Metode de transmitere a informațiilor digitale
Datele digitale sunt transmise de-a lungul conductorului prin schimbarea tensiunii curente: fără tensiune - „O”, tensiune prezentă - „1”. Există două moduri de a transmite informații pe un mediu de transmisie fizic: digital și analogic.
Note: 1. Dacă toți abonații unei rețele de calculatoare transmit date pe un canal la aceeași frecvență, un astfel de canal se numește bandă îngustă (trece o frecvență).
2. Dacă fiecare abonat operează pe propria frecvență folosind un canal, atunci un astfel de canal se numește bandă largă (trece multe frecvențe). Utilizarea canalelor de bandă largă vă permite să economisiți cantitatea acestora, dar complică procesul de gestionare a schimbului de date.
La digital sau metoda de transmisie în bandă îngustă(Fig. 6.10) datele sunt transmise în forma sa naturală pe o singură frecvență. Metoda în bandă îngustă permite transmiterea doar a informațiilor digitale, asigură că doar doi utilizatori pot folosi mediul de transmisie la un moment dat și permite funcționarea normală doar pe o distanță limitată (lungimea liniei de comunicație nu mai mult de 1000 m). În același timp, metoda de transmisie în bandă îngustă oferă viteze mari de schimb de date - până la 10 Mbit/s și vă permite să creați rețele de computere ușor configurabile. Majoritatea covârșitoare a rețelelor locale utilizează transmisie în bandă îngustă.
Orez. 6.10. Metoda de transmisie digitala
Analogic Metoda de transmitere a datelor digitale (Fig. 6.11) asigură transmisie în bandă largă prin utilizarea semnalelor de diferite frecvențe purtătoare într-un canal.
Cu metoda de transmisie analogică, parametrii semnalului de frecvență purtătoare sunt controlați pentru transmiterea datelor digitale prin canalul de comunicație.
Semnalul frecvenței purtătoare este o oscilație armonică descrisă de ecuația:
Х=Х sin max (ωt +φ 0),
unde X max este amplitudinea oscilațiilor;
ω - frecvența de oscilație;
φ - faza inițială a oscilațiilor.
Puteți transmite date digitale pe un canal analog controlând unul dintre parametrii semnalului de frecvență purtătoare: amplitudine, frecvență sau fază. Deoarece este necesară transmiterea datelor în formă binară (o secvență de unu și zero), pot fi propuse următoarele metode de control ( modulare): amplitudine, frecvență, fază.
Cel mai simplu mod de a înțelege principiul este amplitudine modulație: "0" - fără semnal, adică fără oscilații ale frecvenței purtătoare; „1” - prezența unui semnal, de ex. prezența oscilațiilor frecvenței purtătoare. Există oscilații - una, fără oscilații - zero (Fig. 6.11a).
Frecvență modulația presupune transmiterea semnalelor 0 și 1 la frecvențe diferite. La trecerea de la 0 la 1 și de la 1 la 0, semnalul de frecvență purtătoare se modifică (Fig. 6.116).
Cel mai greu de înțeles este fază modulare. Esența sa este că la trecerea de la 0 la 1 și de la 1 la 0, faza oscilațiilor se modifică, adică. direcția lor (Fig. 6.11c).
În rețelele ierarhice de nivel înalt - globale și regionale - este de asemenea utilizat transmisie în bandă largă, care prevede ca fiecare abonat să opereze pe propria frecvență în cadrul unui canal. Acest lucru asigură interacțiunea unui număr mare de abonați la rate mari de transfer de date.
Transmisia în bandă largă vă permite să combinați transmisia de date digitale, imagini și sunet într-un singur canal, ceea ce este o cerință necesară a sistemelor multimedia moderne.
Exemplul 6.5. Un canal analog tipic este un canal telefonic. Când abonatul ridică telefonul, aude un semnal sonor uniform - acesta este semnalul de frecvență purtătoare. Deoarece se află în domeniul de frecvență audio, se numește semnal de ton. Pentru a transmite vorbirea pe un canal telefonic, este necesar să controlați semnalul de frecvență purtătoare - pentru a-l modula. Sunetele primite de microfon sunt convertite în semnale electrice, care, la rândul lor, modulează semnalul frecvenței purtătoare. La transmiterea informațiilor digitale, controlul este efectuat prin octeți de informații - o secvență de unu și zero.
Hardware
Pentru a asigura transferul de informații de la computer în mediul de comunicare, este necesară coordonarea semnalelor interfeței interne a computerului cu parametrii semnalelor transmise prin canalele de comunicație. În acest caz, trebuie efectuate atât potrivirea fizică (forma, amplitudinea și durata semnalului) cât și potrivirea codului.
Dispozitivele tehnice care îndeplinesc funcțiile de interfață a unui computer cu canale de comunicație se numesc adaptoare sau adaptoare de rețea. Un adaptor asigură asocierea cu un computer a unui canal de comunicație.
Orez. 6.11. Metode de transmitere a informațiilor digitale printr-un semnal analogic:
a – modulația de amplitudine; b – frecventa; c - faza
Pe lângă adaptoarele cu un singur canal, sunt utilizate și dispozitive cu mai multe canale - multiplexoare de transmisie de date sau pur și simplu multiplexoare.
Multiplexor de transmisie de date- un dispozitiv pentru interfațarea unui computer cu mai multe canale de comunicație.
Multiplexoarele de transmisie de date au fost utilizate în sistemele de teleprocesare - primul pas către crearea rețelelor de calculatoare. Mai târziu, odată cu apariția rețelelor cu configurații complexe și a unui număr mare de sisteme de abonați, au început să fie utilizate procesoare de comunicații speciale pentru implementarea funcțiilor de interfață.
După cum am menționat mai devreme, pentru a transmite informații digitale pe un canal de comunicație, este necesar să convertiți un flux de biți în semnale analogice și, atunci când primiți informații de la un canal de comunicație către un computer, efectuați acțiunea opusă - convertiți semnalele analogice într-un flux de biți pe care computerul îi poate procesa. Astfel de transformări sunt efectuate de un dispozitiv special - modem.
Modem- un dispozitiv care modulează și demodulează semnalele informaționale atunci când le transmite de la un computer către un canal de comunicație și când le primește de la un canal de comunicație într-un computer.
Cea mai scumpă componentă a unei rețele de calculatoare este canalul de comunicare. Prin urmare, atunci când construiesc o serie de rețele de calculatoare, ei încearcă să economisească pe canale de comunicație prin comutarea mai multor canale de comunicație interne la unul extern. Pentru a efectua funcții de comutare, se folosesc dispozitive speciale - hub-uri.
Hub- un dispozitiv care comută mai multe canale de comunicație într-unul prin divizare în frecvență.
Într-o rețea LAN, unde mediul fizic de transmisie este un cablu de lungime limitată, se folosesc dispozitive speciale pentru a crește lungimea rețelei - repetoare.
Repetitor- un dispozitiv care asigura pastrarea formei si amplitudinii semnalului la transmiterea acestuia pe o distanta mai mare decat cea asigurata de acest tip de mediu fizic de transmisie.
Există repetoare locale și la distanță. Local repetoarele vă permit să conectați fragmente de rețea situate la o distanță de până la 50 m și la distanta- pana la 2000 m.
Citeste si:
|
Topologie Sistemul de relații dintre componentele unei rețele Windows. Când este aplicată la replicarea Active Directory, topologia se reduce la setul de conexiuni utilizate de controlorii de domeniu pentru a comunica între ei.
(1) Rețelele de calculatoare implementează prelucrarea informațiilor M204, M205
paralel
local
●distribuit
bidirectional
(1) Adresa paginii web pentru vizualizare într-un browser începe cu:
COMBINAȚIE LAN
Motive pentru combinarea rețelelor LAN
Un sistem LAN creat într-un anumit stadiu de dezvoltare în timp încetează să mai satisfacă nevoile tuturor utilizatorilor, iar atunci apare problema extinderii funcționalității sale. Poate fi necesar să se combine în cadrul unei companii diverse LAN-uri care au apărut în diferitele sale departamente și sucursale în momente diferite, cel puțin pentru a organiza schimbul de date cu alte sisteme. Problema extinderii configurației rețelei poate fi rezolvată atât într-un spațiu limitat, cât și cu acces la mediul extern.
Dorința de a obține acces la anumite resurse de informații poate necesita conectarea unei rețele LAN la rețele de nivel superior.
În cea mai simplă versiune, consolidarea LAN este necesară pentru a extinde rețeaua în ansamblu, dar capacitățile tehnice ale rețelei existente sunt epuizate, iar noii abonați nu pot fi conectați la aceasta. Puteți crea doar un alt LAN și îl puteți combina cu unul existent, folosind una dintre metodele enumerate mai jos.
