Metody přepínání. Komunikační zařízení Zařízení, které přepíná několik komunikačních kanálů, se nazývá rozbočovač

Pro zajištění přenosu informací z počítače do komunikačního prostředí je nutné koordinovat signály vnitřního rozhraní počítače s parametry signálů přenášených komunikačními kanály. V tomto případě musí být provedeno jak fyzické přizpůsobení (tvar, amplituda a doba trvání signálu), tak přizpůsobení kódu.

Technická zařízení, vykonávající funkce párování počítače s komunikačními kanály se nazývají adanters nebo síťové adaptéry. Jeden adaptér zajišťuje spárování s počítačem jednoho komunikačního kanálu.

Kromě jednokanálových adaptérů se používají také vícekanálová zařízení - multiplexery pro přenos dat nebo jednoduše multiplexery.

Multiplexer pro přenos dat– zařízení pro propojení počítače s několika komunikačními kanály.

V systémech teleprocessingu byly použity multiplexory přenosu dat - první krok k vytvoření počítačové sítě. Později, se vznikem sítí se složitými konfiguracemi a velkým počtem účastnických systémů, se k implementaci funkcí rozhraní začaly používat speciální komunikační procesory.

Jak již bylo zmíněno dříve, pro přenos digitální informace přes komunikační kanál je nutné převést bitový tok na analogové signály a při přijímání informací z komunikačního kanálu do počítače proveďte opačnou akci – převeďte analogové signály na proud bitů, které může počítač zpracovat. Takové transformace jsou prováděny speciálním zařízením - modem.

Modem– zařízení, které moduluje a demoduluje informační signály při jejich přenosu z počítače do komunikačního kanálu a při jejich přijímání z komunikačního kanálu do počítače.

Nejdražší součástí počítačové sítě je komunikační kanál. Při budování řady počítačových sítí se proto snaží ušetřit na komunikačních kanálech přepnutím několika interních komunikačních kanálů na jeden externí. K provádění spínacích funkcí se používají speciální zařízení - náboje.

Rozbočovač– zařízení, které přepíná několik komunikačních kanálů na jednu cestu frekvenční dělení.

V LAN, kde je fyzickým přenosovým médiem kabel omezené délky, se ke zvýšení délky sítě používají speciální zařízení - opakovače.

Opakovač– zařízení, které zajišťuje zachování tvaru a amplitudy signálu při jeho přenosu na větší vzdálenost, než poskytuje tento typ fyzického přenosového média.

Existují místní a vzdálené opakovače. Místní opakovače umožňují připojit síťové fragmenty umístěné na vzdálenost až 50 m, a dálkový- do 2000 m.

Vyjmenujte a definujte vlastnosti komunikační sítě (rychlost přenosu dat, kapacita komunikačního kanálu atd.). Proč může být propustnost nižší než rychlost přenosu dat? K čemu slouží servisní bity? Jaká je spolehlivost přenášených informací?

Pro posouzení kvality komunikační sítě můžete použít následující charakteristiky:

§ rychlost přenosu dat přes komunikační kanál;

§ kapacita komunikačního kanálu;

§ spolehlivost přenosu informací;

§ spolehlivost komunikačního kanálu a modemů.

Rychlost přenosu dat přes komunikační kanál se měří počtem bitů informace přenesených za jednotku času - sekundu.

Pamatovat si! Jednotkou rychlosti přenosu dat jsou bity za sekundu.

Poznámka. Běžně používanou jednotkou měření rychlosti je baud. Baud je počet změn stavu přenosového média za sekundu. Protože každá změna stavu může odpovídat několika bitům dat skutečnou rychlostí bitů za sekundu může překročit přenosovou rychlost.

Rychlost přenosu dat závisí na typu a kvalitě komunikačního kanálu, typu použitých modemů a zvolené metodě synchronizace.

Pro asynchronní modemy a telefonní komunikační kanál je tedy rozsah rychlostí 300 - 9600 bps a pro synchronní modemy - 1200 - 19200 bps.

Pro uživatele počítačových sítí nejsou důležité abstraktní bity za sekundu, ale informace, jejichž měrnou jednotkou jsou bajty nebo znaky. Proto je výhodnější charakteristikou kanálu jeho propustnost, který se odhaduje podle počtu znaků přenesených kanálem za jednotku času - sekundu. V tomto případě jsou ve zprávě obsaženy všechny servisní znaky. Teoretická propustnost je určena rychlostí přenosu dat. Skutečná propustnost závisí na řadě faktorů, včetně způsobu přenosu, kvalitě komunikačního kanálu, jeho provozních podmínkách a struktuře zprávy.

Pamatovat si! Jednotkou měření kapacity komunikačního kanálu jsou číslice za sekundu.

Základní charakteristikou každého síťového komunikačního systému je spolehlivost přenášené informace. Protože se na základě zpracování informací o stavu řídicího objektu rozhoduje o tom či onom průběhu procesu, může osud objektu v konečném důsledku záviset na spolehlivosti informací. Spolehlivost přenosu informace se posuzuje jako poměr počtu chybně přenesených znaků k celkovému počtu přenesených znaků. Požadovanou úroveň spolehlivosti musí poskytovat jak zařízení, tak komunikační kanál. Není vhodné používat drahé zařízení, pokud komunikační kanál nesplňuje nezbytné požadavky na úroveň spolehlivosti.

Pamatovat si! Jednotka měření spolehlivosti: počet chyb na znaménko - chyby/znaménko.

U počítačových sítí by se tento indikátor měl pohybovat v rozmezí 10 -6 –10 -7 chyb/znaménko, tzn. Je povolena jedna chyba na milion přenesených znaků nebo na deset milionů přenesených znaků.

Konečně, spolehlivost komunikační systém je určen buď podílem doby v dobrém stavu na celkové době provozu, nebo průměrnou dobou mezi poruchami. Druhá charakteristika umožňuje efektivněji posoudit spolehlivost systému.

Pamatovat si! Jednotka měření spolehlivosti: průměrná doba mezi poruchami – hodina.

U počítačových sítí musí být střední doba mezi poruchami poměrně velká a činit alespoň několik tisíc hodin.

Co je digitální (úzkopásmový) přenos dat? Co je širokopásmový (analogový) přenos dat? Jaké jsou výhody a nevýhody každého z nich? Co je to adaptér? Jaké jsou způsoby přenosu digitálních informací přes analogový kanál? Uveďte různé typy modulace a vysvětlete každý z nich (s vysvětlujícími obrázky a příklady).

Existují 2 hlavní technologie přenosu dat:

širokopásmový přenos (analogový)

úzkopásmový přenos (pro digitální signály)

Širokopásmový přenos je založen na použití neustále se měnících vln k přenosu informací přes komunikační kanál. Obvykle jsou reprezentovány jako funkce sinus, a proto se nazývají sinusová vlna.

Lze jej popsat následujícími parametry:

frekvence - představuje posloupnost přechodů, které tvoří jeden cyklus (střed, horní extrém, střed, dolní extrém, střed). Počet takových cyklů za jednu sekundu se nazývá frekvence sinusové vlny. Měřeno v cyklech za sekundu nebo hertz.

amplituda - představuje relativní vzdálenost mezi extrémy vlny.

fáze jedné sinusové vlny je měřena vzhledem k jiné sinusové vlně (referenční) a je vyjádřena jako úhlový posun mezi těmito dvěma vlnami. Výraz „dvě sinusové vlny jsou o 180 stupňů mimo fázi“ znamená, že ve stejném okamžiku jedna z vln dosáhne svého maximálního extrému a druhá dosáhne svého minima.

Úzkopásmový přenos:

polární kódování. Na základě použití diskrétních stavů komunikačního kanálu k přenosu informací přes něj. Tyto diskrétní stavy jsou obvykle reprezentovány jako nějaký druh impulsů (obvykle napětí) a nazývají se obdélníková vlna. Bylo vyvinuto mnoho schémat reprezentujících digitální signály resp digitální kódování. Digitální jednotka je reprezentována napětím +12V a digitální nula je reprezentována napětím -12V.

unipolární kódování.

bipolární kódování (návrat na nulu). Digitální nuly jsou reprezentovány nepřítomností napětí a digitální nuly jsou reprezentovány 3voltovými pulzy generujícími znaménko.

Potenciální kódování - úroveň signálu v určitých okamžicích je informativní.

Kódování toku - přítomnost nebo nepřítomnost proudu ve vedení je informativní.

Sítě využívají potenciální kódování.

Pokud je třeba přenášet digitální data přes analogovou přenosovou linku, je zapotřebí mechanismus pro reprezentaci digitálních dat ve formě sinusové vlny pro indikaci přítomnosti jedniček a nul.

Pokud se provádí amplitudová manipulace, pak se jedná o amplitudovou modulaci.

Frekvence - frekvenční modulace.

Fáze - fázová modulace.

