Занятие 1. Компоновка сети (стр. 3 )

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 м (600 футов). 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)].

Расширение компьютерных сетей

Самые первые типы локальных сетей не могли соответствовать потребностям крупных предприятий, офисы которых обычно расположены в различных местах. Но как только преимущества компьютерных сетей стали неоспоримы и сетевые программные продукты начали заполнять рынок, перед корпорациями - для сохранения конкурентоспособности - встала задача расширения сетей. Так на основе локальных сетей возникли более крупные системы.

Сегодня, когда географические рамки сетей раздвигаются, чтобы соединить пользователей из разных городов и государств, ЛВС превращаются в глобальную вычислительную сеть [ГВС (WAN)], а количество компьютеров в сети уже может варьироваться от десятка до нескольких тысяч.

В настоящее время большинство организаций хранит и совместно использует в сетевой среде огромные объемы жизненно важных данных. Вот почему сети сейчас так же необходимы, как еще совсем недавно были необходимы пишущие машинки и картотеки.

Назначение компьютерной сети

Основное назначение компьютерных сетей - совместное использование ресурсов и осуществление интерактивной связи как внутри одной фирмы, так и за ее пределами. Ресурсы (resources) - это данные, приложения и периферийные устройства, такие, как внешний дисковод, принтер, мышь, модем или джойстик. Понятие интерактивной связи компьютеров подразумевает обмен сообщениями в реальном режиме времени.

Принтеры и другие периферийные устройства

До появления компьютерных сетей каждый пользователь должен был иметь свой принтер, плоттер и другие периферийные устройства. Чтобы совместно использовать принтер, существовал единственный способ - пересесть за компьютер, подключенный к этому принтеру.

Теперь сети позволяют целому ряду пользователей одновременно «владеть» данными и периферийными устройствами. Если нескольким пользователям надо распечатать документ, все они могут обратиться к сетевому принтеру.

Данные

До появления компьютерных сетей люди обменивались информацией примерно так:

передавали информацию устно (устная речь);

писали записки или письма (письменная речь);

записывали информацию на дискету, несли дискету к другому компьютеру и копировали в него данные.

Компьютерные сети упрощают этот процесс, предоставляя пользователям доступ почти к любым типам данных.

Приложения

Сети создают отличные условия для унификации приложений (например, текстового процессора). Это значит, что на всех компьютерах в сети выполняются приложения одного типа и одной версии. Использование единого приложения поможет упростить поддержку всей сети. Действительно, проще изучить одно приложение, чем пытаться освоить сразу четыре или пять. Удобнее также иметь дело с одной версией приложения и настраивать компьютеры одинаковым образом.

Другая привлекательная сторона сетей - наличие программ электронной почты и планирования рабочего дня. Благодаря им управляющие крупных предприятий быстро и эффективно взаимодействуют с многочисленным штатом своих сотрудников или партнеров по бизнесу, а планирование и корректировка деятельности всей компании осуществляется с гораздо меньшими усилиями, чем прежде.

Резюме

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) состоит из нескольких компьютеров и периферийных устройств, соединенных кабелем в пределах ограниченной территории, например в одном из отделов компании или внутри небольшого здания. Сеть позволяет совместно использовать ресурсы, например файлы и принтеры, а также работать с интерактивными приложениями, например планировщиками и электронной почтой.

Использование компьютерных сетей сулит множество преимуществ, в частности:

снижение затрат благодаря совместному использованию данных и периферийных устройств;

стандартизацию приложений;

своевременное получение данных;

более эффективное взаимодействие и планирование рабочего времени.

В настоящее время компьютерные сети выходят за пределы ЛВС и вырастают в глобальные компьютерные сети (ГВС), охватывая целые страны и континенты.

Два типа сетей

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 т. п., - ресурсы, предоставляемые серверами;

ресурсы - файлы, принтеры и другие элементы, используемые в сети.

Несмотря на определенные свойства сети делятся на два типа:

одноранговые (peer-to-peer);

на основе сервера (server based).

Различия между одноранговыми сетями и сетями на основе сервера имеют принципиальное значение, поскольку определяют разные возможности этих сетей. Выбор типа сети зависит от многих факторов:

размера предприятия;

необходимого уровня безопасности;

вида бизнеса;

уровня доступности административной поддержки;

объема сетевого трафика;

потребностей сетевых пользователей;

финансовых затрат.

Экран 2

Одноранговые сети

В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного (dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступными по сети.

Экран 3

Размеры

Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа - это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров.

Стоимость

Одноранговые сети относительно просты. Поскольку каждый компьютер является одновременно и клиентом, и сервером, нет необходимости в мощном центральном сервере или в других компонентах, обязательных для более сложных сетей. Одноранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных (и более дорогих) компьютеров.