Metode de combinare a rețelelor LAN
Pod. Cea mai simplă opțiune pentru combinarea unei rețele LAN este combinarea rețelelor identice într-un spațiu limitat. Mediul fizic de transmisie impune restricții asupra lungimii cablului de rețea. În lungimea permisă, este construit un segment de rețea - un segment de rețea. Pentru a combina segmente de rețea, acestea sunt utilizate poduri.
Pod- un dispozitiv care conectează două rețele folosind aceleași metode de transfer de date.
Rețelele pe care le conectează puntea trebuie să aibă aceleași niveluri de rețea ca modelul de interacțiune a sistemelor deschise, nivelurile inferioare pot avea unele diferențe.
Pentru o rețea de calculatoare personale, un pod este un computer separat cu software special și echipamente suplimentare. O punte poate conecta rețele de topologii diferite, dar rulând același tip de sisteme de operare de rețea.
Podurile pot fi locale sau la distanță.
Local Podurile conectează rețelele situate într-o zonă limitată din cadrul unui sistem existent.
Șters Podurile conectează rețele dispersate geografic folosind canale de comunicații externe și modemuri.
Podurile locale, la rândul lor, sunt împărțite în interne și externe.
Intern podurile sunt de obicei situate pe unul dintre calculatoarele unei rețele date și combină funcția de punte cu funcția de computer abonat. Extinderea funcțiilor se realizează prin instalarea unei plăci de rețea suplimentare.
Extern podurile presupun utilizarea unui computer separat cu software special pentru a-și îndeplini funcțiile.
Router (router). O rețea complexă, care este o conexiune a mai multor rețele, necesită un dispozitiv special. Sarcina acestui dispozitiv este de a trimite un mesaj destinatarului în rețeaua dorită. Acest dispozitiv se numește m router.
Un router, sau router, este un dispozitiv care conectează rețele de diferite tipuri, dar utilizează același sistem de operare.
Un router își îndeplinește funcțiile la nivelul rețelei, deci depinde de protocoalele de comunicație, dar nu depinde de tipul de rețea. Folosind două adrese - adresa de rețea și adresa gazdei, routerul selectează în mod unic o anumită stație de rețea.
Exemplul 6.7. Este necesar să se stabilească o conexiune cu un abonat al rețelei de telefonie situat în alt oraș. În primul rând, se formează adresa rețelei telefonice a acestui oraș - codul zonal. Apoi - adresa nodului acestei rețele - numărul de telefon abonat Funcții Routerul este realizat de echipamentul PBX.
De asemenea, routerul poate alege cea mai bună cale pentru transmiterea unui mesaj către un abonat al rețelei, filtrează informațiile care trec prin acesta, trimițând către una dintre rețele doar informațiile care îi sunt adresate.
În plus, routerul asigură echilibrarea sarcinii în rețea prin redirecționarea fluxurilor de mesaje pe canale de comunicație gratuite.
Poarta de acces. Pentru a combina rețele LAN de tipuri complet diferite, funcționând folosind protocoale semnificativ diferite, sunt furnizate „dispozitive speciale - gateway-uri.
Un gateway este un dispozitiv care vă permite să organizați schimbul de date între două rețele folosind protocoale de comunicație diferite.
Gateway-ul își îndeplinește funcțiile la niveluri peste nivelul rețelei. Nu depinde de mediul de transmisie utilizat, ci depinde de protocoalele de schimb de date utilizate. De obicei, un gateway face conversie între două protocoale.
Folosind gateway-uri, puteți conecta o rețea locală la computerul gazdă, precum și o rețea locală la una globală.
Exemplul 6.8. Este necesară unirea rețelelor locale situate în diferite orașe. Această problemă poate fi rezolvată folosind o rețea globală de date. O astfel de rețea este o rețea de comutare de pachete bazată pe protocolul X.25. Folosind un gateway, rețeaua locală este conectată la rețeaua X.25. Gateway-ul realizează conversiile de protocol necesare și asigură schimbul de date între rețele.
Podurile, routerele și chiar gateway-urile sunt construite sub formă de plăci care sunt instalate în computere. Ele își pot îndeplini funcțiile atât în modul de separare completă a funcțiilor, cât și în modul de combinare a acestora cu funcțiile unei stații de lucru în rețea de calculatoare.
(1) Un computer care are 2 plăci de rețea și este conceput pentru a conecta rețele se numește:
Router
Amplificator
Intrerupator
(1) Un dispozitiv care comută mai multe canale de comunicație într-unul singur prin diviziunea în frecvență se numește...
repetitor
●hub
multiplexor de transmisie de date
IMPLEMENTARE HARDWARE A TRANSFERULUI DE DATE
Metode de transmitere a informațiilor digitale
Datele digitale sunt transmise de-a lungul conductorului prin schimbarea tensiunii curente: fără tensiune - „O”, tensiune prezentă - „1”. Există două moduri de a transmite informații pe un mediu de transmisie fizic: digital și analogic.
Note: 1. Dacă toți abonații unei rețele de calculatoare transmit date pe un canal la aceeași frecvență, un astfel de canal este apelat bandă îngustă(trece o frecvență).
2. Dacă fiecare abonat operează pe propria frecvență pe un canal, atunci un astfel de canal este apelat bandă largă(trece multe frecvențe). Utilizarea canalelor de bandă largă vă permite să economisiți cantitatea acestora, dar complică procesul de gestionare a schimbului de date.
La digital sau metoda de transmisie în bandă îngustă(Fig. 6.10) datele sunt transmise în forma sa naturală pe o singură frecvență. Metoda în bandă îngustă permite transmiterea doar a informațiilor digitale, asigură faptul că doar doi utilizatori pot utiliza mediul de transmisie la un moment dat și permite funcționarea normală doar pe o distanță limitată (lungimea liniei de comunicație nu mai mult de 1000 m). În același timp, metoda de transmisie în bandă îngustă oferă viteze mari de schimb de date - până la 10 Mbit/s și vă permite să creați rețele de computere ușor configurabile. Majoritatea covârșitoare a rețelelor locale utilizează transmisie în bandă îngustă.
Orez. 6.10. Metoda de transmisie digitala
Analogic Metoda de transmitere a datelor digitale (Fig. 6.11) asigură transmisie în bandă largă prin utilizarea semnalelor de diferite frecvențe purtătoare într-un canal.
Cu metoda de transmisie analogică, parametrii semnalului de frecvență purtătoare sunt controlați pentru transmiterea datelor digitale prin canalul de comunicație.
Semnalul de frecvență purtătoare este o oscilație armonică descrisă de ecuația: "
A r =A r max sin(atf+9 0),
unde Xmax este amplitudinea oscilațiilor; co - frecvența de oscilație; t- timp; f 0 - faza iniţială a oscilaţiilor.
Puteți transmite date digitale pe un canal analog controlând unul dintre parametrii semnalului de frecvență purtătoare: amplitudine, frecvență sau fază. Deoarece este necesară transmiterea datelor în formă binară (o secvență de unu și zero), pot fi propuse următoarele metode de control (modulare): amplitudine, frecvență, fază.
Cel mai simplu mod de a înțelege principiul este amplitudine modulație: "O" - fără semnal, adică fără oscilații ale frecvenței purtătoare; „1” - prezența unui semnal, de ex. prezența oscilațiilor frecvenței purtătoare. Există oscilații - una, fără oscilații - zero (Fig. 6.11 A).
Frecvență modulația presupune transmiterea semnalelor 0 și 1 la frecvențe diferite. La trecerea de la 0 la 1 și de la 1 la 0, semnalul de frecvență purtătoare se modifică (Fig. 6.116).
Cel mai greu de înțeles este fază modulare. Esența sa este că la trecerea de la 0 la 1 și de la 1 la 0, faza oscilațiilor se modifică, adică. direcția lor (Fig. 6.11 V).
În rețelele ierarhice de nivel înalt - globale și regionale - este de asemenea utilizat transmisie în bandă largă, care prevede ca fiecare abonat să opereze pe propria frecvență în cadrul unui canal. Acest lucru asigură interacțiunea unui număr mare de abonați la rate mari de transfer de date.
Transmisia în bandă largă vă permite să combinați transmisia de date digitale, imagini și sunet într-un singur canal, ceea ce este o cerință necesară a sistemelor multimedia moderne.
Exemplul 6.5. Un canal analog tipic este un canal telefonic. Când abonatul ridică receptorul, aude un semnal sonor uniform - acesta este semnalul de frecvență purtătoare. Deoarece se află în domeniul de frecvență audio, se numește semnal de ton. Pentru a transmite vorbirea pe un canal telefonic, este necesar să controlați semnalul de frecvență purtătoare - pentru a-l modula. Sunetele primite de microfon sunt convertite în semnale electrice, care, la rândul lor, modulează semnalul de frecvență purtătoare. La transmiterea informațiilor digitale, controlul este efectuat prin octeți de informații - o secvență de unu și zero.