Používá se pro přenos dat, zejména po telefonních linkách střídavý proud. Spojitý signál o frekvenci mezi 1000 a 2000 Hz se nazývá nosná frekvence sinusové vlny.

Amplituda, frekvence a fáze nosné mohou být změněny (modulovány) pro přenos informací.

Při amplitudové modulaci se používají 2 různé amplitudy signálu, odpovídající hodnotám 0 a 1 (obr. B. Amplituda je buď nulová, nebo nenulová).

Frekvenční modulace využívá k přenosu digitálního signálu několik různých frekvencí (obrázek B).

U nejjednodušší fázové modulace se v určitých časových intervalech uplatňuje fázový posun nosné frekvence o 180 stupňů (obr. D). Tyto dva stavy jsou zakódovány přítomností nebo nepřítomností fázového posunu na hranici každého bitu.

Zařízení, které přijímá sériový bitový tok a převádí jej na výstupní signál modulovaný jednou nebo více z výše uvedených metod a také provádí inverzní převody, se nazývá modem. Instaluje se mezi digitální počítač a analogovou telefonní linku. Všechno dobré modemy používat kombinované metody modulace signálu k přenosu maximálního počtu bitů.

Porovnání širokopásmového a úzkopásmového přenosu signálu.

Telefonní linka - širokopásmová komunikační linka.

Linka T1 je úzkopásmový kanál.

V souladu s tím mohou být přenášené informace jak analogové, tak digitální.

Existují 2 typy zařízení:

DTE - koncová zařízení.

DCE - telekomunikační zařízení.

DTE generuje informace ve formě dat, které lze přenášet komunikačním kanálem. Může být digitální a analogový.

DCE přijímá data z DTE ve svém formátu a převádí je do formátu kompatibilního s existující komunikační linkou.

Schéma kódování:

Obrázek ukazuje matici 4 prvků. Sloupce definují povahu komunikačních spojení a řádky definují typ informací generovaných zařízením DTE.

I kvadrant. Informace v analogové formě musí být přenášeny prostřednictvím širokopásmového kanálu (řeč přenášená po telefonní lince ( zvukový signál(DTE) -> mikrofon (DCE) -> analogový signál)).

II kvadrant. Digitální informace musí být přenášeny přes analogový kanál. Schéma převodu: PC (DTE) -> modem (DCE) -> analogový kanál.

III kvadrant. Analogový informační tok musí být přenášen digitálním kanálem. Video informace (DTE) -> kodek (DCE) -> digitální linka T1.

IV kvadrant. Digitální informace musí být přenášeny po digitální lince. Konverze se provádí ze schématu kódování signálu používaného DTE na schéma používané spojem.

Například RS-232 ( COM port) používá schéma kódování polárních signálů a komunikační kanál používá kódování BPRZ, které se liší od předchozího. DCE, který provádí tento převod, se nazývá Channel and Data Service Unit (CSU/DSU).

Při implementaci hraje důležitou roli zařízení DCE fyzické úrovni. Pomocí různých typů funkcí DCE lze jakoukoli informaci (analogovou nebo digitální) převést do formy kompatibilní s jakýmkoli komunikačním kanálem (úzkopásmovým nebo širokopásmovým).

Modulace (lat. modulatio - dimenze, dimenze) je proces změny jednoho nebo více parametrů vysokofrekvenčně modulovaného kmitání podle zákona nízkofrekvenční informační zprávy (signálu). Díky tomu se spektrum řídícího signálu přenese do vysokofrekvenční oblasti, protože pro efektivní vysílání do vesmíru je nutné, aby všechna přijímací a vysílací zařízení pracovala na různých frekvencích a vzájemně se „nerušila“. Toto je proces „přistání“ informační oscilace na a priori známém nosiči. Přenášená informace je obsažena v řídicím signálu. Roli nosiče informace plní vysokofrekvenční oscilace nazývaná nosná vlna. Jako nosné lze použít kmitání různých tvarů (pravoúhlé, trojúhelníkové atd.), nejčastěji se však používají kmity harmonické. Podle toho, který z parametrů kmitání nosné se mění, se rozlišuje typ modulace (amplituda, frekvence, fáze atd.). Modulace s diskrétním signálem se nazývá digitální modulace nebo klíčování.

Analogová modulace

Amplitudová modulace (AM)

Amplitudová modulace s jedním postranním pásmem (SSB - jedno postranní pásmo AM)

Vyvážená amplitudová modulace (BAM) - AM s potlačením nosné

Kvadraturní modulace (QAM)

Úhlová modulace

Frekvenční modulace (FM)

Lineární frekvenční modulace (cvrlikání)

Fázová modulace (PM)

Modulace signálového kódu (SCM), v anglické verzi Signal Code Modulation (SCM)

Sigma-delta modulace (∑Δ)

Digitální modulace

Pulzní modulace

Pulzní kódová modulace (PCM nebo Pulzní kódová modulace)

Pulzní šířková modulace (PWM)

Pulzní amplitudová modulace (PAM)

Pulzní frekvenční modulace (PFM)

Pulzní fázová modulace (PPM)

Přednáška č. 8

Charakteristika informačních kanálů

Informační kanál lze také charakterizovat třemi odpovídajícími parametry: dobou použití kanálu T k, šířka pásma frekvencí přenášených kanálemF ka dynamický rozsah kanáluDkcharakterizující jeho schopnost přenášet různé úrovně signálu.

Množství se nazývá kapacita kanál.

Nezkreslený přenos signálů je možný pouze v případě, že se objem signálu „vejde“ do kapacity kanálu.

V důsledku toho je obecná podmínka pro shodu signálu s kanálem pro přenos informací určena vztahem

Vztah však vyjadřuje nutnou, ale ne postačující podmínku pro přizpůsobení signálu kanálu. Postačující podmínkou je shoda na všech parametrech:

Pro informační kanál se používají následující pojmy: rychlost vstupu informací, rychlost přenosu informací a kapacita kanálu.

Pod rychlostí vkládání informací (toku informací) já ( X ) pochopit průměrné množství informací zadaných ze zdroje zprávy do informačního kanálu za jednotku času. Tato charakteristika zdroje zpráv je určena pouze statistickými vlastnostmi zpráv.

Rychlost přenosu informací já ( Z , Y ) – průměrné množství informací přenášených kanálem za jednotku času. Záleží na statistických vlastnostech přenášeného signálu a na vlastnostech kanálu.

Šířka pásma C – nejvyšší teoreticky dosažitelná rychlost přenosu informací pro daný kanál. Toto je charakteristika kanálu a nezávisí na statistice signálu.

Kapacita informačního kanálu je určena dvěma parametry: bitovou hloubkou a frekvencí. Je to úměrné jejich produktu.

Bitová hloubka je maximální množství informací, které lze současně umístit do kanálu.

Frekvence ukazuje, kolikrát lze informace umístit do kanálu za jednotku času.

Kapacita poštovního kanálu je obrovská. Takže zaslání poštou např. laserový disk, můžete současně umístit více než 600 MB informací do kanálu. Frekvence poštovního kanálu je přitom velmi nízká - pošta se ze schránek neodebírá více než pětkrát denně.

Jednobitový telefonní informační kanál: současně telefonní drát můžete poslat buď jedničku (proud, impuls) nebo nulu. Frekvence tohoto kanálu může dosahovat desítek a stovek tisíc cyklů za sekundu. Tato vlastnost telefonní síť umožňuje jej používat pro komunikaci mezi počítači.

Pro co nejefektivnější využití informačního kanálu je nutné přijmout opatření k zajištění toho, aby rychlost přenosu informací byla co nejblíže kapacitě kanálu. Současně by rychlost vstupu informací neměla překročit kapacitu kanálu, jinak nebudou všechny informace přenášeny přes kanál.

To je hlavní podmínkou pro dynamickou koordinaci zdroje zpráv a informačního kanálu.

Jedním z hlavních problémů teorie přenosu informace je stanovení závislosti rychlosti a kapacity přenosu informace na parametrech kanálu a charakteristikách signálů a rušení. Tyto otázky poprvé hluboce studoval K. Shannon.

1. Metody pro zvýšení odolnosti proti rušení

Základem všech metod pro zvýšení odolnosti informačních systémů proti rušení je využití určitých rozdílů mezi užitečným signálem a rušením. Proto jsou pro boj s rušením a priori nezbytné informace o vlastnostech rušení a signálu.

V současné době je známo velké množství způsobů, jak zvýšit odolnost systémů proti rušení. Je vhodné rozdělit tyto metody do dvou skupin.

jáskupina – na základě volby způsobu přenosu zprávy.

IIskupina – spojená s konstrukcí protihlukových přijímačů.

Jednoduchý a použitelný způsob, jak zvýšit odolnost proti hluku, je zvýšení odstupu signálu od šumu zvýšením výkonu vysílače. Tato metoda však nemusí být ekonomicky zisková, protože je spojena s výrazným zvýšením složitosti a nákladů na zařízení. Kromě toho je zvýšení vysílacího výkonu doprovázeno zvýšením rušivého účinku daného kanálu na ostatní.

