double arrow

Системы передачи данных

В централизованных сетях имеется один или несколько управляющих органов, децентрализованных - каждая АС имеет средства для управления сетью, а в сетях со смешанным управлением реализованы принципы централизованного и децентрализованного управления.

Классификация вычислительных сетей

Возможность оперативного перемещения больших массивов информации на любые расстояния.

Обеспечение неограниченного доступа к ЭВМ пользователей независимо от их расположения;

Основным показателем эффективности организации вычислительного процесса в сети, планирования использования общесетевых ресурсов является время решения комплекса задач.

Создание ТВС - сложная комплексная задача, требующая согласованного решения ряда вопросов: выбора рациональной структуры сети, соответствующей ее назначению и удовлетворяющей поставленным требованиям (определяются состав элементов и звеньев сети, их расположение, способы соединения); выбора типа линий и каналов связи между звеньями сети и оценки их пропускной способности; обеспечение доступа пользователей к общесетевым ресурсам, распределения аппаратных и программных ресурсов по звеньям сети; защиты информации, от несанкционированного доступа и др. Все эти вопросы решаются с учетом требований, предъявляемых к сети по главным показателям: временным- для оценки оперативности удовлетворения запросов пользователей; надежностным -для оценки надежности своевременного удовлетворения этих запросов; экономическим - для оценки капитальных вложений на создание сети, а также текущих затрат при эксплуатации.

Основное назначение компьютерных сетей — совместное использование ресурсов (удобный и надёжный доступ пользователей к общесетевым ресурсам) и осуществление интерактивной связи как внутри одной фирмы, так и за ее пределами (организация коллективного использования ресурсов). Ресурсы — это данные, приложения и периферийные устройства, такие, как внешний дисковод, принтер, мышь, модем и джойстик. Понятие интерактивной связи компьютеров подразумевает обмен сообщениями в реальном режиме времени.

С появлением сетей решаются две проблемы:

Компьютерные сети отличаются сложностью и сферой деятельности. Вследствие этого они классифицируются различными способами. Однако наиболее распространенный способ оценки сетей основывается на размерах географической площади, покрываемой сетью. Первоначально компьютерные сети были небольшими и объединяли до десяти компьютеров и один принтер. Технология ограничивала размеры сети, в том числе количество компьютеров в сети и ее физическую длину. Например, в начале 1980-х годов наиболее популярный тип сетей состоял не более чем из 30 компьютеров, а длина ее кабеля не превышала 185 метров. Такие сети легко располагались в пределах одного этажа здания или небольшой организации. Для маленьких фирм подобная конфигурация подходит и сегодня. Эти сети называются локальными вычислительными сетями ЛВС (LAN, Local Area Network). Самые первые типы локальных сетей не могли соответствовать потребностям крупных предприятий. Вследствие этого возникла необходимость в расширении локальных сетей. Сегодня, когда географические рамки сетей раздвигаются, чтобы соединить пользователей из разных городов и государств, ЛВС превращаются в глобальную вычислительную сеть ГВС (WAN, Wide Area Network), а количество компьютеров в сети практически не ограничено.

Приведем основные классификации сетей. Итак, сети классифицируются:

1. По степени территориального рассредоточения:

- глобальные (WAN);

- региональные (MAN);

- локальные (LAN).

2. По функциональному назначению:

- информационные;

- вычислительные;

- информационно-вычислительные.

Основной функцией вычислительных сетей является обработка информации, информационных - получение справочных данных по запросам пользователей, в смешанных - выполнение вычислительных и информационных функций.

3. По способу управления ТВС:

- с централизованным управлением;

- с децентрализованным управлением;

- со смешанным управлением.

4. По технологии передачи

- широковещательные;

- с маршрутизацией информации.