Hardware
Pentru a asigura transferul de informații de la computer în mediul de comunicare, este necesară coordonarea semnalelor interfeței interne a computerului cu parametrii semnalelor transmise prin canalele de comunicație. În acest caz, trebuie efectuate atât potrivirea fizică (forma, amplitudinea și durata semnalului) cât și potrivirea codului.
Sunt numite dispozitive tehnice care îndeplinesc funcțiile de interfață a unui computer cu canale de comunicație adaptoare sau adaptoare de rețea. Un adaptor asigură asocierea cu un computer a unui canal de comunicație.
Orez. 6.11. Metode de transmitere a informațiilor digitale printr-un semnal analogic: A- modulație de amplitudine; b- frecvență; V- faza
Pe lângă adaptoarele cu un singur canal sunt de asemenea utilizate dispozitive multicanal - multiplexoare de transmisie de date sau pur și simplu multiplexoare.
Multiplexor de transmisie de date- un dispozitiv pentru interfațarea unui computer cu mai multe canale de comunicație.
Multiplexoarele de transmisie de date au fost utilizate în sistemele de teleprocesare - primul pas către crearea rețelelor de calculatoare. Mai târziu, odată cu apariția rețelelor cu configurații complexe și a unui număr mare de sisteme de abonați, au început să fie utilizate procesoare de comunicații speciale pentru implementarea funcțiilor de interfață.
După cum am menționat mai devreme, pentru a transmite informații digitale pe un canal de comunicație, este necesar să convertiți un flux de biți în semnale analogice și, atunci când primiți informații de la un canal de comunicație către un computer, efectuați acțiunea opusă - convertiți semnalele analogice într-un flux de biți pe care computerul îi poate procesa. Astfel de transformări sunt efectuate de un dispozitiv special - mod eat.
Modem- un dispozitiv care modulează și demodulează semnalele informaționale atunci când le transmite de la un computer către un canal de comunicație și când le primește de la un canal de comunicație într-un computer.
Cea mai scumpă componentă a unei rețele de calculatoare este canalul de comunicare. Prin urmare, atunci când construiesc o serie de rețele de calculatoare, ei încearcă să economisească pe canalele de comunicare prin comutarea mai multor canale de comunicație interne la unul extern. Pentru a efectua funcții de comutare, sunt utilizate dispozitive speciale - hub-uri.
Hub- un dispozitiv care comută mai multe canale de comunicație într-unul prin divizare în frecvență.
Într-o rețea LAN, unde mediul fizic de transmisie este un cablu de lungime limitată, se folosesc dispozitive speciale pentru a crește lungimea rețelei - repetoare.
Repetitor- un dispozitiv care asigura pastrarea formei si amplitudinii semnalului la transmiterea acestuia pe o distanta mai mare decat cea asigurata de acest tip de mediu fizic de transmisie.
Există repetoare locale și la distanță. Local repetoarele vă permit să conectați fragmente de rețea situate la o distanță de până la 50 m și la distanta- pana la 2000 m.
Caracteristicile rețelei de comunicații
Pentru a evalua calitatea unei rețele de comunicații, puteți utiliza următoarele caracteristici:
■ viteza de transmisie a datelor pe canalul de comunicaţie;
■ capacitatea canalului de comunicare;
■ fiabilitatea transferului de informații;
■ fiabilitatea canalului de comunicaţie şi a modemurilor.
Rata de transfer de date pe un canal de comunicație se măsoară prin numărul de biți de informație transmis pe unitatea de timp - o secundă.
Tine minte! Unitatea de măsură a vitezei de transfer de date este biți pe secundă.
Notă. Unitatea de măsură a vitezei folosită frecvent este baud. Baud este numărul de schimbări de stare ale mediului de transmisie pe secundă. Asa de Cum fiecare schimbare de stare poate corespunde mai multor biți de date, atunci real viteza in biți pe secundă poate depăși rata de transmisie.
Viteza de transfer de date depinde de tipul și calitatea canalului de comunicație, de tipul de modemuri utilizate și de metoda de sincronizare adoptată.
Astfel, pentru modemurile asincrone și un canal de comunicație telefonică, intervalul de viteză este de 300 - 9600 bps, iar pentru modemurile sincrone - 1200 - 19200 bps.
Pentru utilizatorii rețelelor de calculatoare, ceea ce contează nu sunt biții abstracti pe secundă, ci informațiile, a căror unitate de măsură sunt octeții sau caracterele. Prin urmare, o caracteristică mai convenabilă a unui canal este sa debit, care este estimată prin numărul de caractere transmise pe canal pe unitatea de timp – o secundă. În acest caz, toate caracterele de serviciu sunt incluse în mesaj. Debitul teoretic este determinat de rata de transfer de date. Debitul real depinde de o serie de factori, inclusiv metoda de transmisie, calitatea canalului de comunicație, condițiile de funcționare ale acestuia și structura mesajului.
Tine minte! Unitatea de măsură pentru capacitatea canalului de comunicație este cifra pe secundă.
O caracteristică esențială a oricărui sistem de comunicare în rețea este fiabilitate informatii transmise. Deoarece pe baza procesării informațiilor despre starea obiectului de control, se iau decizii cu privire la unul sau altul curs al procesului, soarta obiectului poate depinde în cele din urmă de fiabilitatea informațiilor. Fiabilitatea transmiterii informațiilor este evaluată ca raportul dintre numărul de caractere transmise eronat și numărul total de caractere transmise. Nivelul necesar de fiabilitate trebuie asigurat atât de echipament, cât și de canalul de comunicație. Este nepotrivit să se utilizeze echipamente scumpe dacă canalul de comunicație nu îndeplinește cerințele necesare privind nivelul de fiabilitate. *
Tine minte! Unitate de fiabilitate: numărul de erori per semn - erori/semn.
Pentru rețelele de calculatoare, acest indicator ar trebui să fie între 10 -6 - 10~ 7 erori/semn, adică. Este permisă o eroare la fiecare milion de caractere transmise sau la zece milioane de caractere transmise.
In cele din urma, fiabilitate sistemul de comunicații este determinat fie de proporția de timp în stare bună în timpul total de funcționare, fie de timpul mediu dintre defecțiuni. A doua caracteristică vă permite să evaluați mai eficient fiabilitatea sistemului.
Tine minte! Unitatea de măsură a fiabilității: timpul mediu între defecțiuni - oră.
Pentru rețelele de calculatoare, timpul mediu dintre defecțiuni trebuie să fie destul de mare și să se ridice la cel puțin câteva mii de ore.
226 CAPITOLUL 6. REŢELE DE CALCULATE
6.3. REȚELE LOCALE DE CALCULATE
Caracteristici ale organizării LAN
Topologii tipice LAN și metode de acces
Fuziunea LAN
CARACTERISTICILE ORGANIZĂRII LAN
Grupuri funcționale de dispozitive din rețea
Scopul principal al oricărei rețele de calculatoare este de a furniza informații și resurse de calcul utilizatorilor conectați la aceasta.
Din acest punct de vedere, o rețea locală poate fi considerată ca o colecție de servere și stații de lucru.
Server- un computer conectat la rețea și care oferă beneficiile acesteia furnizorii anumitor servicii.
Servere poate efectua stocarea datelor, gestionarea bazelor de date, procesarea de la distanță a lucrărilor, imprimarea lucrărilor și o serie de alte funcții de care utilizatorii rețelei ar putea avea nevoie. Serverul este sursa resurselor de rețea.
Stație de lucru- un computer personal conectat la o rețea prin care utilizatorul are acces la resursele sale.
Stație de lucru Rețeaua funcționează atât în rețea, cât și în mod local. Este echipat cu propriul sistem de operare (MS DOS, Windows etc.) si pune la dispozitie utilizatorului toate instrumentele necesare pentru rezolvarea problemelor aplicate.
O atenție deosebită trebuie acordată unui tip de server - un server de fișiere. În terminologia comună, numele prescurtat este acceptat pentru aceasta - server de fișiere.
Serverul de fișiere stochează datele utilizatorilor rețelei și le oferă acces la aceste date. Acesta este un computer cu o capacitate mare de memorie RAM, hard disk-uri de mare capacitate și unități suplimentare de bandă magnetică (streamer).
Funcționează sub un sistem de operare special care oferă acces simultan utilizatorilor rețelei la datele aflate pe acesta.
Serverul de fișiere îndeplinește următoarele funcții: stocarea datelor, arhivarea datelor, sincronizarea modificărilor datelor de către diferiți utilizatori, transfer de date.
Pentru multe sarcini, utilizarea unui singur server de fișiere nu este suficientă. Apoi mai multe servere pot fi incluse în rețea. De asemenea, este posibil să utilizați mini-calculatoare ca servere de fișiere.
Gestionarea interacțiunii dispozitivelor din rețea
Sistemele informatice construite pe baza rețelelor de calculatoare oferă soluții pentru următoarele sarcini: stocarea datelor, prelucrarea datelor, organizarea accesului utilizatorilor la date, transferul datelor și rezultatelor procesării datelor către utilizatori.