Důležitým způsobem, jak zvýšit odolnost proti šumu při nepřetržitém přenosu signálu, je racionální volba typu modulace signály. Použitím typů modulace, které zajišťují výrazné rozšíření frekvenčního pásma signálu, je možné dosáhnout výrazného zvýšení odolnosti vůči přenosovému šumu.

Radikálním způsobem, jak zvýšit odolnost vůči šumu při přenosu diskrétního signálu, je použití speciální kódy proti rušení . V tomto případě existují dva způsoby, jak zvýšit odolnost kódů proti šumu:

1. Výběr metod přenosu, které poskytují menší pravděpodobnost poškození kódu;

2. Zvýšení opravných vlastností kombinací kódů. Tato cesta je spojena s používáním kódů, které umožňují detekovat a eliminovat zkreslení v kombinacích kódů. Tento způsob kódování je spojen se zaváděním dalších, nadbytečných symbolů do kódu, což je doprovázeno zvýšením doby přenosu nebo přenosové frekvence kódových symbolů.

Zvýšené odolnosti vůči přenosovému šumu lze také dosáhnout opakovaným přenosem stejné zprávy. Na straně příjemce jsou přijaté zprávy porovnány a zprávy s největším počtem shod jsou považovány za pravdivé. Pro eliminaci nejistoty při zpracování přijatých informací a zajištění výběru podle většinového kritéria je nutné zprávu opakovat minimálně třikrát. Tento způsob zvýšení odolnosti proti šumu je spojen se zvýšením doby přenosu.

Systémy s opakovaným přenosem diskrétní informace se dělí na systémy se skupinovým sčítáním, ve kterých se porovnávání provádí kombinací kódů, a systémy se sčítáním znaků po znaku, ve kterých se porovnávání provádí pomocí symbolů kombinací kódů. Skenování znak po znaku je efektivnější než skupinová kontrola.

Typ systému, ve kterém je zvýšené odolnosti proti šumu dosaženo prodloužením doby přenosu, jsou systémy s zpětná vazba. Pokud jsou v přenášených zprávách zkresleny, informace přicházející zpětným kanálem zajistí opakování přenosu. Přítomnost zpětného kanálu vede ke komplikacím systému. Na rozdíl od systémů s opakováním přenosu však v systémech se zpětnou vazbou bude opakování přenosu probíhat pouze tehdy, jsou-li v přenášeném signálu detekovány zkreslení, tzn. redundance se zdá být celkově menší.

Příjem odolný proti hluku spočívá v použití redundance, stejně jako a priori informací o signálech a rušení, k optimálnímu řešení problému příjmu: detekce signálu, rozlišení signálů nebo obnovení zpráv. V současné době je aparát teorie statistického rozhodování široce používán k syntéze optimálních přijímačů.

Chyby přijímače se snižují se zvyšujícím se odstupem signálu od šumu na vstupu přijímače. V tomto ohledu je přijímaný signál často předzpracován, aby se zvýšil poměr užitečné složky k interferenci. Mezi takové metody předzpracování signálu patří metoda SHOW (kombinace širokopásmového zesilovače, omezovače a úzkopásmového zesilovače), výběr signálu podle trvání, metoda kompenzace rušení, metoda filtrování, korelační metoda, metoda akumulace atd.

2. Moderní technické prostředky pro výměnu dat a zařízení pro tvorbu kanálů

Přijímačem může být počítač, terminál nebo nějaký druh digitálního zařízení.

Zajistit přenos informací z počítače do komunikace

Může to být databázový soubor, tabulka, odpověď na dotaz, text nebo obrázek.

Pro přenos zpráv v počítačových sítích se používají různé typy komunikačních kanálů. Nejběžnější jsou vyhrazené telefonní kanály a speciální kanály pro přenos digitálních informací. Používají se také rádiové kanály a satelitní komunikační kanály.

LAN se v tomto ohledu odlišují tam, kde je používají kroucený pár dráty, koaxiální kabel a kabel z optických vláken.

Nazývají se technická zařízení, která plní funkce propojení počítače s komunikačními kanály adaptéry nebo síťové adaptéry. Jeden adaptér zajišťuje spárování s počítačem jednoho komunikačního kanálu. Kromě jednokanálových adaptérů se používají také vícekanálová zařízení - multiplexery pro přenos dat nebo jednoduše multiplexery.

Multiplexer pro přenos dat – zařízení pro propojení počítače s několika komunikačními kanály.

Multiplexery přenosu dat byly použity v systémech teleprocessingu - první krok k vytvoření počítačových sítí. Později, se vznikem sítí se složitými konfiguracemi a velkým počtem účastnických systémů, se k implementaci funkcí rozhraní začaly používat speciální komunikační procesory.

Jak již bylo zmíněno dříve, pro přenos digitální informace přes komunikační kanál je nutné převést proud bitů na analogové kanály a při příjmu informací z komunikačního kanálu do počítače provést opačnou akci – převést analogové signály na proud bitů, které může počítač zpracovat. Takové transformace jsou prováděny speciálním zařízením - modem.

Modem– zařízení, které provádí modulaci a demodulaci informačních signálů při jejich přenosu z počítače do komunikačního kanálu a při jejich příjmu do počítače z komunikačního kanálu.

Rozbočovač– zařízení, které pomocí frekvenčního dělení přepíná několik komunikačních kanálů do jednoho.

V LAN, kde je fyzickým přenosovým médiem kabel omezené délky, se ke zvýšení délky sítě používají speciální zařízení - opakovače.

Opakovač– zařízení, které zajišťuje zachování tvaru a amplitudy signálu při jeho přenosu na větší vzdálenost, než poskytuje tento typ fyzického přenosového média.

Existují místní a vzdálené opakovače. Místní opakovače umožňují připojit síťové fragmenty umístěné ve vzdálenosti až 50 m, a dálkový- do 2000 m.

Samostatná práce : s. 646–651, 720–722, s. 67–79, 542–544, –651, s. 48–58; s. 408–431

Opakovač (opakovač) – přenáší elektrické signály z jedné části kabelu do druhé, předběžně je zpevní a obnoví jejich tvar. Používá se v místních sítích ke zvýšení jejich délky. V terminologii OSI působí na fyzické úrovni.

Spínače – víceportové opakovače, které čtou cílovou adresu každého příchozího paketu a přenášejí ji pouze přes port, který je připojen k počítači příjemce. Může fungovat na různých úrovně OSI. (jiná verze - kanál úroveň)

Rozbočovač (hub) – víceportové zařízení pro zesilování signálů při přenosu dat. Slouží k přidání pracovních stanic do sítě nebo ke zvětšení vzdálenosti mezi serverem a pracovní stanicí (celková kapacita vstupních kanálů je vyšší než kapacita výstupního kanálu). Funguje jako vypínač, ale navíc dokáže zesílit signál.

Multiplexer (zařízení nebo program) – umožňuje přenášet několik různých signálů současně po jedné komunikační lince.

Brána – přenáší data mezi sítěmi nebo aplikačními programy, které používají různé protokoly (způsoby kódování, fyzická média pro přenos dat), například propojení lokální sítě s globální. Funguje na aplikovaný úroveň.

Most – spojuje dvě sítě se stejnými protokoly, zesiluje signál a předává pouze ty signály, které jsou adresovány počítači umístěnému na druhé straně mostu. Jiné vydání : Počítač se dvěma síťovými kartami určenými k propojení sítí.

Směrovač – (propojuje různé sítě LAN, jako most, předává pouze ty informace, které jsou určeny pro segment, ke kterému je připojen.) Zodpovídá za výběr trasy pro přenos paketů mezi uzly. Cesta se vybírá na základě: – směrovacího protokolu obsahujícího informace o topologii sítě;

– speciální směrovací algoritmus.

Funguje na síť úroveň OSI.

Nejasné otázky :

Zařízení pro připojení počítače k několika komunikačním kanálům se nazývá:

– rozbočovač/opakovač/multiplexer/modem

Zařízení, které přepíná několik komunikačních kanálů, se nazývá:

– datový multiplexer/hub/repeater/modem

Základní koncepty kryptografie

Samostatná práce : s. 695–699

Kryptografie (šifrování) – kódování dat odesílaných do sítě tak, aby je mohly číst pouze strany zapojené do konkrétní transakce. Spolehlivost ochrany závisí na šifrovacím algoritmu a délce klíče v bitech.

Metoda šifrování – algoritmus, který popisuje postup převodu původní zprávy na výslednou zprávu. Příklad . Metoda hraní her – nahrazení písmen poznámkami podle určitého algoritmu.

Šifrovací klíč – soubor parametrů nezbytných pro aplikaci metody. Další vydání: – sekvence znaků uložených na pevném nebo vyměnitelném disku.

Statický klíč – nemění se při práci s různými zprávami.

Dynamický klíč – změny pro každou zprávu.

