia účelom a možnosťami:
· Most (Angličtina) Most) - spája dve lokálne siete. Prenáša dáta medzi sieťami vo forme paketov bez vykonania akýchkoľvek zmien. mosty môžu filtračné pakety, ktorá chráni celú sieť pred lokálnymi dátovými tokmi a umožňuje prechádzať len dátam, ktoré sú určené pre iné segmenty siete.
· Router (Angličtina) Router) spája siete so spoločným protokolom efektívnejšie ako most. Umožňuje napríklad rozdeliť veľké správy na menšie časti, čím sa zabezpečí interakcia lokálnych sietí s rôznymi veľkosťami paketov.
Smerovač môže posielať pakety na konkrétnu adresu (mosty odfiltrujú iba nepotrebné pakety), vybrať najlepšiu cestu, ktorou sa má paket vydať, a mnoho ďalšieho. Čím zložitejšia a väčšia sieť, tým väčšie sú výhody používania smerovačov.
· Mostový smerovač (Angličtina) Brouter) je hybridný mostík/smerovač, ktorý sa najprv pokúsi o smerovanie tam, kde je to možné, a potom sa prepne do režimu mosta, ak to zlyhá.
· Brána (Angličtina) GateWay), na rozdiel od mosta, sa používa v prípadoch, keď majú pripojené siete rôzne sieťové protokoly . Správa z jednej siete prichádzajúca na bránu sa konvertuje na inú správu, ktorá spĺňa požiadavky ďalšej siete. Brány teda siete len nespájajú, ale umožňujú im fungovať ako jedna sieť.
Sieťové protokoly
Jednotlivé sekcie internetu sú siete rôznych architektúr, ktoré medzi sebou komunikujú pomocou smerovačov. Prenášané dáta sú rozdelené na malé časti nazývané pakety. Každý paket prechádza sieťou nezávisle od ostatných paketov.
Prekonať nekompatibilita rozhrania jednotlivé počítače vyvíjajú špeciálne štandardy nazývané komunikačné protokoly.
Komunikačný protokol je dohodnutý súbor špecifických pravidiel na výmenu informácií medzi rôznymi zariadeniami na prenos údajov. Existujú protokoly pre prenosovú rýchlosť, dátové formáty, kontrolu chýb atď.
Siete na internete sú navzájom neobmedzene komutované (t.j. komunikujú), pretože všetky počítače zapojené do prenosu dát používajú jediný komunikačný protokol TCP/IP (čítaj „TCP/IP“).
TCP/IP sú vlastne dva rôzne protokoly, ktoré definujú rôzne aspekty prenosu údajov v sieti:
- TCP (Transmission Control Protocol) - protokol riadenia prenosu dát, ktorý využíva automatický opakovaný prenos paketov obsahujúcich chyby; tento protokol je zodpovedný za rozdelenie prenášaných informácií do paketov a správne obnovenie informácií z paketov príjemcu;
- IP (Internet Protocol) je medzisieťový protokol zodpovedný za adresovanie a umožnenie paketu prejsť viacerými sieťami na ceste k jeho konečnému cieľu.
Schéma prenosu informácií cez protokol TCP/IP je nasledovná: protokol TCP rozdeľuje informácie na pakety a očísluje všetky pakety; následne sa pomocou protokolu IP všetky pakety prenesú k príjemcovi, kde sa pomocou protokolu TCP skontroluje, či boli prijaté všetky pakety; Po prijatí všetkých paketov ich protokol TCP umiestni do požadovaného poradia a zhromaždí ich do jedného celku.
Vyššie sme s vami diskutovali o tom, že internet pozostáva z veľkého počtu počítačov, z ktorých niektoré sa môžu pripojiť len dočasne, zatiaľ čo iné majú trvalú sieťovú IP adresu (hostiteľ). Rozdiel medzi sieťou a World Wide Web je v tom, že východiskovým bodom je len tá, na ktorej je nainštalovaný špeciálny program na podporu WWW servera. Najčastejšie sa takýto počítač nazýva „server“.
Ako si paket nájde svojho príjemcu??
Každý počítač pripojený k internetu má dve ekvivalentné jedinečné adresy: digitálnu IP adresu a symbolickú doménovú adresu. Prideľovanie adries prebieha podľa nasledujúcej schémy: medzinárodná organizácia Network Information Center vydáva skupiny adries vlastníkom lokálnych sietí a tí distribuujú konkrétne adresy podľa vlastného uváženia.
IP adresa počítača je dlhá 4 bajty. Prvý a druhý bajt zvyčajne definujú sieťovú adresu, tretí bajt definuje adresu podsiete a štvrtý bajt definuje adresu počítača v podsieti. Pre pohodlie je IP adresa zapísaná ako štyri čísla s hodnotami od 0 do 255 oddelené bodkami, napríklad: 145.37.5.150. Sieťová adresa - 145,37; adresa podsiete - 5; adresa počítača v podsieti je 150.
Internet
Účastníci rozhovoru. Vo verejných prístupových sieťach spravidla nie je možné poskytnúť každej dvojici účastníkov vlastnú fyzickú komunikačnú linku, ktorú by mohol výlučne „vlastniť“ a kedykoľvek ju používať. Preto sieť vždy používa nejaký spôsob prepínania účastníkov, ktorý zabezpečuje rozdelenie existujúcich fyzických kanálov medzi niekoľko komunikačných relácií a medzi účastníkov siete.
Prepínanie v mestských telefónnych sieťach
Mestská telefónna sieť je súborom traťových a staničných stavieb. Sieť s jednou PBX sa nazýva nezónová. Lineárne štruktúry takejto siete pozostávajú iba z účastníckych liniek. Typická kapacita takejto siete je 8-10 tisíc účastníkov. Pri veľkých kapacitách je v dôsledku prudkého nárastu dĺžky prenosovej linky vhodné prejsť na regionalizovanú sieťovú štruktúru. V tomto prípade je územie mesta rozdelené na obvody, v každom z nich je vybudovaná jedna obvodová automatická telefónna ústredňa (RATS), na ktorú sú pripojení účastníci tohto obvodu. Predplatitelia v jednej oblasti sú pripojení cez jeden RATS a odberatelia z rôznych RATS sú pripojení cez dva. POTKANY sú navzájom spojené spojovacími vedeniami vo všeobecnom prípade podľa princípu „každý s každým“. Celkový počet lúčov medzi RATS sa rovná počtu RATS/2. So zvyšujúcou sa kapacitou siete sa počet diaľkových liniek spájajúcich PATC medzi sebou podľa princípu „každý s každým“ začne prudko zvyšovať, čo vedie k nadmernému zvýšeniu spotreby káblov a nákladov na komunikáciu, a preto pri kapacite siete viac ako 80 tisíc predplatiteľov sa používa ďalší prepínací uzol. V takejto sieti sa komunikácia medzi automatickými telefónnymi ústredňami rôznych oblastí uskutočňuje prostredníctvom uzlov prichádzajúcich správ (INO) a komunikácia v rámci vlastnej uzlovej oblasti (UR) sa uskutočňuje na princípe „každý s každým“ alebo cez svoj vlastný IMS.