În sistemele centralizate de procesare, aceste funcții erau îndeplinite de computerul central (Mainframe, Host).
Rețelele de calculatoare implementează procesarea distribuită a datelor. Prelucrarea datelor în acest caz este distribuită între două obiecte: clientȘi Server.
Client- un utilizator de sarcină, stație de lucru sau rețea de calculatoare.
În timpul procesării datelor, clientul poate crea o solicitare către server pentru a efectua proceduri complexe, a citi un fișier, a căuta informații într-o bază de date etc.
Serverul definit mai devreme îndeplinește cererea primită de la client. Rezultatele cererii sunt transmise clientului. Serverul asigură stocarea datelor publice, organizează accesul la aceste date și transmite datele către client.
Clientul prelucrează datele primite și prezintă rezultatele prelucrării într-o formă convenabilă utilizatorului. În principiu, prelucrarea datelor poate fi efectuată și pe server. Pentru astfel de sisteme, termenii adoptați sunt sisteme client server sau arhitectura client server.
Arhitectura client-server poate fi utilizată atât în rețelele locale peer-to-peer, cât și în rețelele cu un server dedicat.
Rețea peer-to-peer.Într-o astfel de rețea nu există un singur centru pentru gestionarea interacțiunii stațiilor de lucru și nu există un singur dispozitiv pentru stocarea datelor. Sistemul de operare în rețea este distribuit pe toate stațiile de lucru. Fiecare stație de rețea poate îndeplini atât funcțiile unui client, cât și ale unui server. Poate deservi cererile de la alte stații de lucru și poate transmite propriile cereri de servicii către rețea.
Utilizatorul rețelei are acces la toate dispozitivele conectate la alte stații (discuri, imprimante).
Avantajele rețelelor peer-to-peer: cost redus și fiabilitate ridicată.
Dezavantajele rețelelor peer-to-peer:
■ dependenţa eficienţei reţelei de numărul de staţii;
■ complexitatea managementului reţelei;
■ dificultate în asigurarea securității informațiilor;
■ dificultăţi în actualizarea şi schimbarea software-ului staţiei. Cele mai populare sunt rețelele peer-to-peer bazate pe rețea
sisteme de operare LANtastic, NetWare Lite.
Rețea cu evidențiat Server. Într-o rețea cu un server dedicat, unul dintre computere îndeplinește funcțiile de stocare a datelor destinate utilizării de către toate stațiile de lucru, gestionarea interacțiunii dintre stațiile de lucru și o serie de funcții de serviciu.
Un astfel de computer este de obicei numit server de rețea. Pe el este instalat un sistem de operare în rețea și toate dispozitivele externe partajate sunt conectate la el - hard disk-uri, imprimante și modemuri.
Interacțiunea dintre stațiile de lucru dintr-o rețea se realizează de obicei prin intermediul unui server. Organizarea logică a unei astfel de rețele poate fi reprezentată prin topologie stea. Rolul dispozitivului central este îndeplinit de server. În rețelele cu management centralizat, este posibil să se facă schimb de informații între stațiile de lucru, ocolind serverul de fișiere. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza programul NetLink. După rularea programului pe două stații de lucru, puteți transfera fișiere de pe discul unei stații pe discul altuia (similar cu operația de copiere a fișierelor dintr-un director în altul folosind Norton Commander).
Avantajele unei rețele cu un server dedicat:
■ sistem fiabil de securitate a informațiilor;
■ performante ridicate;
■ fără restricții privind numărul de stații de lucru;
■ ușurință de gestionare în comparație cu rețelele peer-to-peer. Dezavantajele rețelei:
■ cost ridicat datorită alocării unui singur computer pentru server;
■ dependenţa vitezei şi fiabilităţii reţelei de server;
■ mai puțină flexibilitate în comparație cu o rețea peer-to-peer.
Rețelele de servere dedicate sunt cele mai comune în rândul utilizatorilor de rețele de calculatoare. Sistemele de operare de rețea pentru astfel de rețele sunt LANServer (IBM), Windows NT Server versiunile 3.51 și 4.0 și NetWare (Novell).
(1)Rețelele locale nu pot fi interconectate folosind...M232
porți, poduri
●hub-uri, modemuri
servere
routere
(1)BBS este...M745
navigator
software pentru lucrul pe Intranet
●sistem de panouri electronice pe internet
program de întreținere a serverului organizației
(1) Prelucrarea datelor client-server, aceasta este prelucrare. M227
paralel
localizat
bidirectional
●distribuit
(1)Programul Bat permite...
încărcați pagini web
●încărcați și editați e-mailul
arhiva e-mail
(1) Unul dintre motoarele de căutare de pe Internet este...
(1)Internet Explorer permite...
chat prin protocolul IRC
●descărcați pagini web prin protocolul http și fișiere prin protocolul FTP
descărcați grupuri de știri prin protocolul NNTP
(1) Cablul telefonic este opțiune...M228
optic - de înaltă frecvență
cablu coaxial
fibra optica
●pereche răsucită
(1)Se utilizează sistemul Usenet...M239
înregistrarea utilizatorilor în rețea
●pentru a muta știrile între computere din întreaga lume
procesarea informațiilor în rețea
crearea unei stații de lucru în rețea
(1)Grupul de discuții Usenet se numește...M239
grup de servere
grup online
●teleconferinta
(1) Fluxul de mesaje într-o rețea de date este determinat...
capacitatea de memorie a canalului de mesaje
●trafic
6.1. MEDIUL DE COMUNICARE ȘI TRANSMISIA DE DATE
Scopul și clasificarea rețelelor de calculatoare
Caracteristicile procesului de transfer de date
Implementarea hardware a transferului de date
Legături de date
SCOPUL ŞI CLASIFICAREA REŢELELOR DE CALCULATE
Procesarea distribuită a datelor
Producția modernă necesită viteze mari de procesare a informațiilor, forme convenabile de stocare și transmitere a acesteia. De asemenea, este necesar să existe modalități dinamice de acces la informații, modalități de căutare a datelor în intervale de timp date; implementează procesarea complexă a datelor matematice și logice. Conducerea întreprinderilor mari și gestionarea economiei la nivel de țară necesită participarea unor echipe destul de mari la acest proces. Astfel de grupuri pot fi localizate în diferite zone ale orașului, în diferite regiuni ale țării și chiar în diferite țări. Rezolvarea problemelor de management care asigură implementarea strategiei economice, rapiditatea și comoditatea schimbului de informații, precum și posibilitatea unei interacțiuni strânse între toți cei implicați în procesul de elaborare a deciziilor de management, devin importante și relevante.
În epoca utilizării centralizate a computerelor cu procesare a informațiilor în serie, utilizatorii de computere preferau să achiziționeze computere care le puteau rezolva aproape toate clasele de probleme. Cu toate acestea, complexitatea problemelor rezolvate este invers proporțională cu numărul acestora, iar acest lucru a condus la utilizarea ineficientă a puterii de calcul a computerului la costuri materiale semnificative. Nu se poate ignora faptul că accesul la resursele computerului a fost dificil din cauza politicii existente de centralizare a resurselor de calcul într-un singur loc.
Principiu centralizat prelucrarea datelor (Fig. 6.1) nu a îndeplinit cerințe ridicate pentru fiabilitatea procesului de prelucrare, a împiedicat dezvoltarea sistemelor și nu a putut oferi parametrii de timp necesari pentru prelucrarea interactivă a datelor în modul multi-utilizator. O defecțiune pe termen scurt a computerului central a dus la consecințe fatale pentru întregul sistem, deoarece a fost necesară duplicarea funcțiilor computerului central, crescând semnificativ costurile de creare și operare a sistemelor de procesare a datelor.
 |
Orez. 6.2. Sistem distribuit de prelucrare a datelor
Apariția calculatoarelor mici, a microcalculatoarelor și, în cele din urmă, a calculatoarelor personale a impus o nouă abordare a organizării sistemelor de prelucrare a datelor și crearea de noi tehnologii informaționale. A apărut o cerință justificată din punct de vedere logic pentru a trece de la utilizarea computerelor individuale la sisteme centralizate de procesare a datelor la distribuit prelucrarea datelor (Fig. 6.2).
Procesarea distribuită a datelor- prelucrarea datelor efectuată pe calculatoare independente dar interconectate reprezentând un sistem distribuit.
Pentru implementarea procesării distribuite a datelor, acestea au fost create asociații cu mai multe mașini, a cărei structură este dezvoltată în una dintre următoarele direcții:
■ sisteme de calcul multi-maşină (MCC);
■ reţele de calculatoare (calculatoare).
Complex de calcul cu mai multe mașini- un grup de calculatoare instalate în apropiere, unite folosind instrumente speciale de interfață și realizează în comun un singur proces de informare și de calcul.
Notă: Mai josproces se înțelege o anumită secvență de acțiuni pentru rezolvarea unei probleme, determinată de program.