Typy šifrovacích metod .

– Symetrický : Pro šifrování i dešifrování se používá stejný klíč. Nepohodlné v elektronickém obchodování, protože prodávající a kupující musí mít odlišná práva na přístup k informacím. Prodejce zasílá všem kupujícím stejné katalogy, ale kupující prodávajícímu vracejí důvěrné informace o kreditní kartě a objednávky a platby nelze mezi různými kupujícími kombinovat.

– Asymetrické (asymetrické ): jsou založeny na speciálních matematických metodách, které vytvářejí pár klíčů, takže to, co je zašifrováno jedním klíčem, lze dešifrovat pouze jiným a naopak. Jeden z klíčů se nazývá OTEVŘENO , může to dostat každý. Vývojář klíče si druhý klíč nechává pro sebe, říká se mu uzavřený (tajný) .

Objednávky, smlouvy jsou zašifrovány veřejným klíčem, ale číst je může pouze vlastník soukromý klíč. Pokud klient obdrží soubor, se kterým se jeho klíč neshoduje, pak jej neposlala jeho společnost.

Nejběžnější typy topologií sítí:

Lineární síť. Obsahuje pouze dva koncové uzly, libovolný počet mezilehlých uzlů a má pouze jednu cestu mezi libovolnými dvěma uzly.

Vyzváněcí síť. Síť, ve které je každý uzel připojen ke dvěma a pouze dvěma větvím.

Stromová síť. Síť, která obsahuje více než dva koncové uzly a alespoň dva mezilehlé uzly a ve které je mezi těmito dvěma uzly pouze jedna cesta.

Hvězdná síť. Síť, ve které je pouze jeden mezilehlý uzel.

mesh síť. Síť, která obsahuje alespoň dva uzly, které mají mezi sebou dvě nebo více cest.

Plně připojená síť. Síť, ve které existuje větev mezi libovolnými dvěma uzly. Nejdůležitější charakteristika počítačová síť - její architektura.

Architektura sítě - to je implementovaná struktura sítě pro přenos dat, která ji definuje topologie, složení zařízení A pravidla pro jejich online interakci. V rámci architektury sítě je uvažována problematika kódování informací, jejich adresování a přenosu, řízení toku zpráv, řízení chyb a analýzy provozu sítě v nouzových situacích a při zhoršení výkonu.

Nejběžnější architektury:

Ethernet(Angličtina) éter- vysílání) - vysílací síť. To znamená, že všechny stanice v síti mohou přijímat všechny zprávy. Topologie - lineární nebo hvězdicová. Rychlost přenosu dat 10 nebo 100 Mbit/s.
Arcnet (Počítačová síť s připojenými prostředky- počítačová síť připojených zdrojů) - vysílací síť. Fyzická topologie - strom. Rychlost přenosu dat 2,5 Mbit/s.
Token Ring(relay ring network, token pass network) - kruhová síť, ve které je princip přenosu dat založen na tom, že každý kruhový uzel čeká na příchod nějaké krátké jedinečné sekvence bitů - popisovač- ze sousedního předchozího uzlu. Příchod tokenu naznačuje, že je možné přenést zprávu z tohoto uzlu dále v toku. Rychlost přenosu dat 4 nebo 16 Mbit/s.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - síťová architektura pro vysokorychlostní přenos dat po optických linkách. Přenosová rychlost - 100 Mbit/sec. Topologie - dvoukruhová nebo smíšená (včetně hvězdicových nebo stromových podsítí). Maximální počet stanic v síti je 1000. Velmi vysoké náklady na vybavení.
bankomat (Režim asynchronního přenosu) - perspektivní, a přesto velmi nákladná architektura, zajišťuje přenos digitálních dat, obrazových informací a hlasu po stejných linkách. Přenosová rychlost až 2,5 Gbps. Optické komunikační linky.

Hardware počítačové sítě.

1.Počítače;

2. Zařízení pro propojení počítače s komunikačním kanálem;

3. Komunikační kanály

4. Zařízení propojující (přepínající) komunikační kanály

5. Připojení zařízení lokální sítě.

Zařízení pro připojení počítače ke komunikačnímu kanálu

Nazývá se technické zařízení, které plní funkce párování počítače s komunikačním kanálem adaptér nebo síťový adaptér. Jeden adaptér zajišťuje spárování s počítačem jednoho komunikačního kanálu.
Kromě jednokanálových adaptérů se používají zařízení vícekanálového rozhraní - multiplexery. Multiplexery – Jedná se o zařízení pro propojení elektronických zařízení s několika komunikačními kanály.
Pro přenos digitální informace musí být bitový tok převeden na analogový signál. A při příjmu provádějte obrácenou transformaci. Modem takové převody provádí. Modem – zařízení, které moduluje a demoduluje informační signály při jejich přenosu z počítače do komunikačního kanálu a při jejich přijímání z komunikačního kanálu do počítače.

Síťové kabely

(koaxiální sestávající ze dvou vzájemně izolovaných soustředných vodičů, z nichž vnější má vzhled trubky;
optické vlákno ;
kabely zapnuté kroucené páry tvořené dvěma navzájem propletenými dráty atd.).

Zařízení propojující (přepínající) komunikační kanály

Nejdražší součástí letadla je komunikační kanál. Při budování počítačových sítí se proto snaží šetřit na komunikačních kanálech přepínáním více interních komunikačních kanálů na jeden externí. K provedení spínací funkce se používají speciální zařízení - rozbočovače.

Náboje (náboje) A přepínací rozbočovače (přepínače) rozšiřují topologické, funkční a rychlostní možnosti počítačových sítí. Hub se sadou různých typů portů umožňuje kombinovat síťové segmenty s různými kabelovými systémy . K portu rozbočovače můžete připojit buď samostatný síťový uzel nebo jiný rozbočovač nebo kabelový segment.
V síti LAN, kde je přenosovým médiem kabel omezené délky, se ke zvýšení délky sítě používají speciální zařízení - opakovače. Opakovač – zařízení, které zajišťuje zachování tvaru a amplitudy signálu při jeho přenosu na větší vzdálenost, než poskytuje tento typ fyzického přenosového média. Lokální opakovač spojuje části sítě až do vzdálenosti 50 m a vzdálený opakovač – až 2000 m.

LAN připojení

Pro připojení místních sítí se používají následující zařízení, která se liší účelem a možnostmi:

· Most (Angličtina) Most) - spojuje dvě místní sítě. Přenáší data mezi sítěmi ve formě paketů bez jakýchkoliv změn. mosty mohou filtrační pakety chrání celou síť před lokálními datovými toky a umožňuje průchod pouze dat, která jsou určena pro jiné segmenty sítě.

· Směrovač (Angličtina) Směrovač) propojuje sítě pomocí společného protokolu efektivněji než most. Umožňuje například rozdělit velké zprávy na menší části, a tím zajistit interakci lokálních sítí s různými velikostmi paketů.

Router může přeposílat pakety na konkrétní adresu (mosty pouze odfiltrují nepotřebné pakety), vybrat nejlepší cestu, kterou se paket má ubírat, a mnoho dalšího. Čím složitější a větší síť, tím větší výhody používání routerů přináší.

· Mostový router (Angličtina) Brouter) je hybridní most/router, který se nejprve pokusí o směrování, kde je to možné, a poté se přepne do režimu mostu, pokud selže.

· Brána (Angličtina) Brána), na rozdíl od mostu, se používá v případech, kdy připojené sítě mají různé síťové protokoly . Zpráva z jedné sítě přicházející na bránu je převedena na jinou zprávu, která splňuje požadavky další sítě. Brány tedy nejen propojují sítě, ale umožňují jim fungovat jako jedna síť.

Síťové protokoly

Jednotlivé sekce Internetu jsou sítě různých architektur, které spolu komunikují pomocí routerů. Přenášená data jsou rozdělena na malé části zvané pakety. Každý paket prochází sítí nezávisle na ostatních paketech.

Překonat nekompatibilita rozhraní jednotlivé počítače vyvíjejí speciální standardy zvané komunikační protokoly.

Komunikační protokol je dohodnutý soubor specifických pravidel pro výměnu informací mezi různými zařízeními pro přenos dat. Existují protokoly pro přenosovou rychlost, datové formáty, kontrolu chyb atd.

Sítě na internetu jsou mezi sebou neomezeně komutovány (tj. komunikují), protože všechny počítače zapojené do přenosu dat používají jediný komunikační protokol TCP/IP (čti „TCP/IP“).

TCP/IP jsou ve skutečnosti dva různé protokoly, které definují různé aspekty přenosu dat v síti:

TCP (Transmission Control Protocol) - protokol pro řízení přenosu dat, který využívá automatické opětovné vysílání paketů obsahujících chyby; tento protokol je zodpovědný za rozdělení přenášených informací do paketů a správné obnovení informací z paketů příjemce;
IP (Internet Protocol) je mezisíťový protokol zodpovědný za adresování a umožnění paketu procházet více sítěmi na jeho cestě ke konečnému cíli.

