Компьютерные сети

Линии связи / каналы

Телефонная сеть состоит из набора телефонных станций, объединенных друг с другом линиями связи. Связь абонентов телефонной в том числе и связь удаленных терминалов с вычислительной системой осуществляется с использованием коммутируемого канала, либо по выделенным каналам.

Две разновидности каналов:

1)Коммутируемые – поднимая трубку домашнего телефона мы даем на АТС информацию, что хотим соединиться с абонентом. Сигнал передается на ближайшую станцию на пути к вызываемому абоненту. Количество абонентов АТС < количества одновременно обрабатываемых линий.(между АТС также) Существуют 2 проблемы: время, затрачиваемое на коммутацию; возможность отказа от соединения (в новый год, когда все хотят позвонить). При нескольких звонках к одному и тому же абоненту, раз от раза маршруты коммутации (т.е. набор проводов, по которым идет сообщение) отличаются друг от друга, за счет того, что каждый раз выбираются свободные каналы в телефонных станциях по пути соединения. После завершения сеанса связи между абонентами коммутируемый канал освобождается.

2) Выделенный - обеспечивает связь между 2 абонентами на постоянной основе. Уменьшает пропускную способность остальной сети. За то этот канал с гарантированным качеством соединений.

Линии связи, связывают удаленный терминал с:

- терминальным комплексом – канал точка-точка.

эта линия может быть либо выделенной (мы договариваемся с телефонными станциями и фиксируем коммутацию), либо коммутируемой.

- группой удаленных терминалов – многоточечный канал.

на входе находится удаленный мультиплексор. Многоточечные каналы также могут быть либо выделенными, либо коммутируемыми.

С точки зрения передачи потоков информации:

1.Симплексные каналы - каналы, по которым передача информации ведется в одном направлении (например, телевизионный канал – обеспечивает передачу информации только в одном направлении от передающей антенны к принимающей).

2.Дуплексные каналы - каналы, которые обеспечивают одновременную передачу информации в двух направлениях (например, телефонный разговор, мы одновременно можем и говорить и слушать).

3.Полудуплексные каналы - каналы, которые обеспечивают передачу информации в двух направлениях, но в каждый момент времени только в одну сторону (подобно рации).

В некотором смысле вычислительная сеть, или сеть ЭВМ, или компьютерная сеть – это есть развитие и обобщение идей, которые были изначально заложены в терминальных комплексах. С точки зрения архитектуры, можно говорить, что архитектура очень похожа, если заменить терминальные устройства на компьютеры. В общем случае вычислительная сеть представляет собой программно-аппаратный комплекс, обладающий след характеристиками:

1. Сеть может состоять из значительного числа взаимодействующих друг с другом компьютеров, обеспечивающих сбор, хранение, передачу и обработку информации.

2. Компьютерная сеть предполагает распределенную обработку информации. Т.е. информация, поступающая к конкретному потребителю может на разных узлах этой сети обрабатываться, и результатом является комплексный результат распределенной обработки этой информации при передаче и доступе в сети.

3. Расширяемость сети. Возможность развития компьютерных сетей, как по протяженности, т.е. территориальному размещению, так и по расширению пропускной способности каналов связи, и по количеству, и по производительности компьютеров.

4. Возможность использования симметричных интерфейсов обмена информацией между ЭВМ сети. Т.е. возможность построения сети, в которой взаимодействующие компьютеры будут равноправны, т.е. в отличии от модели терминальной сети, где присутствует основной узел и вся сеть строится по доступу к этому узлу, сеть может быть достаточно равноправной и симметричной.

Компьютерная сеть – объединение компьютеров (или вычислительных систем), взаимодействующих через коммуникационную среду.

Коммуникационная среда – каналы и средства передачи данных

Рассмотрим в качестве примера некоторое отображение компьютерной сети. Компьютерная сеть будет состоять из абонентских машин, которые обеспечивают обмен содержательной информацией работы с пользователями, и абонентские машины могут осуществлять взаимодействие друг с другом через коммуникационную среду или коммуникационную сеть. Коммуникационная среда или коммуникационная сеть может включать в свой состав коммуникационные или вспомогательные компьютеры и каналы связи между абонентскими машинами или коммуникационными машинами. Абонентские или основные компьютеры еще иногда называют хосты. Соответственно коммуникационные или вспомогательные компьютеры могут иметь свое наименование в зависимости от той функции, которую они выполняют – это может быть шлюз, маршрутизаторы и т.д. и т.п. Взаимодействие в сети осуществляется между одной абонентской машиной и другой или между группами абонентских машин, по аналогии с терминальным комплексом коммуникационная сеть или коммуникационная среда обеспечивает определение соединения между этими двумя машинами, стратегию определения этого соединения и обеспечивают передачу информации в сети.

Итак, абонентские машины могут организовывать взаимодействие друг с другом. Сеанс последовательного взаимодействия – это сеанс связи. Взаимодействие можно представить в виде отправки и получения сообщения.

Компьютеры сети исторически подразделяются на три категории:

Сеть коммутации каналов Это сеть, которая обеспечивает установку канала связи на время всего сеанса связи между абонентскими машинами.

«+» 1. если канал скоммутировался, то нет накладных расходов. Передача идет со скоростью самого медленного

элемента.

«-» 1.Сеанс связи произвольной длительности, следовательно из коммуникационной среды забирается канал на

недетерминированный промежуток времени, следовательно может произойти деградация сети.

2. Занятие канала без гарантированной продуктивности (лектор молчит, лекция дет)

Сеть коммутации сообщений Сеанс связи представляется в виде последовательности сообщений. Сообщение – это порция данных произвольного размера. Сообщение отправляется в сеть по некоторой информации о маршруте. Если свободных каналов нет, то сообщение сохраняется на коммутирующей машине.

Проблемы:

1.В этих сообщениях должна быть информация о порядке сообщений, т.к. иначе 2ое сообщение может прийти первым,

если пойдет другим путем.

2. Размер сообщения может быть произвольным, следовательно недетерминированное время занятия канала.

Коммутирующие компьютеры должны обладать средствами аккумуляции произвольного количества сообщений.

«+» 1. Мы убрали промежутки молчания между сообщениями. Каналы в это время не заняты.

2. канал не устанавливается непрерывно, следовательно экономим канальный ресурс.

Сеть коммутации пакетов Все сообщения разделяются на блоки данных некоторого фиксированного размера. После этого сеть работает также, как сеть коммутации сообщений, но с пакетами. Каждая машина пытается от пакета избавится (принцип горячей картошки).

«+» Детерминированность пакета, т.е. Можно просчитать все характеристики коммуникационной среды.

Реальные сети всегда строятся на комбинации этих трех принципов.