Sistemele de calcul cu mai multe mașini pot fi:
local cu condiția ca calculatoarele să fie instalate în aceeași încăpere și să nu necesite echipamente speciale și canale de comunicație pentru interconectare; la distanta, dacă unele calculatoare ale complexului sunt instalate la o distanţă considerabilă de calculatorul central şi se folosesc canale de comunicaţii telefonice pentru transmiterea datelor.
Exemplul 6.1. Este conectat la un computer de tip mainframe, care oferă modul de procesare a informațiilor pe lot, folosind un dispozitiv de interfață mini-computer. Ambele calculatoare sunt situate în aceeași sală de calculatoare. Mini-calculatorul asigură pregătirea și prelucrarea preliminară a datelor, care sunt ulterior utilizate pentru a rezolva probleme complexe pe mainframe. Acesta este un complex local cu mai multe mașini.
Exemplul 6.2. Trei computere sunt combinate într-un complex pentru a distribui sarcinile primite pentru procesare. Unul dintre ele îndeplinește o funcție de dispecer și distribuie sarcini în funcție de ocuparea unuia dintre celelalte două computere de procesare. Acesta este un complex local cu mai multe mașini.
Exemplu 6.3. Un computer care colectează date pentru o anumită regiune efectuează o prelucrare preliminară și le transmite pentru utilizare ulterioară către computerul central printr-un canal de comunicare telefonică. Acesta este un complex multi-mașină la distanță.
Rețea de calculatoare (calculatoare).- un set de calculatoare și terminale conectate prin canale de comunicație într-un singur sistem care îndeplinește cerințele procesării distribuite a datelor.
Notă. Sub sistem se înțelege ca un ansamblu autonom format din unul sau mai multe calculatoare, software, echipamente periferice, terminale, facilitati de transmisie a datelor, procese fizice și operatori, capabili să prelucreze informații și să îndeplinească funcții de interacțiune cu alte sisteme.
Structura generalizată a unei rețele de calculatoare
Rețelele de calculatoare sunt cea mai înaltă formă de asociere cu mai multe mașini. Să evidențiem principalele diferențe dintre o rețea de calculatoare și un complex de calcul cu mai multe mașini.
Prima diferență este dimensiunea. Un complex de calcul cu mai multe mașini include de obicei două, maximum trei computere, situate în principal într-o cameră. O rețea de calculatoare poate consta din zeci și chiar sute de calculatoare situate la o distanță de la câțiva metri până la zeci, sute și chiar mii de kilometri.
A doua diferență este împărțirea funcțiilor între computere. Dacă într-un complex de calcul cu mai multe mașini funcțiile de prelucrare a datelor, transfer de date și control al sistemului pot fi implementate într-un singur computer, atunci în rețelele de calculatoare aceste funcții sunt distribuite între diferite computere.
A treia diferență este necesitatea de a rezolva problema rutării mesajelor în rețea. Un mesaj de la un computer la altul din rețea poate fi transmis pe diferite rute în funcție de starea canalelor de comunicație care conectează computerele între ele.
Combinarea echipamentelor informatice, a echipamentelor de comunicație și a canalelor de transmisie a datelor într-un singur complex impune cerințe specifice pentru fiecare element al unei asociații cu mai multe mașini și, de asemenea, necesită formarea unui terminologie.
Abonații rețelei- obiecte care generează sau consumă informații în rețea.
Abonați rețelele pot fi calculatoare individuale, complexe de calculatoare, terminale, roboți industriali, mașini controlate numeric etc. Orice abonat al rețelei se conectează la stație.
Statie- echipamente care îndeplinesc funcții legate de transmiterea și recepția de informații.
Setul de abonat și post este de obicei numit sistem de abonat. Pentru a organiza interacțiunea abonaților, este necesar un mediu de transmisie fizic.
Mediu fizic de transmisie - linii de comunicație sau spațiu în care se propagă semnalele electrice și echipamente de transmisie a datelor.
Pe baza mediului fizic de transmisie, este construit retea de comunicatii, care asigură transferul de informaţii între sistemele de abonaţi.
Această abordare ne permite să considerăm orice rețea de calculatoare ca un set de sisteme de abonați și o rețea de comunicații. Structura generalizată a unei rețele de calculatoare este prezentată în Fig. 6.3.
 |
Orez. 6.3. Structura generalizată a unei rețele de calculatoare
Clasificarea rețelelor de calculatoare
În funcție de locația teritorială a sistemelor de abonat, rețelele de calculatoare pot fi împărțite în trei clase principale:
■ reţele globale (WAN - Wide Area Network);
■ reţele regionale (MAN - Metropolitan Area Network);
■ reţele locale (LAN - Local Area Network).
Global Rețeaua de calculatoare reunește abonați aflați în diferite țări și pe diferite continente. Interacțiunea dintre abonații unei astfel de rețele poate fi realizată pe baza liniilor de comunicații telefonice, a comunicațiilor radio și a sistemelor de comunicații prin satelit. Rețelele globale de calculatoare vor rezolva problema unificării resurselor informaționale ale întregii umanități și organizării accesului la aceste resurse.
Regional O rețea de calculatoare conectează abonații aflați la o distanță considerabilă unul de celălalt. Poate include abonați dintr-un oraș mare, regiune economică sau țară individuală. De obicei, distanța dintre abonații unei rețele regionale de calculatoare este de la zeci până la sute de kilometri.
Local O rețea de calculatoare unește abonații aflați într-o zonă mică. În prezent, nu există restricții specifice privind dispersarea teritorială a abonaților rețelelor locale. În mod obișnuit, o astfel de rețea este conectată la o anumită locație Clasa rețelelor de calculatoare locale include rețele de întreprinderi, firme, bănci, birouri etc. Lungimea unei astfel de rețele poate fi limitată la 2 - 2,5 km.
Combinația de rețele de calculatoare globale, regionale și locale face posibilă crearea de ierarhii cu mai multe rețele. Ele oferă mijloace puternice și rentabile de procesare a cantităților uriașe de informații și acces la resurse limitate de informații. În fig. 6.4 prezintă una dintre posibilele ierarhii ale rețelelor de calculatoare. .Rețelele locale de calculatoare pot fi incluse ca componente ale unei rețele regionale, rețelele regionale pot fi unite ca parte a unei rețele globale și, în sfârșit, rețelele globale pot forma, de asemenea, structuri complexe
Orez. 6.4. Ierarhia rețelelor de calculatoare
Exemplul 6.4. Rețeaua de computere pe internet este cea mai populară rețea globală. Este format din multe rețele slab conectate. În cadrul fiecărei rețele care face parte din Internet, există o structură specifică de comunicare și o disciplină specifică de management. În cadrul Internetului, structura și metodele de conexiuni între diferite rețele nu au nicio semnificație pentru un anumit utilizator.
Calculatoarele personale, care au devenit acum un element indispensabil al oricărui sistem de control, au dus la un boom în crearea rețelelor locale de calculatoare. Aceasta, la rândul său, a necesitat dezvoltarea de noi tehnologii informaționale.
Practica utilizării computerelor personale în diferite ramuri ale științei, tehnologiei și producției a arătat că cea mai mare eficiență de la introducerea tehnologiei informatice este asigurată nu de computerele individuale autonome, ci de rețelele locale de calculatoare.
(1)Abonații rețelei sunt .. M205.
administratori de rețea
utilizatorii de PC
●obiecte care generează sau consumă informații de rețea
echipamente de comunicații
(1) Abonații rețelei nu pot fi...M205
●complexe de calculatoare (poate)
Terminale (poate)
calculatoare individuale (poate)
utilizatori finali
(1) Serverul de rețea este un computer...M226 (serverul este sursa resurselor rețelei)
cu cea mai mare frecvență a procesorului
oferind acces la tastatură și monitor
cu cea mai mare cantitate de memorie
●oferirea accesului la resurse
(1)Serverul FTP este...M240
un computer care conține fișiere destinate administratorului de rețea
un computer care conține informații pentru organizarea teleconferințelor
server corporativ
●un computer care conține fișiere destinate accesului public
(1) Protocolul SMTP este conceput pentru...
(Protocol SMTP O componentă a suitei de protocoale TCP/IP; acest protocol gestionează schimbul de mesaje de e-mail între agenții de transfer de mesaje.
Protocol POP3 Un protocol popular pentru primirea mesajelor de e-mail. Acest protocol este adesea folosit de furnizorii de servicii de internet. Serverele POP3 permit accesul la o singură cutie poștală, spre deosebire de serverele IMAP care permit accesul la mai multe foldere de pe server.
Un set de protocoale de rețea utilizate pe scară largă pe Internet care acceptă comunicarea între rețelele interconectate constând din computere cu arhitecturi și sisteme de operare diferite. Protocolul TCP/IP include standarde de comunicare între computere și convenții pentru conectarea rețelelor și reguli pentru rutarea mesajelor.)
pe chat
●Trimiterea de e-mailuri
navigare pe internet
Primiți e-mail
(1) Cea mai eficientă metodă de comunicare pentru transmiterea traficului informatic este...