Операционные системы

В одноранговой сети требования к производительности и к уровню защиты для сетевого программного обеспечения, как правило, ниже, чем в сетях с выделенным сервером. Выделенные серверы функционируют исключительно в качестве серверов, но не клиентов или рабочих станций (workstation). О них мы еще поговорим подробнее на этом занятии, но чуть позже.

В такие операционные системы, как Microsoft Windows NT Workstation, Microsoft Windows for Workgroups и Microsoft Windows 95, встроена поддержка одноранговых сетей. Поэтому, чтобы установить одноранговую сеть, дополнительного программного Обеспечения не требуется.

Реализация

Одноранговая сеть характеризуется рядом стандартных решений:

компьютеры расположены на рабочих столах пользователей;

пользователи сами выступают в роли администраторов и обеслечипают защиту информации;

для объединения компьютеров в сеть применяется простая кабельная система.

Целесообразность применения

Одноранговая сеть вполне подходит там, где:

количество пользователей не превышает 10 человек;

пользователи расположены компактно;

вопросы защиты данных не критичны;

в обозримом будущем не ожидается значительною расширения фирмы и, следовательно, сети.

Если эти условия выполняются, то, скорее всего, выбор одноранговой сети будет правильным (чем сети на основе сервера).

Некоторые соображения

Несмотря на то, что одноранговые сети вполне удовлетворяют потребностям небольших фирм, иногда возникают ситуации, когда их использование может оказаться неуместным. Выскажем некоторые замечания относительно одноранговых сетей, которые Вы должны иметь в виду, выбирая тип сети.

Администрирование

Сетевое администрирование (administration) решает ряд задач, в том числе:

управление работой пользователей и защитой данных;

обеспечение доступа к ресурсам;

поддержка приложений и данных;

установка и модернизация прикладного программного обеспечения.

В типичной одноранговой сети системный администратор, контролирующий всю сеть, не выделяется. Каждый пользователь сам администрирует свой компьютер.

Разделяемые ресурсы

Все пользователи могут «поделиться» своими ресурсами с другими. К совместно используемым ресурсам относятся каталоги, принтеры, факс-модемы и т. п.

Требования к серверу

В одноранговой сети каждый компьютер должен:

большую часть своих вычислительных ресурсов предоставлять локальному пользователю (сидящему за этим компьютером);

для поддержки доступа к ресурсам удаленного пользователя (обращающегося к серверу по сети) подключать дополнительные вычислительные ресурсы.

Сеть на основе сервера требует более мощных серверов, поскольку они должны обрабатывать запросы всех клиентов сети.

Защита

Защита подразумевает установку пароля на разделяемый ресурс, например на каталог. Централизованно управлять защитой в одноранговой сети очень сложно, так как каждый пользователь устанавливает ее самостоятельно, да и «общие» ресурсы могут находиться на всех компьютерах, а не только на центральном сервере. Такая ситуация представляет серьезную угрозу для всей сети, кроме того, некоторые пользователи могут вообще не установить защиту. Если для Вас вопросы конфиденциальности являются принципиальными, рекомендуем выбрать сеть на основе сервера.

Подготовка пользователя

Поскольку в одноранговой сети каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер, пользователи должны обладать достаточным уровнем знаний, чтобы работать и как пользователи, и как администраторы своего компьютера.

Экран 4

Сети на основе сервера

Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры-выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы. Выделенным, называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов.

Сеть на основе сервера

С увеличением размеров сети и объема сетевого трафика необходимо увеличивать количество серверов. Распределение задач среди нескольких серверов гарантирует, что данная задача будет выполняться самым эффективным способом из всех возможных.

Значение программного обеспечения

Сетевой сервер и операционная система работают как единое целое. Без операционной системы даже самый мощный сервер представляет собой лишь груду железа. А операционная система позволяет реализовать потенциал аппаратных ресурсов сервера. Некоторые системы, например Microsoft Windows NT Server, были созданы специально для того чтобы использовать преимущества наиболее передовых серверных технологий. Так, Windows NT Server реализует следующие возможности сервера.

Преимущества. Разделение ресурсов

Сервер спроектирован так, чтобы предоставлять доступ к множеству файлов и принтеров, обеспечивая при этом высокую производительность и защиту.

Администрирование и управление доступом к данным осуществляется централизованно. Ресурсы, как правило, расположены также централизованно, что облегчает их поиск и поддержку. Например, в системе Windows NT Server разделение каталогов осуществляется через File Manager.

Защита

Основным аргументом при выборе сети на основе сервера является, как правило, защита данных. В таких сетях, например, как Windows NT Server, проблемами безопасности может заниматься один администратор: он формирует политику безопасности (security policy) и применяет ее в отношении каждого пользователя сети.

Резервное копирование данных

Поскольку жизненно важная информация расположена централизованно, т. е. сосредоточена на одном или нескольких серверах, нетрудно обеспечить ее регулярное резервное копирование (backup).