Schéma přenosu informací protokolem TCP/IP je následující: protokol TCP rozděluje informace na pakety a očísluje všechny pakety; následně jsou pomocí protokolu IP všechny pakety přeneseny k příjemci, kde se pomocí protokolu TCP zkontroluje, zda byly všechny pakety přijaty; Po přijetí všech paketů je protokol TCP umístí do správného pořadí a shromáždí je do jediného celku.

Výše jsme s vámi diskutovali o tom, že internet se skládá z velkého množství počítačů, z nichž některé se mohou připojit pouze dočasně, zatímco jiné mají trvalou síťovou IP adresu (hostitel). Rozdíl mezi sítí a Celosvětová Síť je, že jako referenční bod se bere pouze ten, na kterém je nainstalován speciální program pro podporu WWW serveru. Nejčastěji se takový počítač nazývá „server“.

Jak paket najde svého příjemce??

Každý počítač připojený k internetu má dvě ekvivalentní jedinečné adresy: digitální IP adresu a symbolickou doménovou adresu. Přidělování adres probíhá podle následujícího schématu: mezinárodní organizace Network informační centrum vydává skupiny adres vlastníkům místních sítí a tito distribuují konkrétní adresy podle svého uvážení.

IP adresa počítače je dlouhá 4 bajty. První a druhý bajt obvykle definují síťovou adresu, třetí bajt definuje adresu podsítě a čtvrtý bajt definuje adresu počítače v podsíti. Pro usnadnění je IP adresa zapsána jako čtyři čísla s hodnotami od 0 do 255, oddělená tečkami, například: 145.37.5.150. Síťová adresa - 145,37; adresa podsítě - 5; adresa počítače v podsíti je 150.

Internet

Přečtěte si také:

A) určením hodnot kontrolovaných charakteristik z naměřených hodnot výpočtem nebo porovnáním s danými hodnotami;
Tiket číslo 55 Multimediální technologie. Klasifikace softwarových nástrojů pro práci s multimediálními daty
Na začátku a na konci rádiové ústředny musí být uvedeny volací znaky;
Typy výměny informací mezi MPS a periferními zařízeními.
Otázka. Podstata helénismu: ekonomika, politická struktura, sociální struktura (na příkladu jednoho ze států).
Zánět: 1) definice a etiologie 2) terminologie a klasifikace 3) fáze a jejich morfologie 4) regulace zánětu 5) výsledky.
Státní duma Federálního shromáždění (pravomoci, volební řád, důvody rozpuštění, vnitřní struktura, zákony).

Topologie Systém vztahů mezi komponentami Síť Windows. Ve vztahu k replikaci Aktivní adresář, topologie se scvrkává na sadu připojení používaných řadiči domény ke vzájemné komunikaci.

(1) Počítačové sítě implementují zpracování informací M204, M205

paralelní

místní

●distribuované

obousměrný

(1) Adresa webové stránky pro prohlížení v prohlížeči začíná:

LAN KOMBINACE

Důvody pro kombinování sítí LAN

LAN systém vytvořený v určité fázi vývoje postupem času přestává uspokojovat potřeby všech uživatelů a pak nastává problém jeho rozšiřování. funkčnost. Může být nutné zkombinovat v rámci společnosti různé sítě LAN, které se objevily v různých odděleních a pobočkách v různých časech, alespoň pro organizaci výměny dat s jinými systémy. Problém rozšíření konfigurace sítě lze řešit jak v omezeném prostoru, tak s přístupem do vnějšího prostředí.

Touha získat přístup k určitým informačním zdrojům může vyžadovat připojení LAN k sítím více než vysoká úroveň.

V nejjednodušší verzi je konsolidace LAN nezbytná pro rozšíření sítě jako celku, ale technické možnosti stávající síť jsou vyčerpány, nelze k nim připojit nové předplatitele. Další LAN můžete vytvořit pouze a zkombinovat ji se stávající pomocí jedné z níže uvedených metod.

Metody kombinování LAN

Most. Nejjednodušší variantou kombinace LAN je kombinace identických sítí na omezeném prostoru. Fyzické přenosové médium ukládá omezení délky síťový kabel. V rámci přípustné délky je vybudován segment sítě - segment sítě. Používají se ke spojení segmentů sítě mosty.

Most- zařízení, které spojuje dvě sítě pomocí stejných metod přenosu dat.

Sítě, které most spojuje, musí mít stejné síťové vrstvy jako model interakce otevřené systémy, nižší úrovně mohou mít určité rozdíly.

Pro síť osobní počítače most - samostatný počítač se speciálním softwarem a doplňkovým vybavením. Most může propojovat sítě různých topologií, ale běží na nich stejný typ síťových operačních systémů.

Mosty mohou být místní nebo vzdálené.

Místní Mosty spojují sítě umístěné v omezené oblasti v rámci stávajícího systému.

Smazáno Mosty spojují geograficky rozptýlené sítě pomocí externích komunikačních kanálů a modemů.

Místní mosty se zase dělí na vnitřní a vnější.

Domácí mosty jsou obvykle umístěny na jednom z počítačů dané sítě a kombinují funkci mostu s funkcí účastnického počítače. Rozšíření funkcí se provádí instalací další síťové karty.

Externí Mosty vyžadují k výkonu svých funkcí samostatný počítač se speciálním softwarem.

Router (směrovač). Složitá síť, která je spojením několika sítí, vyžaduje speciální zařízení. Úkolem tohoto zařízení je odeslat zprávu příjemci v požadovanou síť. Toto zařízení se nazývá m router.

Router nebo router je zařízení, které propojuje sítě odlišné typy, ale pomocí jednoho operačního systému.

Router plní své funkce na síťové vrstvě, takže závisí na komunikačních protokolech, ale nezávisí na typu sítě. Pomocí dvou adres – síťové adresy a adresy hostitele, router jednoznačně vybere konkrétní síťovou stanici.

Příklad 6.7. Je nutné navázat spojení s účastníkem telefonní sítě nacházejícím se v jiném městě. Nejprve se vytočí adresa telefonní sítě tohoto města – předvolba. Poté - adresa uzlu této sítě - telefonní číslo odběratel Funkce Router je řízen zařízením PBX.

Router si také může vybrat nejlepší cestu pro přenos zprávy předplatiteli sítě, filtruje informace procházející přes ni a posílá do jedné ze sítí pouze informace, které jsou jí adresovány.

Směrovač navíc zajišťuje vyrovnávání zátěže v síti přesměrováním toků zpráv napříč bezplatné kanály komunikace.

Brána. Úplně zkombinovat LAN různé typy, fungující na výrazně odlišných protokolech, jsou k dispozici speciální „zařízení - brány.

Brána je zařízení, které umožňuje organizovat výměnu dat mezi dvěma sítěmi pomocí různých komunikačních protokolů.

Brána plní své funkce na úrovních nad úrovní sítě. Nezávisí na použitém přenosovém médiu, ale závisí na použitých protokolech výměny dat. Typicky brána převádí mezi dvěma protokoly.

Pomocí bran můžete připojit místní síť k hostitelskému počítači a také připojit místní síť ke globální.

Příklad 6.8. Je nutné sjednotit místní sítě umístěné v různých městech. Tento problém lze vyřešit pomocí globální datové sítě. Takovou sítí je paketová síť založená na protokolu X.25. Pomocí brány je místní síť připojena k síti X.25. Brána provádí potřebné převody protokolů a zajišťuje výměnu dat mezi sítěmi.

Mosty, routery a dokonce brány jsou konstruovány ve formě desek, které jsou instalovány v počítačích. Své funkce mohou plnit jak v režimu úplného oddělení funkcí, tak v režimu jejich slučování s funkcemi pracovní stanice počítačové sítě.

(1) Počítač s 2 síťové karty a určený pro připojení sítí se nazývá:

Směrovač

Zesilovač

Přepínač

(1) Zařízení, které přepíná několik komunikačních kanálů do jednoho frekvenčním rozdělením, se nazývá...

opakovač

●rozbočovač

multiplexer pro přenos dat

HARDWAROVÁ IMPLEMENTACE PŘENOSU DAT

Způsoby přenosu digitální informace

Digitální data jsou přenášena po vodiči změnou aktuálního napětí: žádné napětí - „O“, existuje napětí - „1“. Existují dva způsoby přenosu informací přes fyzické přenosové médium: digitální a analogové.

Poznámky: 1. Pokud všichni účastníci počítačové sítě přenášejí data přes kanál na stejné frekvenci, nazývá se takový kanál úzkopásmový(prochází jednou frekvencí).

2. Pokud každý účastník pracuje na své vlastní frekvenci na jednom kanálu, pak se takový kanál nazývá širokopásmové připojení(prochází mnoha frekvencemi). Použití širokopásmových kanálů umožňuje ušetřit na jejich množství, ale komplikuje proces řízení výměny dat.