● Pachete M220
mesaje
toate la fel de eficiente
Interlocutori. De regulă, în rețelele de acces public este imposibil să se pună la dispoziție fiecărei perechi de abonați propria linie de comunicație fizică, pe care o pot „deține” exclusiv și o pot folosi în orice moment. Prin urmare, rețeaua folosește întotdeauna o metodă de comutare a abonaților, care asigură împărțirea canalelor fizice existente între mai multe sesiuni de comunicare și între abonații rețelei.
Comutarea în rețelele telefonice din oraș
Rețeaua telefonică a orașului este un set de structuri de linii și stații. O rețea cu un singur PBX se numește non-zoned. Structurile liniare ale unei astfel de rețele constau numai din linii de abonat. Capacitatea tipică a unei astfel de rețele este de 8-10 mii de abonați. Pentru capacități mari, din cauza creșterii puternice a lungimii liniei de transport, se recomandă trecerea la o structură de rețea regionalizată. În acest caz, teritoriul orașului este împărțit în districte, în fiecare dintre acestea fiind construită o centrală telefonică automată districtuală (RATS), la care sunt conectați abonații acestui district. Abonații dintr-o zonă sunt conectați printr-un singur RATS, iar abonații din diferite RATS sunt conectați prin două. SObolanii sunt conectati intre ei prin linii de conectare in cazul general conform principiului „fiecare la fiecare”. Numărul total de pachete dintre RATS este egal cu numărul de RATS/2. Pe măsură ce capacitatea rețelei crește, numărul liniilor trunchi care conectează PATC între ele după principiul „fiecare la fiecare” începe să crească brusc, ceea ce duce la o creștere excesivă a consumului de cablu și a costurilor de comunicare și, prin urmare, cu o capacitate de rețea de peste 80 de mii de abonați, este utilizat un nod de comutare suplimentar. Într-o astfel de rețea, comunicarea între centralele telefonice automate din diferite zone se realizează prin noduri de mesaje de intrare (INO), iar comunicarea în cadrul propriei zone nodale (UR) se realizează pe principiul „fiecare la fiecare” sau prin propriul său IMS.
Pentru a asigura transferul de informații de la computer în mediul de comunicare, este necesară coordonarea semnalelor interfeței interne a computerului cu parametrii semnalelor transmise prin canalele de comunicație. În acest caz, trebuie efectuate atât potrivirea fizică (forma, amplitudinea și durata semnalului) cât și potrivirea codului.
Sunt numite dispozitive tehnice care îndeplinesc funcțiile de interfață a unui computer cu canale de comunicație adanteri sau adaptoare de rețea. Un adaptor asigură asocierea cu un computer a unui canal de comunicație.
Pe lângă adaptoarele cu un singur canal, sunt utilizate și dispozitive cu mai multe canale - multiplexoare de transmisie de date sau pur și simplu multiplexoare.
Multiplexor de transmisie de date– un dispozitiv pentru interfațarea unui computer cu mai multe canale de comunicație.
Multiplexoarele de transmisie de date au fost utilizate în sistemele de teleprocesare - primul pas către crearea rețelelor de calculatoare. Mai târziu, odată cu apariția rețelelor cu configurații complexe și a unui număr mare de sisteme de abonați, au început să fie utilizate procesoare de comunicații speciale pentru implementarea funcțiilor de interfață.
După cum am menționat mai devreme, pentru a transmite informații digitale pe un canal de comunicație, este necesar să convertiți un flux de biți în semnale analogice și, atunci când primiți informații de la un canal de comunicație către un computer, efectuați acțiunea opusă - convertiți semnalele analogice într-un flux de biți pe care computerul îi poate procesa. Astfel de transformări sunt efectuate de un dispozitiv special - modem.
Modem– un dispozitiv care modulează și demodulează semnalele informaționale atunci când le transmite de la un computer către un canal de comunicație și când le primește de la un canal de comunicație într-un computer.
Cea mai scumpă componentă a unei rețele de calculatoare este canalul de comunicare. Prin urmare, atunci când construiesc o serie de rețele de calculatoare, ei încearcă să economisească pe canalele de comunicare prin comutarea mai multor canale de comunicație interne la unul extern. Pentru a efectua funcții de comutare, sunt utilizate dispozitive speciale - hub-uri.
Hub– un dispozitiv care comută mai multe canale de comunicație într-unul prin diviziunea de frecvență.
Într-o rețea LAN, unde mediul fizic de transmisie este un cablu de lungime limitată, se folosesc dispozitive speciale pentru a crește lungimea rețelei - repetoare.
Repetitor– un dispozitiv care asigura pastrarea formei si amplitudinii semnalului la transmiterea acestuia pe o distanta mai mare decat cea asigurata de acest tip de mediu fizic de transmisie.
Există repetoare locale și la distanță. Local repetoarele vă permit să conectați fragmente de rețea situate la o distanță de până la 50 m și la distanta– până la 2000 m.
Enumerați și definiți caracteristicile unei rețele de comunicații (viteza de transfer de date, capacitatea canalului de comunicație etc.). De ce ar putea debitul să fie mai mic decât rata de transfer de date? Pentru ce sunt folosiți biții de serviciu? Care este fiabilitatea informațiilor transmise?
Pentru a evalua calitatea unei rețele de comunicații, puteți utiliza următoarele caracteristici:
§ viteza de transmisie a datelor pe canalul de comunicatie;
§ capacitatea canalului de comunicare;
§ fiabilitatea transferului de informații;
§ fiabilitatea canalului de comunicaţie şi a modemurilor.
Rata de transfer de date pe un canal de comunicație se măsoară prin numărul de biți de informație transmis pe unitatea de timp - o secundă.
Tine minte! Unitatea de măsură a vitezei de transfer de date este biți pe secundă.
Notă. Unitatea de măsură folosită în mod obișnuit de viteză este baud. Baud este numărul de schimbări de stare ale mediului de transmisie pe secundă. Deoarece fiecare schimbare de stare poate corespunde mai multor biți de date, rata efectivă de biți pe secundă poate fi mai mare decât viteza de transmisie.
Viteza de transfer de date depinde de tipul și calitatea canalului de comunicație, de tipul de modemuri utilizate și de metoda de sincronizare adoptată.
Astfel, pentru modemurile asincrone și un canal de comunicație telefonică, intervalul de viteză este de 300 - 9600 bps, iar pentru modemurile sincrone - 1200 - 19200 bps.
Pentru utilizatorii rețelelor de calculatoare, ceea ce contează nu sunt biții abstracti pe secundă, ci informațiile, a căror unitate de măsură sunt octeții sau caracterele. Prin urmare, o caracteristică mai convenabilă a unui canal este sa debit, care este estimată prin numărul de caractere transmise pe canal pe unitatea de timp – o secundă. În acest caz, toate caracterele de serviciu sunt incluse în mesaj. Debitul teoretic este determinat de rata de transfer de date. Debitul real depinde de o serie de factori, inclusiv metoda de transmisie, calitatea canalului de comunicație, condițiile de funcționare ale acestuia și structura mesajului.
Tine minte! Unitatea de măsură pentru capacitatea canalului de comunicație este cifra pe secundă.
O caracteristică esențială a oricărui sistem de comunicare în rețea este fiabilitate informatii transmise. Deoarece pe baza procesării informațiilor despre starea obiectului de control, se iau decizii cu privire la unul sau altul curs al procesului, soarta obiectului poate depinde în cele din urmă de fiabilitatea informațiilor. Fiabilitatea transmiterii informațiilor este evaluată ca raportul dintre numărul de caractere transmise eronat și numărul total de caractere transmise. Nivelul necesar de fiabilitate trebuie asigurat atât de echipament, cât și de canalul de comunicație. Este nepotrivit să se utilizeze echipamente scumpe dacă canalul de comunicație nu îndeplinește cerințele necesare privind nivelul de fiabilitate.
Tine minte! Unitatea de măsură a fiabilității: numărul de erori pe semn - erori/semn.
Pentru rețelele de calculatoare, acest indicator ar trebui să fie în intervalul 10 -6 –10 -7 erori/semn, de exemplu. Este permisă o eroare la fiecare milion de caractere transmise sau la zece milioane de caractere transmise.
In cele din urma, fiabilitate sistemul de comunicații este determinat fie de proporția de timp în stare bună în timpul total de funcționare, fie de timpul mediu dintre defecțiuni. A doua caracteristică vă permite să evaluați mai eficient fiabilitatea sistemului.
Tine minte! Unitate de măsurare a fiabilității: timp mediu între defecțiuni – oră.
Pentru rețelele de calculatoare, timpul mediu dintre defecțiuni trebuie să fie destul de mare și să se ridice la cel puțin câteva mii de ore.