В широковещательных сетях взаимодействие АС производится следующим образом. Существует единый канал связи, совместно используемый всеми машинами в сети. Сообщения, называемые в некоторых случаях пакетами, посылаемые одной машиной, получаются всеми машинами сети. Поле адреса данного пакета указывает, кому предназначается данная информация. При получении пакета машина сверяет его адрес со своим собственным, если адрес совпадает, то пакет обрабатывается. Иначе он отбрасывается.Сети с маршрутизацией информации, напротив, состоят из большого количества соединенных между собой пар машин, возможно, соединенных не напрямую, а опосредованно. Тогда существует несколько возможных путей от источника к получателю. Поэтому с помощью коммуникационных систем сети решается задача выбора оптимального (например, кратчайшего по времени доставки кадра) маршрута.

5. По методу передачи данных (сети с маршрутизацией информации):

- с коммутацией сообщений;

- с коммутацией пакетов сообщений;

- со смешанным коммутированием;

- с коммутацией каналов.

6. По топологии сети:

- с базовой топологией (шина, звезда, кольцо);

- со смешанной топологией.

Главные достоинства топологии общая шина - простота расширения сети, простота используемых методов управления, отсутствие необходимости в централизованном управлении, минимальный расход кабеля. Имеет место топология типа “дерево” - это более развитый вариант сети с шинной топологией. Дерево образуется путем соединения нескольких сегментов сети с топологией общая шина повторителями. Отказ одного сегмента не приводит к выходу из строя остальных. В ЛВС с топологией типа “звезда” в центре находится повторитель.

В сети с кольцевой топологией сигналы передаются только в одном направлении, обычно против часовой стрелки. Кольцевая структура обеспечивает довольно широкие функциональные возможности ЛВС при высокой эффективности использования моноканала, низкой стоимости, простоте методов управления, возможности контроля работоспособности моноканала.

 
 

Все сети имеют некоторые общие компоненты, функции и характеристики. В их числе:

* серверы (server) — компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям;

* клиенты (client) — компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером;

* среда (media) — способ соединения компьютеров;

* совместно используемые данные — файлы, предоставляемые серверами по сети;

* совместно используемые периферийные устройства, например, принтеры, библиотеки CD-ROM и прочие ресурсы — другие элементы, используемые в сети;

Несмотря на определенные сходства, в частности локальные сети, разделяются на два типа:

· одноранговые (peer-to-peer);

· на основе сервера (server based).

В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного сервера. Каждый компьютер функционирует и как клиент и как сервер. Все пользователи такой сети самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступными по сети.

Если к сети подключено более 10 компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер. Серверы специально специализированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом. Круг задач, которые должны выполнять серверы, многообразен и сложен. Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших сетях стали специализированными. Например, в сети Windows NT существуют различные типы серверов: файл– и принт–серверы, серверы приложений, почтовые и факс–серверы, коммуникационные серверы.

Следует отметить, что компьютер в сети клиент/сервер может быть сервером для одного типа приложений и клиентом для другого.

Существуют также и комбинированные сети, объединяющие свойства и одноранговых сетей и сетей на основе сервера.

Системы передачи данных (СПД) – это ключевой элемент сети как по стоимости и, так и по сложности. Под СПД понимается физическая среда (ФС), а именно: среда, по которой распространяется сигнал (например, кабель, оптоволокно (световод), радиоэфир и т.д.). Передача данных через СПД осуществляется по каналам связи (КС). Канал связи = ФС + аппаратные средства, передающие информацию между узлами сети.

Связь может осуществляться как по проводным каналам (проводные линии, коаксиальный кабель, оптоволокно), так и по беспроводным (радиолиниям).

Передача двоичной цифровой информации, как правило, осуществляется в аналоговой форме путём ее модуляции. Аппаратура передачи данных(АПД) позволяет строить ЭВМ с аналоговыми каналами связи.

Применяются синхронная и асинхронная передачи. Асинхронная передача характеризуется тем, что передаваемые символы обрамляются старт-стопными служебными сигналами. Символы передаются независимо друг от друга в свободном темпе. Скорость низка, так как требуется большое количество служебных сигналов.Синхронная передача характеризуется передачей символов непрерывно в принудительном режиме. Синхронизация передающего и принимающего устройств обеспечивается посылкой специальных кодовых комбинаций перед каждым блоком данных.