Na digitální nebo úzkopásmový způsob přenosu(obr. 6.10) jsou data přenášena v přirozené podobě na jedné frekvenci. Úzkopásmová metoda umožňuje přenášet pouze digitální informace, poskytuje každou tento momentčas, možnost využití přenosového média pouze dvěma uživateli a umožňuje normální práce pouze na omezenou vzdálenost (délka komunikační linky ne více než 1000 m). Úzkopásmový způsob přenosu zároveň poskytuje vysoké rychlosti výměny dat - až 10 Mbit/s a umožňuje vytvářet snadno konfigurovatelné počítačové sítě. Převážná většina místních sítí využívá úzkopásmový přenos.

Rýže. 6.10. Digitální způsob převody

Analogový Způsob přenosu digitálních dat (obr. 6.11) zajišťuje širokopásmový přenos pomocí signálů různých nosných frekvencí v jednom kanálu.

U metody analogového přenosu jsou parametry signálu nosné frekvence řízeny pro přenos digitálních dat přes komunikační kanál.

Signál nosné frekvence je harmonická oscilace popsaná rovnicí: "

A r = A r max sin (atf+9 0),

kde Xmax je amplituda oscilací; co - kmitání frekvence; t- čas; f 0 - počáteční fáze kmitů.

Digitální data můžete přenášet přes analogový kanál ovládáním jednoho z parametrů signálu nosné frekvence: amplitudy, frekvence nebo fáze. Protože je nutné přenášet data v binární formě (posloupnost jedniček a nul), lze navrhnout následující způsoby řízení (modulace): amplituda, frekvence, fáze.

Nejjednodušší způsob, jak pochopit princip, je amplituda modulace: "O" - žádný signál, tzn. žádné oscilace nosné frekvence; "1" - přítomnost signálu, tzn. přítomnost oscilací nosné frekvence. Existují oscilace - jedna, žádné oscilace - nula (obr. 6.11 A).

Frekvence modulace zahrnuje přenos signálů 0 a 1 na různých frekvencích. Při pohybu z 0 na 1 a z 1 na 0 se signál nosné frekvence mění (obr. 6.116).

Nejobtížnější je pochopit fáze modulace. Její podstatou je, že při pohybu z 0 na 1 a z 1 na 0 se mění fáze kmitů, tzn. jejich směr (obr. 6.11 PROTI).

Používá se také v hierarchických sítích na vysoké úrovni – globálních a regionálních širokopásmový přenos, který umožňuje každému účastníkovi pracovat na své vlastní frekvenci v rámci jednoho kanálu. To zajišťuje interakci velkého počtu účastníků při vysokých rychlostech přenosu dat.

Širokopásmový přenos umožňuje kombinovat přenos digitálních dat, obrazu a zvuku v jednom kanálu, což je nezbytný požadavek moderní systémy multimédia.

Příklad 6.5. Typickým analogovým kanálem je telefonní kanál. Když účastník zvedne sluchátko, uslyší jednotný zvukový signál - to je signál nosné frekvence. Protože leží v dosahu zvukové frekvence, pak se nazývá tónový signál. Pro přenos řeči po telefonním kanálu je nutné řídit signál nosné frekvence - modulovat jej. Zvuky snímané mikrofonem se převádějí na elektrické signály, které zase modulují signál nosné frekvence. Při přenosu digitální informace je řízení prováděno informačními byty - posloupností jedniček a nul.

Hardware

Nazývají se technická zařízení, která plní funkce propojení počítače s komunikačními kanály adaptéry nebo síťové adaptéry. Jeden adaptér zajišťuje spárování s počítačem jednoho komunikačního kanálu.

Rýže. 6.11. Způsoby přenosu digitální informace přes analogový signál: A- amplitudová modulace; b- frekvence; PROTI- fáze

Kromě jednokanálových adaptérů používají se také vícekanálová zařízení - multiplexery pro přenos dat nebo jednoduše multiplexery.

Multiplexer pro přenos dat- zařízení pro propojení počítače s několika komunikačními kanály.

Multiplexery přenosu dat byly použity v systémech teleprocessingu - první krok k vytvoření počítačových sítí. Později, se vznikem sítí se složitými konfiguracemi a velkým počtem účastnických systémů, se začaly používat speciální komunikační procesory pro implementaci funkcí rozhraní.

Jak již bylo zmíněno dříve, pro přenos digitální informace přes komunikační kanál je nutné převést proud bitů na analogové signály a při příjmu informací z komunikačního kanálu do počítače provést opačnou akci – převést analogové signály na proud bitů, které může počítač zpracovat. Takové transformace jsou prováděny speciálním zařízením - mod jíst.

Modem- zařízení, které moduluje a demoduluje informační signály při jejich přenosu z počítače do komunikačního kanálu a při jejich přijímání z komunikačního kanálu do počítače.

Rozbočovač- zařízení, které pomocí frekvenčního dělení přepíná několik komunikačních kanálů do jednoho.

V LAN, kde je fyzickým přenosovým médiem kabel omezené délky, se ke zvýšení délky sítě používají speciální zařízení - opakovače.

Opakovač- zařízení, které zajišťuje zachování tvaru a amplitudy signálu při jeho přenosu na větší vzdálenost, než poskytuje tento typ fyzického přenosového média.

Existují místní a vzdálené opakovače. Místní opakovače umožňují připojit síťové fragmenty umístěné ve vzdálenosti až 50 m, a dálkový- do 2000 m.

Charakteristika komunikační sítě

Pro posouzení kvality komunikační sítě můžete použít následující charakteristiky:

■ rychlost přenosu dat přes komunikační kanál;

■ kapacita komunikačního kanálu;

■ spolehlivost přenosu informací;

■ spolehlivost komunikačního kanálu a modemů.

Rychlost přenosu dat přes komunikační kanál se měří počtem bitů informace přenesených za jednotku času - sekundu.

Pamatovat si! Jednotkou rychlosti přenosu dat jsou bity za sekundu.

Poznámka.Často používanou jednotkou měření rychlosti je baud. Baud je počet změn stavu přenosového média za sekundu. Tak Jak každá změna stavu pak může odpovídat několika bitům dat nemovitý rychlost v bitů za sekundu může překročit přenosovou rychlost.

Rychlost přenosu dat závisí na typu a kvalitě komunikačního kanálu, typu použitých modemů a zvolené metodě synchronizace.

Pro asynchronní modemy a telefonní komunikační kanál je tedy rozsah rychlostí 300 - 9600 bps a pro synchronní modemy - 1200 - 19200 bps.

Pamatovat si! Jednotkou měření kapacity komunikačního kanálu jsou číslice za sekundu.

Pamatovat si! Jednotka spolehlivosti: počet chyb na znak - chyby/znak.

U počítačových sítí by měl být tento indikátor v rozmezí 10 -6 - 10~ 7 chyb/znak, tzn. Je povolena jedna chyba na milion přenesených znaků nebo na deset milionů přenesených znaků.

Pamatovat si! Jednotka měření spolehlivosti: průměrná doba mezi poruchami - hodina.

U počítačových sítí musí být střední doba mezi poruchami poměrně velká a činit alespoň několik tisíc hodin.

226 KAPITOLA 6. POČÍTAČOVÉ SÍTĚ

6.3. MÍSTNÍ POČÍTAČOVÉ SÍTĚ

Vlastnosti organizace LAN

Typické topologie LAN a přístupové metody

LAN fúze

VLASTNOSTI LAN ORGANIZACE

Funkční skupiny zařízení v síti

Hlavním účelem každé počítačové sítě je poskytovat informace a výpočetní zdroje uživatelům, kteří jsou k ní připojeni.

Z tohoto pohledu lze lokální síť považovat za soubor serverů a pracovních stanic.

Server- počítač připojený k síti a poskytující její výhody poskytovatelé určitých služeb.

servery může provádět ukládání dat, správu databází, vzdálené zpracování úloh, tisk úloh a řadu dalších funkcí, které mohou uživatelé sítě potřebovat. Server je zdrojem síťových zdrojů.

Pracovní stanice- osobní počítač připojený k síti, jejímž prostřednictvím uživatel získává přístup ke svým zdrojům.

Pracovní stanice Síť funguje v síťovém i lokálním režimu. Je vybavena vlastním operačním systémem (MS DOS, Windows atd.) a poskytuje uživateli všechny potřebné nástroje pro řešení aplikovaných problémů.

Zvláštní pozornost by měla být věnována jednomu z typů serverů - souborový server(Souborový server). V běžné terminologii se pro to přijímá zkrácený název - souborový server.

Souborový server ukládá data uživatelů sítě a poskytuje jim přístup k těmto datům. Jedná se o vysokokapacitní počítač paměť s náhodným přístupem, vysokokapacitní pevné disky a přídavné magnetické páskové jednotky (streamery).

Funguje pod speciálním operačním systémem, který poskytuje uživatelům sítě současný přístup k datům na něm umístěným.