Ce este transmisia digitală de date (bandă îngustă)? Ce este transmisia de date în bandă largă (analogică)? Care sunt avantajele și dezavantajele fiecăruia? Ce este un adaptor? Care sunt modalitățile de transmitere a informațiilor digitale pe un canal analogic? Enumerați diferitele tipuri de modulație și explicați fiecare dintre ele (cu imagini explicative și exemple).
Există 2 tehnologii principale de transmisie a datelor:
transmisie în bandă largă (analogică)
transmisie în bandă îngustă (pentru semnale digitale)
Transmisia în bandă largă se bazează pe utilizarea undelor în continuă schimbare pentru a transporta informații pe un canal de comunicație. Ele sunt de obicei reprezentate ca o funcție sinusoidală și, prin urmare, sunt numite undă sinusoidală.
Poate fi descris prin următorii parametri:
frecvență - reprezintă o secvență de tranziții care alcătuiesc un ciclu (punctul de mijloc, extremul superior, punctul de mijloc, extremul inferior, punctul de mijloc). Numărul de astfel de cicluri într-o secundă se numește frecvența undei sinusoidale. Măsurat în cicluri pe secundă sau hertzi.
amplitudine - reprezintă distanța relativă dintre extremele undei.
faza unei singure unde sinusoidale este măsurată în raport cu o altă undă sinusoidală (referința) și este exprimată ca deplasare unghiulară dintre cele două unde. Expresia „două unde sinusoidale sunt defazate la 180 de grade” înseamnă că în același moment una dintre unde atinge extremul maxim, iar cealaltă atinge minimul.
Transmisie în bandă îngustă:
codificare polară. Bazat pe utilizarea stărilor discrete ale unui canal de comunicare pentru a transmite informații prin intermediul acestuia. Aceste stări discrete sunt de obicei reprezentate ca un fel de impulsuri (de obicei tensiuni) și sunt numite undă pătrată. Au fost dezvoltate multe reprezentare a semnalului digital sau scheme de codare digitală. Unul digital este reprezentat de o tensiune de +12V, iar un zero digital este reprezentat de o tensiune de -12V.
codificare unipolară.
codificare bipolară (revenire la zero). Zerourile digitale sunt reprezentate de absența tensiunii, iar cele digitale sunt reprezentate de impulsuri de 3 volți generatoare de semne.
Codare potențială - nivelul semnalului în anumite momente este informativ.
Codarea fluxului - prezența sau absența curentului în linie este informativă.
Rețelele folosesc codificare potențială.
Dacă datele digitale trebuie transmise printr-o linie de transmisie analogică, este necesar un mecanism care să reprezinte datele digitale sub forma unei undă sinusoidală pentru a indica prezența unor și zerouri.
Dacă se efectuează manipularea amplitudinii, atunci este modularea amplitudinii.
Frecvență - modulație de frecvență.
Faza - modulație de fază.
Curentul alternativ este utilizat pentru transmiterea datelor, în special prin linii telefonice. Un semnal continuu la o frecvență între 1000 și 2000 Hz se numește frecvență purtătoare a undei sinusoidale.
Amplitudinea, frecvența și faza purtătorului pot fi modificate (modulate) pentru a transmite informații.
Cu modularea în amplitudine, sunt utilizate 2 amplitudini de semnal diferite, corespunzătoare valorilor 0 și 1 (Fig. B. Amplitudinea este fie zero, fie diferită de zero).
Modulația de frecvență utilizează mai multe frecvențe diferite pentru a transmite un semnal digital (Figura B).
În modulația de fază cea mai simplă, se aplică o schimbare de fază a frecvenței purtătoare cu 180 de grade la anumite intervale de timp (Fig. D). Cele două stări sunt codificate prin prezența sau absența unei schimbări de fază la limita fiecărui bit.
Un dispozitiv care primește un flux de biți serial și îl convertește într-un semnal de ieșire modulat prin una sau mai multe dintre metodele de mai sus și care efectuează, de asemenea, conversii inverse, se numește modem. Instalat între un computer digital și o linie telefonică analogică. Toate modemurile bune folosesc o combinație de tehnici de modulare a semnalului pentru a transmite numărul maxim de biți.
Comparație între transmisia semnalului în bandă largă și în bandă îngustă.
Linie telefonică - linie de comunicare în bandă largă.
Linia T1 este un canal de bandă îngustă.
În consecință, informațiile transmise pot fi atât analogice, cât și digitale.
Există 2 tipuri de echipamente:
DTE - echipament terminal.
DCE - echipamente de telecomunicatii.
DTE generează informații sub formă de date care pot fi transmise printr-un canal de comunicație. Poate fi digital și analogic.
DCE primește date de la DTE în formatul său și le convertește într-un format compatibil cu legătura de comunicație existentă.
Schema de codare:
Figura prezintă o matrice de 4 elemente. Coloanele definesc natura legăturilor de comunicație, iar rândurile definesc tipul de informații generate de dispozitivul DTE.
cadranul eu. Informațiile în formă analogică trebuie transmise printr-un canal de bandă largă (vorbire transmisă pe o linie telefonică (semnal audio (DTE) -> microfon (DCE) -> semnal analogic)).
cadranul II. Informațiile digitale trebuie transmise pe un canal analog. Schema de conversie: PC (DTE) -> modem (DCE) -> canal analogic.
cadranul III. Fluxul de informații analogice trebuie transmis printr-un canal digital. Informații video (DTE) -> codec (DCE) -> linie digitală T1.
cadranul IV. Informațiile digitale trebuie transmise pe o linie digitală. Se face o conversie din schema de codificare a semnalului utilizată de DTE în schema utilizată de legătură.
De exemplu, RS-232 (port COM) utilizează o schemă de codificare a semnalului polar, iar canalul de comunicație utilizează codificarea BPRZ, care este diferită de cea anterioară. DCE-ul care efectuează această conversie se numește Channel and Data Service Unit (CSU/DSU).
Echipamentele DCE joacă un rol important în implementarea stratului fizic. Folosind diferite tipuri de funcții DCE, orice informație (analogică sau digitală) poate fi pusă într-o formă compatibilă cu orice canal de comunicație (bandă îngustă sau bandă largă).
Modulația (lat. modulatio - dimension, dimension) este procesul de modificare a unuia sau mai multor parametri ai unei oscilații modulate de înaltă frecvență conform legii unui mesaj (semnal) informațional de joasă frecvență. Ca urmare, spectrul semnalului de control este transferat în regiunea de înaltă frecvență, deoarece pentru o difuzare eficientă în spațiu este necesar ca toate dispozitivele de recepție și transmisie să funcționeze la frecvențe diferite și să nu „interfere” unele cu altele. Acesta este procesul de „aterizare” a unei oscilații de informații pe un purtător cunoscut a priori. Informația transmisă este conținută în semnalul de control. Rolul de purtător de informații este îndeplinit de o oscilație de înaltă frecvență numită undă purtătoare. Ca purtător pot fi folosite oscilații de diferite forme (dreptunghiulare, triunghiulare etc.), dar cel mai des sunt folosite oscilațiile armonice. În funcție de care dintre parametrii oscilației purtătorului se modifică, se distinge tipul de modulație (amplitudine, frecvență, fază etc.). Modulația cu un semnal discret se numește modulație digitală sau keying.
Modulație analogică
Modulația de amplitudine (AM)
Modulație de amplitudine cu o singură bandă laterală (SSB - single sideband AM)
Modulație de amplitudine echilibrată (BAM) - AM cu suprimare a purtătorului
Modulație în cuadratura (QAM)
Modularea unghiului
Modulația de frecvență (FM)
Modulația liniară a frecvenței (chirp)
Modulația de fază (PM)
Signal code modulation (SCM), în versiunea în limba engleză Signal Code Modulation (SCM)
Modulație sigma-delta (∑Δ)
Modulație digitală
Modularea pulsului
Modulare cod impuls (PCM sau Modulare cod impuls)
Modularea lățimii impulsului (PWM)
Modularea amplitudinii pulsului (PAM)
Modularea frecvenței impulsurilor (PFM)
Modularea fază a impulsului (PPM)
Comutare de circuite și pachete - metodele sale de rezolvare a problemei generalizate de comutare a datelor în orice tehnologie de rețea. Soluțiile tehnice complexe ale sarcinilor de comutare generalizate constau în problemele particulare ale rețelelor de transmisie a datelor.
Prin problemele speciale ale rețelelor de date includ:
- definirea fluxurilor și a rutelor adecvate;
- parametrii de configurare a rutei de fixare și tabelele dispozitivelor de rețea;
- fluxuri de recunoaștere și transfer de date între interfața unui dispozitiv;
- fluxuri de multiplexare/demultiplexare;
- mediu de separare.
