Лекция №11
Занятие 11. Обмен и рассылка информации в
сетях
По географическим
масштабам вычислительные сети подразделяются на два вида: локальные и
глобальные. Первый спутник связи был запущен в 1958 году в США. К несомненным
достоинствам организации информационно-вычислительной сети на основе стандартной
телефонной линии связи является то, что все компоненты сети стандартны и
доступны, не требуются дефицитные расходные материалы, простота установки и
эксплуатации.
Методы
передачи данных в сетях
Метод
коммутации каналов требует предварительного установления
прямого физического соединения между источником и получателем сообщения на все
время передачи сообщения, что является недостатком данного метода. Когда
передача закончена, заблокированные каналы высвобождаются для последующего
использования.
Метод
коммутации сообщений требует последовательное физическое
соединение лишь между двумя соседними
узлами:
Метод
коммутации пакетов предполагает разбиение сообщения на
части – пакеты – фиксированной длины, снабжаемые адресом получателя. После
прихода на место назначения из пакетов формируется сообщение. Достоинством этого
метода является то, что разные пакеты могут передаваться между узлами разными
каналами связи (если это позволяет топология сети). Это приводит к сокращению
общего времени передачи всего сообщения.
Следует отметить,
что выбор направлений – самостоятельная задача в компьютерных сетях, которая
получила название маршрутизации.
Выделяются
следующие методы
маршрутизации:
1. централизованная. Выбор пути осуществляется центром
управления сети – одним из компьютеров, специально выделенным в сети для
решения, в частности, задачи маршрутизации (такие компьютеры называют
роутерами или маршрутизаторами). При этом роутер поддерживает таблицы маршрутов,
в которых для каждого компьютера сети отражаются возможные направления передачи
данных в порядке убывания их предпочтительности;
2.
распределенная. Решение принимается каждым узлом
сети независимо на основании аналогичных таблиц, которые касаются только
маршрутов, исходящих из данного узла.
Организация обмена
информацией в сети
Вследствие сложности процесса
передачи данных в сети и из-за широкого развития сетей по инициативе
Международной организации по стандартизации - ISO (International
Standard
Organization) -
приняты международные соглашения, регламентирующие различные вопросы
взаимодействия узлов в сети. При этом определены следующие уровни взаимодействия
в сети:
1. физический. Обеспечивает
электрические, механические и функциональные характеристики подключения к
каналам связи. В 1994 году в Европе утвержден стандарт V.32 для работы на любых
каналах. В нем определены десять процедур, по которым модем после тестирования
линии выбирает соответствующие несущие частоты и полосу пропускания. На этом
уровне обеспечивается также преобразование сигналов из аналоговых в дискретные и
обратно;
2.канальный. Генерирует
стартовый сигнал и организует начало передачи данных, проверяет полученную
информация и исправляет ошибки, отключает канал при его неисправности и
восстанавливает передачу после ремонта, генерирует сигнал окончания передачи и
переводит канал в пассивное состояние. При обнаружении ошибки запрашивается ее
перепередача. Для повышения скорости обмена данные сжимаются (эффективно
кодируются);
3. сетевой. Выполняет
маршрутизацию и адресацию информации, управляет потоками данных. По одному
каналу могут передаваться данные от нескольких источников;
4.транспортный. Управляет в целом
передачей данных от источника сообщения к получателю. Отвечает за стандартизацию
обмена данными между программами, находящимися на разных компьютерах
сети;
5. сеансовый. Организует и
проводит сеанс связи между прикладными процессами, выполняемыми на компьютерах
сети. Определяет правила диалога прикладных программ, рестарта, проверки прав
доступа к сетевым ресурсам;
6. представительный. Интерпретирует и
преобразует передаваемые между прикладными процессами данные к виду, удобному
для прикладных процессов. Определяет форматы данных, алфавиты, коды
представления специальных и графических символов;
7.прикладной. Выполняет
прикладные программы и административное управление сетью.
Каждый из уровней выполняет
«указания» уровня с большим порядковым номером, т.е. более высокого уровня.
Каждый из уровней, помимо выполнения собственных функций, «подстраховывает»
работу более низких уровней. Так, если канальный уровень пропустит ошибку, ее
исправит транспортный.
Организация взаимодействия между
одинаковыми уровнями различных компьютеров сети определяется соответствующим
протоколом, название которого
соответствует уровню.
Устройство, с
помощью которого цифровая информация на выходе из компьютера преобразуется в
модулированный сигнал называется модемом. Когда компьютер применяется для
приема информации из телефонной сети, модем должен принять сигнал из телефона и
преобразовать его в цифровую информацию. На выходе модема информация
подвергается модуляции, а на входе демодуляции. Отсюда и название
модем.
Наличие модемa и компьютера дает возможность доступа к сети модемной связи.