Souborový server plní následující funkce: ukládání dat, archivace dat, synchronizace změn dat různými uživateli, přenos dat.

Pro mnoho úloh použití jednoho souborového serveru nestačí. Potom může být do sítě zařazeno několik serverů. Jako souborové servery je také možné použít minipočítače.

Řízení interakce zařízení v síti

Informační systémy, postavené na bázi počítačových sítí, poskytují řešení následujících úkolů: ukládání dat, zpracování dat, organizace přístupu uživatelů k datům, přenos dat a výsledků zpracování dat uživatelům.

V centralizovaných zpracovatelských systémech tyto funkce vykonával centrální počítač (Mainframe, Host).

Počítačové sítě implementují distribuované zpracování dat. Zpracování dat je v tomto případě rozděleno mezi dva objekty: klienta A server.

Klient- uživatel úlohy, pracovní stanice nebo počítačové sítě.

Během zpracování dat může klient vytvořit požadavek na server k provedení složitých procedur, čtení souboru, vyhledávání informací v databázi atd.

Dříve definovaný server splní požadavek přijatý od klienta. Výsledky požadavku jsou předány klientovi. Server zajišťuje ukládání veřejných dat, organizuje přístup k těmto datům a předává data klientovi.

Klient zpracovává přijatá data a prezentuje výsledky zpracování ve formě vhodné pro uživatele. Zpracování dat lze v zásadě provádět také na serveru. Pro takové systémy jsou přijaté termíny systémy klient-server nebo architektura klient-server.

Architektura klient-server může být použita jak v peer-to-peer lokálních sítích, tak v sítích s dedikovaným serverem.

Síť typu peer-to-peer. V takové síti neexistuje jediné centrum pro řízení interakce pracovních stanic a neexistuje jediné zařízení pro ukládání dat. Síťový operační systém je distribuován na všech pracovních stanicích. Každá síťová stanice může vykonávat funkce klienta i serveru. Může obsluhovat požadavky z jiných pracovních stanic a předávat své vlastní servisní požadavky do sítě.

Uživatel sítě má přístup ke všem zařízením připojeným k ostatním stanicím (disky, tiskárny).

Výhody sítí peer-to-peer: nízká cena a vysoká spolehlivost.

Nevýhody sítí peer-to-peer:

■ závislost účinnosti sítě na počtu stanic;

■ složitost správy sítě;

■ potíže se zajištěním bezpečnosti informací;

■ potíže s aktualizací a změnami software stanic. Nejoblíbenější jsou sítě typu peer-to-peer založené na síti

operační systémy LANtastic, NetWare Lite.

Síť s zvýrazněno server. V síti s vyhrazeným serverem vykonává jeden z počítačů funkce ukládání dat určených pro použití všemi pracovními stanicemi, správu interakce mezi pracovními stanicemi a řadu servisních funkcí.

Takový počítač se obvykle nazývá síťový server. Je na něm nainstalován síťový operační systém a jsou k němu připojena všechna sdílená zařízení. externí zařízení - pevné disky, tiskárny a modemy.

Interakce mezi pracovními stanicemi v síti se obvykle provádí prostřednictvím serveru. Logická organizace takové sítě může být reprezentována topologií hvězda. Roli centrálního zařízení plní server. V sítích s centralizovanou správou je možné vyměňovat informace mezi pracovními stanicemi a obejít tak souborový server. K tomu můžete použít program NetLink. Po spuštění programu na dvou pracovních stanicích můžete přenášet soubory z disku jedné stanice na disk druhé (podobně jako při kopírování souborů z jednoho adresáře do druhého pomocí Norton Commander).

Výhody sítě s dedikovaným serverem:

■ spolehlivý systém informační bezpečnosti;

■ vysoký výkon;

■ bez omezení počtu pracovních stanic;

■ snadná správa ve srovnání se sítěmi typu peer-to-peer. Nevýhody sítě:

■ vysoké náklady v důsledku přidělení jednoho počítače pro server;

■ závislost rychlosti a spolehlivosti sítě na serveru;

■ menší flexibilita ve srovnání se sítí peer-to-peer.

Sítě dedikovaných serverů jsou mezi uživateli počítačových sítí nejrozšířenější. Síťové operační systémy pro takové sítě jsou LANServer (IBM), Windows NT Server verze 3.51 a 4.0 a NetWare (Novell).

(1)Místní sítě nelze propojit pomocí...M232

brány, mosty

●rozbočovače, modemy

servery

směrovače

(1)BBS je...M745

navigátor

software pro práci na intranetu

●systém elektronických nástěnek na internetu

program údržby organizačního serveru

(1) Zpracování dat klient-server, to je zpracování. M227

paralelní

lokalizované

obousměrný

●distribuované

(1) Program Bat umožňuje...

načíst webové stránky

●nahrát a upravit e-mail

archivní email

(1) Jeden z vyhledávače na internetu je...

(1) Internet Explorer umožňuje...

chat přes IRC protokol

●stahování webových stránek prostřednictvím protokolu http a souborů pomocí protokolu FTP

stahování diskusních skupin přes protokol NNTP

(1) Telefonní kabel je volitelný...M228

optické - vysokofrekvenční

koaxiál

optické vlákno

●kroucený pár

(1) Používá se systém Usenet...M239

registrace uživatelů v síti

●přesouvat zprávy mezi počítači po celém světě

zpracování informací v síti

vytvoření pracovní stanice v síti

(1)Diskuzní skupina Usenet se nazývá...M239

skupina serverů

skupina online

●telekonference

(1)Tok zpráv v datové síti je určen...

kapacita paměti kanálu zpráv

●provoz

6.1. KOMUNIKAČNÍ PROSTŘEDÍ A PŘENOS DAT

Účel a klasifikace počítačových sítí

Charakteristika procesu přenosu dat

Hardwarová implementace přenosu dat

Datové odkazy

ÚČEL A KLASIFIKACE POČÍTAČOVÝCH SÍTÍ

Distribuované zpracování dat

Moderní výroba vyžaduje vysoké rychlosti zpracování informací, pohodlné formy jejich ukládání a přenosu. Je také nutné mít dynamické způsoby přístupu k informacím, způsoby vyhledávání dat v daných časových intervalech; implementovat komplexní matematické a logické zpracování dat. Řízení velkých podniků a řízení ekonomiky na úrovni země vyžaduje účast poměrně velkých týmů v tomto procesu. Takové skupiny mohou být umístěny v různých částech města, v různých regionech země a dokonce i v různých zemích. Řešit problémy řízení, které zajišťují implementaci ekonomická strategie Rychlost a pohodlí výměny informací, stejně jako možnost úzké interakce mezi všemi zapojenými do procesu vývoje manažerských rozhodnutí, se stávají důležitými a relevantními.

V éře centralizovaného používání počítačů s dávkovým zpracováním informací uživatelé počítačů preferovali nákup počítačů, které dokázaly vyřešit téměř všechny třídy jejich problémů. Složitost řešených problémů je však nepřímo úměrná jejich počtu a to vedlo k neefektivnímu využití výpočetního výkonu počítače při značných materiálových nákladech. Nelze ignorovat skutečnost, že přístup k počítačovým zdrojům byl obtížný kvůli existující politice centralizace výpočetní zařízení Na jednom místě.

Zásada centralizované zpracování dat (obr. 6.1) nesplňovalo vysoké požadavky na spolehlivost procesu zpracování, brzdilo vývoj systémů a nemohlo poskytnout potřebné časové parametry pro interaktivní zpracování dat ve víceuživatelském režimu. Krátkodobé selhání centrálního počítače mělo fatální následky pro systém jako celek, protože bylo nutné duplikovat funkce centrálního počítače, což výrazně zvýšilo náklady na vytvoření a provoz systémů zpracování dat.

Rýže. 6.2. Distribuovaný systém zpracování dat

Vznik malých počítačů, mikropočítačů a nakonec i osobních počítačů si vyžádal nový přístup k organizaci systémů zpracování dat a vytváření nových informační technologie. Vznikl logicky odůvodněný požadavek na přechod od využívání jednotlivých počítačů k centralizovaným systémům zpracování dat distribuovat zpracování dat (obr. 6.2).

Distribuované zpracování dat- zpracování dat prováděné na nezávislých, ale vzájemně propojených počítačích představujících distribuovaný systém.

Pro implementaci distribuovaného zpracování dat byly vytvořeny sdružení více strojů, jehož struktura se vyvíjí jedním z následujících směrů:

■ multi-machine computing systems (MCC);

■ počítačové (počítačové) sítě.

Vícestrojový výpočetní komplex- skupina nainstalované poblíž počítače, kombinované použití speciální prostředky propojení a společné provádění jediného informačního a výpočetního procesu.

Poznámka: Nížeproces rozumí se určitá posloupnost akcí k vyřešení problému, určená programem.