Printre numeroasele abordări posibile pentru soluționarea problemei generalizate a rețelelor de comutare a abonaților, alocă două dintre cele de bază, care includ comutarea de canale și comutarea de pachete. Există aplicații tradiționale ale fiecărei tehnici de comutare, de exemplu, rețelele telefonice continuă să fie construite și construite folosind tehnologia comutată de circuite, rețelele de calculatoare și marea majoritate se bazează pe tehnica de comutare de pachete.
Prin urmare, ca flux de informații în rețelele cu comutare de circuite, datele sunt schimbate între o pereche de abonați. În consecință, caracteristica de flux global este o pereche de adrese (numere de telefon) abonații care comunică între ei. O caracteristică a rețelelor cu comutare de circuite este conceptul de canal elementar.
Canal elementar
Canal elementar (sau canal)- este o caracteristică tehnică de bază a rețelei cu comutație de circuit, care este fixată într-un anumit tip de valoare a debitului rețelei. Fiecare legătură din rețeaua cu comutare de circuite are o capacitate de un element de canal multiplu adoptat pentru acest tip de rețea.
În sistemele telefonice tradiționale, valoarea vitezei elementare a canalului este egală cu 64 kbit/s, ceea ce este suficient pentru voce digitală de înaltă calitate.
Pentru voce de înaltă calitate, se utilizează frecvența vibrațiilor sonore, cuantificarea amplitudinii 8000 Hz (timp de eșantionare, intervale de 125 ms). Pentru a reprezenta o măsură a amplitudinii se folosește cel mai adesea codul de 8 biți, care face gradație de 256 de tonuri (prin valori de eșantionare).
În acest caz, transmiterea unui canal de voce este necesară o lățime de bandă de 64 kbit/s:
8000 x 8 = 64000 biți/s sau 64 kbit/s.
Un astfel de canal de voce se numește un canal elementar rețele telefonice digitale. O caracteristică a rețelei cu comutare de circuit este că lățimea de bandă a fiecărei legături trebuie să fie egală cu un număr întreg de canale elementare.
Canalul compozit
Comunicare construită prin comutarea (conectarea) canalelor elementare, numită a canal compozit.
Canal compozit
Proprietățile canalului compozit:
- canalul compozit pe toată lungimea sa este alcătuit din același număr de canale elementare;
- canalul compozit are o lățime de bandă constantă și fixă pe toată lungimea sa;
- canalul compus este creat temporar pentru perioada sesiunii de doi abonați;
- la sesiune, toate canalele de bază care sunt incluse în canalul compus, intră în uz exclusiv al abonaților, pentru care a fost creat canalul compus;
- în timpul sesiunii de comunicare în abonații pot trimite o rată de date de rețea care nu depășește o capacitate de canal a compozitului;
- datele primite într-un canal compus, abonatul apelat este garantat a fi livrat fără întârziere, pierderi, și la aceeași rată (rata sursă) indiferent dacă există în acest moment în cealaltă conexiune de rețea sau nu;
- după încheierea sesiunii canalele de bază care au fost incluse cu canalul compozit corespunzător, declarate gratuite și returnate la pool-ul de resurse alocate pentru utilizare de către alți utilizatori.
Conexiune refuzată
Conexiune refuzată
Solicitările de conectare nu au întotdeauna succes.
Dacă calea dintre abonații apelați și apelați nu sunt canale libere sau nodul de bază numit este ocupată, defecțiunea apare în configurarea conexiunii.
Avantajul comutării circuitelor
Tehnologia de comutare de circuit are ca scop minimizarea evenimentelor accidentale din rețea, adică o tehnologie. Pentru a evita orice posibilă incertitudine, o mare parte a lucrărilor privind schimbul de informații se desfășoară în avans, chiar înainte de începerea transferului de date. În primul rând, pentru o anumită adresă, disponibilitatea canalelor de bază necesare de la expeditor la destinatar. Dar în cazul bursty, această abordare este ineficientă, deoarece 80% din timpul canalului poate fi inactiv.
Comutare de pachete
Cel mai important principiu al rețelelor cu transmitere de date cu comutare de pachete este transmis prin rețea sub formă de bucăți de date separate structural unele de altele numite pachete. Fiecare pachet are un antet, care conține adresa de destinație și alte informații de sprijin (lungimea câmpului de date, o sumă de control și altele.), Folosit pentru livrarea către destinatarul coletului.
A avea o adresă în fiecare pachet este una dintre cele mai importante caracteristici ale tehnologiei de comutare de pachete, deoarece fiecare pachet poate fi procesat independent de celelalte pachete de comutare care constituie traficul de rețea. Pe lângă titlul din pachet, poate avea un câmp suplimentar care să fie plasat la sfârșitul pachetului și așa-numita remorcă. În remorcă este plasată de obicei suma de control, care vă permite să verificați dacă informațiile au fost corupte în timpul transmiterii prin rețea sau nu.
Partiționarea datelor în pachete
Partiționarea datelor în pachete are loc în mai multe etape. Nodul expeditor lanț generează date de transmisie, care sunt împărțite în părți egale. După aceea are loc formarea unui pachet prin adăugarea antetului deasupra capului. Și ultima etapă este asamblarea pachetelor în mesajul original către nodul destinație.
Partiționarea datelor în pachete
Transferarea datelor printr-o rețea ca pachet
Rețeaua de transmisie a pachetelor
Ca și în rețelele cu comutație de circuite, rețelele cu comutație de pachete, pentru fiecare dintre fluxuri se determină manual sau automat ruta fixată în tabelele stocate pentru comutatoarele de comutație. Pachetele care intră în comutator sunt procesate și trimise pe o anumită rută
Incertitudinea și mișcarea asincronă a datelor în rețelele cu comutare de pachete impun cerințe speciale pentru comutatoarele din astfel de rețele.
Principala diferență dintre un comutator de pachete al comutatoarelor din rețelele cu comutare de circuite este că au o memorie tampon internă pentru stocarea temporară a pachetelor. Bufferele de comutare trebuie să armonizeze ratele de date în legăturile de comunicație conectate la interfețele sale, precum și să armonizeze rata de sosire a pachetelor cu viteza lor de comutare.
Metode de transfer pachete
Un comutator poate funcționa pe baza uneia dintre cele trei metode de promovare a pachetelor:
- transmitere de datagrame;
- Transfer la stabilirea unei conexiuni logice;
- Transfer la stabilirea unui canal virtual.
Transmitere datagramă
Transfer de datagrame metodă bazată pe promovarea pachetului independent unul de celălalt. Procedura de procesare a pachetelor este determinată doar de valorile parametrilor pe care îi poartă și de starea curentă a rețelei. Și fiecare rețea de pachete este considerată ca un transfer de unitate complet independent - datagramă.
Principiul pachetului de datagrame ilustrative
Transfer la stabilirea unei conexiuni logice
Transfer la stabilirea unei conexiuni logice
Procedura de armonizare a celor două noduri terminale ale unei rețele a unor parametri ai procesului de schimb de pachete se numește stabilirea unei conexiuni logice. Opțiuni negociate de cele două noduri care interacționează, numite parametri de conexiune logică.
Canal virtual
Canal virtual
Singura rută fixă pre-căptușită care conectează nodurile terminale la rețeaua cu comutare de pachete, denumită canal virtual (circuit virtual sau canal virtual). Sunt create canale virtuale pentru un flux sustenabil de informații. Pentru a izola fluxul de date, fluxul total de trafic al fiecărui pachet este marcat cu un tip special de semn - etichetă. Ca și în cazul stabilirii unei conexiuni de rețea logice, canalul virtual începe cu o garnitură de la nodul sursă un pachet special - cererea de conectare.
Tabelul de comutare a rețelelor care utilizează canale virtuale este diferit de tabelul de comutare din rețelele de datagrame. Conține intrări care trec doar prin canalele virtuale de comutare și nu toate adresele de destinație posibile, așa cum este cazul în rețelele cu transfer de algoritm de datagramă.
Circuit de comparație comutat și pachet
| Schimbarea canalelor | Comutare de pachete |
| Mai întâi trebuie să stabiliți o conexiune | Nicio etapă de stabilire a unei conexiuni (metoda datagramei) |
| Locația este necesară numai la stabilirea unei conexiuni | Adresa și alte informații de serviciu sunt transmise cu fiecare pachet |
| Rețeaua poate refuza o conexiune cu abonatul | Rețeaua este întotdeauna gata să primească date de la abonat |
| Lățime de bandă garantată (lățime de bandă) pentru abonații care interacționează | Lățimea de bandă a rețelei pentru utilizatori este necunoscută, întârzierile de transmisie sunt aleatorii |
| Traficul în timp real este transferat fără întârziere | Resursele de rețea sunt utilizate eficient atunci când se transmite trafic în rafală |
| Fiabilitate ridicată a transmisiei | Posibilă pierdere de date din cauza depășirii tamponului |
| Utilizarea irațională a capacității canalului, reducând eficiența generală a rețelei | Alocarea automată dinamică a lățimii de bandă a unui canal fizic între abonați |