Vícestrojové výpočetní systémy mohou být:

místní za předpokladu, že počítače jsou instalovány ve stejné místnosti a nevyžadují zvláštní vybavení a komunikační kanály pro propojení; dálkový, pokud jsou některé počítače komplexu instalovány ve značné vzdálenosti od centrálního počítače a pro přenos dat jsou využívány telefonní komunikační kanály.

Příklad 6.1. Je připojen k počítači typu mainframe, který poskytuje režim dávkového zpracování informací, pomocí zařízení rozhraní minipočítače. Oba počítače jsou umístěny ve stejné počítačové učebně. Minipočítač zajišťuje přípravu a předběžné zpracování dat, která jsou následně využívána k řešení složitých problémů na sálovém počítači. Jedná se o místní vícestrojový komplex.

Příklad 6.2. Tři počítače jsou spojeny do komplexu pro distribuci úkolů přijatých ke zpracování. Jeden z nich plní dispečerskou funkci a rozděluje úkoly v závislosti na vytížení jednoho z dalších dvou výpočetních počítačů. Jedná se o místní vícestrojový komplex.

Příklad 6.3. Počítač, který shromažďuje data pro určitou oblast, provádí předběžné zpracování a předává je k dalšímu použití do centrálního počítače prostřednictvím telefonního komunikačního kanálu. Jedná se o vzdálený vícestrojový komplex.

Počítačová (počítačová) síť- sada počítačů a terminálů propojených komunikačními kanály jednotný systém, splňující požadavky distribuovaného zpracování dat.

Poznámka. Pod Systém se rozumí autonomní soubor skládající se z jednoho nebo více počítačů, softwaru, periferních zařízení, terminálů, zařízení pro přenos dat, fyzických procesů a operátorů, schopných zpracovávat informace a vykonávat funkce interakce s jinými systémy.

Zobecněná struktura počítačové sítě

Počítačové sítě jsou nejvyšší formou vícestrojových asociací. Zdůrazněme hlavní rozdíly mezi počítačovou sítí a vícestrojovým výpočetním komplexem.

První rozdíl je rozměr. Vícestrojový výpočetní komplex obvykle zahrnuje dva, maximálně tři počítače, umístěné převážně v jedné místnosti. Počítačová síť se může skládat z desítek i stovek počítačů umístěných ve vzájemné vzdálenosti od několika metrů až po desítky, stovky a dokonce tisíce kilometrů.

Druhým rozdílem je rozdělení funkcí mezi počítače. Jestliže ve vícestrojovém výpočetním komplexu lze funkce zpracování dat, přenosu dat a řízení systému implementovat v jednom počítači, pak v počítačových sítích jsou tyto funkce distribuovány mezi různé počítače.

Třetím rozdílem je nutnost vyřešit problém směrování zpráv v síti. Zpráva z jednoho počítače do druhého v síti může být přenášena různými cestami v závislosti na stavu komunikačních kanálů spojujících počítače mezi sebou.

Spojení počítačového vybavení, komunikačního vybavení a kanálů pro přenos dat do jednoho komplexu klade specifické požadavky na stranu každého prvku vícestrojového sdružení a také vyžaduje vytvoření speciálního terminologie.

Předplatitelé sítě- objekty, které generují nebo spotřebovávají informace v síti.

Předplatitelé sítěmi mohou být jednotlivé počítače, počítačové komplexy, terminály, průmyslové roboty, číslicově řízené stroje atd. Ke stanici se připojí kterýkoli účastník sítě.

Stanice- zařízení, které plní funkce související s přenosem a příjmem informací.

Obvykle se nazývá množina účastníka a stanice předplatitelský systém. Pro organizaci interakce účastníků je vyžadováno fyzické přenosové médium.

Fyzické přenosové médium - komunikační linky nebo prostor, ve kterém se šíří elektrické signály a zařízení pro přenos dat.

Na základě fyzického přenosového média je postaven komunikační síť, který zajišťuje přenos informací mezi účastnickými systémy.

Tento přístup nám umožňuje považovat jakoukoli počítačovou síť za soubor účastnických systémů a komunikační sítě. Zobecněná struktura počítačové sítě je znázorněna na Obr. 6.3.

Rýže. 6.3. Zobecněná struktura počítačové sítě

Klasifikace počítačových sítí

V závislosti na územním umístění účastnických systémů lze počítačové sítě rozdělit do tří hlavních tříd:

■ globální sítě (WAN - Wide Area Network);

■ regionální sítě (MAN - Metropolitan Area Network);

■ místní sítě (LAN - Local Area Network).

Globální Počítačová síť sdružuje předplatitele nacházející se v různých zemích a na různých kontinentech. Interakce mezi účastníky takové sítě může být prováděna na základě telefonních komunikačních linek, rádiových komunikací a satelitních komunikačních systémů. Globální počítačové sítě vyřeší problém sjednocení informačních zdrojů celého lidstva a organizace přístupu k těmto zdrojům.

Regionální Počítačová síť spojuje účastníky umístěné ve značné vzdálenosti od sebe. Může zahrnovat předplatitele ve velkém městě, ekonomické oblasti nebo jednotlivé zemi. Vzdálenost mezi účastníky regionální počítačové sítě je obvykle desítky až stovky kilometrů.

Místní Počítačová síť sdružuje účastníky nacházející se na malém území. V současné době neexistují žádná konkrétní omezení územního rozptylu účastníků místní sítě. Typicky je taková síť připojena k určitému místu. Třída lokálních počítačových sítí zahrnuje sítě obchodních podniků, firem, bank, úřadů atd. Délka takové sítě může být omezena na 2 - 2,5 km.

Kombinace globálních, regionálních a lokálních počítačových sítí umožňuje vytvářet multisíťové hierarchie. Poskytují výkonné, nákladově efektivní prostředky pro zpracování obrovského množství informací a omezený přístup k nim informační zdroje. Na Obr. 6.4 ukazuje jednu z možných hierarchií počítačových sítí. Lokální počítačové sítě mohou být zahrnuty jako součásti regionální sítě, regionální sítě mohou být sjednoceny jako součást globální sítě a konečně globální sítě mohou také tvořit složité struktury.

Rýže. 6.4. Hierarchie počítačových sítí

Příklad 6.4. Počítačová síť Internet je nejpopulárnější celosvětovou sítí. Skládá se z mnoha volně propojených sítí. V rámci každé sítě, která je součástí internetu, existuje specifická komunikační struktura a specifická disciplína řízení. V rámci Internetu struktura a způsoby spojení mezi různé sítě nemají pro konkrétního uživatele žádný význam.

Osobní počítače, které se dnes staly nepostradatelným prvkem každého řídicího systému, vedly k rozmachu vytváření lokálních počítačových sítí. To si následně vyžádalo vývoj nových informačních technologií.

Praxe využívání osobních počítačů v různých odvětvích vědy, techniky a výroby ukázala, že největší efektivitu ze zavádění výpočetní techniky neposkytují jednotlivá autonomní PC, ale lokální počítačové sítě.

(1) Předplatiteli sítě jsou .. M205.

správci sítě

uživatelé PC

●objekty, které generují nebo spotřebovávají informace o síti

komunikační zařízení

(1) Předplatitelé sítě nemohou být...M205

●počítačové komplexy (může)

Terminály (plechovka)

jednotlivé počítače (může)

koneční uživatelé

(1) Síťový server je počítač...M226 (server je zdrojem síťových zdrojů)

s nejvyšší frekvencí procesoru

poskytuje přístup ke klávesnici a monitoru

s největším množstvím paměti

●poskytování přístupu ke zdrojům

(1)FTP server je...M240

počítač, který obsahuje soubory určené pro správce sítě

počítač, který obsahuje informace pro organizování telekonferencí

firemní server

●počítač, který obsahuje soubory určené pro otevřený přístup

(1)Protokol SMTP je určen pro...

(Protokol SMTP Součást sady protokolů TCP/IP; tento protokol řídí výměnu zpráv E-mailem mezi agenty přenosu zpráv.

POP3 Protocol Populární protokol pro příjem e-mailových zpráv. Tento protokol často používají poskytovatelé internetových služeb. Servery POP3 umožňují přístup pouze k jednomu poštovní schránka, na rozdíl od serverů IMAP, které poskytují přístup k více složkám na serveru.

Sada široce používaná na internetu síťových protokolů, podporující komunikaci mezi propojenými sítěmi skládajícími se z počítačů různých architektur a s různými operační systémy. Protokol TCP/IP obsahuje standardy pro komunikaci mezi počítači a konvence pro připojení sítí a pravidla pro směrování zpráv.)

Chatování

●Odesílání e-mailů

Procházení webu

Příjem e-mailu

(1) Většina efektivní způsob komunikace pro přenos počítačového provozu jsou...

●Balíčky M220

zprávy

všechny stejně účinné

Metody přepínání. Komunikační zařízení Zařízení, které přepíná několik komunikačních kanálů, se nazývá rozbočovač

Základní koncepty kryptografie