Избыточность

Благодаря избыточным системам данные на любом сервере могут дублироваться в реальном времени, поэтому в случае повреждения основной области хранения данных информация не будет потеряна - легко воспользоваться резервной копией.

Количество пользователей

Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей. Сетями такого размера, будь они одноранговыми, было бы невозможно управлять

Аппаратное обеспечение

Так как компьютер пользователя не выполняет функций сервера, требования к его характеристикам зависят от потребностей самого пользователя. Типичный компьютер-клиент имеет, по крайней мере, 486-й процессор и от 8 до 16 Мб оперативной памяти.

Комбинированные сети

Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.

Многие администраторы считают, что такая сеть наиболее полно удовлетворяет их запросы, так как в ней могут функционировать оба типа операционных систем.

Операционные системы для сетей на основе сервера, например Microsoft Windows NT Server или Novell® NetWare®, в этом случае отвечают за совместное использование основных приложений и данных.

На компьютерах-клиентах могут выполняться операционные системы Microsoft Windows NT Workstation или Windows 95, которые будут управлять доступом к ресурсам выделенного сервера и в то же время предоставлять в совместное использование свои жесткие диски, а по мере необходимости разрешать доступ и к своим данным.

Комбинированные сети - наиболее распространенный тип сетей, но для их правильной реализации и надежной защиты необходимы определенные знания и навыки планирования.

Аппаратное обеспечение сервера

Одноранговые сети и сети на основе сервера объединяет общая цель - разделение ресурсов. А вот различия между одноранговыми серверами и выделенными серверами определяют:

требования к аппаратному обеспечению;

способ поддержки пользователей.

Экран 5

Например, под управлением Microsoft NT Server сеть разделяется на области называемые доменами. Домен - это логическое объединение компьютеров, которое значительно упрощает администрирование.

Экран 6

Некоторые серверы в доменах следят за всеми пользователями, отвечают за политику безопасности и хранение важной информации о самом домене.

Экран 7

Иначе говоря, первый сервер, устанавливаемый в домене должен выступать главным контроллером домена (Primary Domain Controller, PDC). PDC не только содержит копию важнейшей информации о домене и проверяет права пользователей, но может также выступать как сервер файлов, печати и приложений. Каждый домен обязательно включает один (и только один!) PDC.

Экран 8

Некоторые серверы Windows NT, установленные после PDC, могут быть установлены как резервные контроллеры доменов (Backup Domain Controller, BDC). BDC - это компьютер, который хранит резервные копии политики безопасности домена и базу данных домена, а также проводит аутентификацию входов в сеть. Наличие в домене BDC строго необязательно, однако рекомендуется иметь как минимум один BDC. Кроме того, BDC может функционировать как сервер файлов, печати и приложений.

Экран 9

Другие серверы устанавливаются как «простые серверы» (в отличие от контролле­ров доменов). Их называют просто серверами, они могут выполнять роль серверов файлов, печати и приложений.

Устанавливая сервер, Вы должны указать: является ли он главным сервером (главным контроллером домена), резервным контроллером или просто сервером файлов, печати и приложений.

Экран 10

Специализированные серверы

Круг задач, которые должны выполнять серверы, многообразен и сложен. Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших сетях стали специализированными (specialized). Например, в сети Windows NT существуют различные типы серверов. Файл-серверы и принт-серверы.

Файл-серверы и принт-серверы управляют доступом пользователей соответственно к файлам и принтерам. Например, чтобы работать с текстовым процессором, Вы прежде всего должны запустить его на своем компьютере. Документ текстового процессора, хранящийся на файл-сервере, загружается в память Вашего компьютера, и, таким образом, Вы можете работать с этим документом на своем компьютере. Другими словами, файл-сервер предназначен для хранения файлов и данных.

Серверы приложений.

На серверах приложений выполняются прикладные части клиент-серверных приложений, а также находятся данные, доступные клиентам. Например, чтобы упростить извлечение данных, серверы хранят большие объемы информации в структурированном виде. Эти серверы отличаются от файл - и принт-серверов. В последних файл или данные целиком копируются на запрашивающий компьютер. А в сервере приложений на запрашивающий компьютер пересылаются только результаты запроса.

Приложение-клиент на удаленном компьютере получает доступ к данным, хранимым на сервере приложений. Однако вместо всей базы данных на Ваш компьютер с сервера загружаются только результаты запроса. Например, Вы можете получить список работников, родившихся в ноябре.

Почтовые серверы.

Почтовые серверы управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети. Факс-серверы.

Факс-серверы управляют потоком входящих и исходящих факсимильных сообщений через один или несколько факс-модемов.

Коммуникационные серверы.

Коммуникационные серверы управляют потоком данных и почтовых сообщений между этой сетью и другими сетями, мэйнфреймами или удаленными пользователями через модем и телефонную линию.

В расширенной сети использование серверов разных типов приобретает особую актуальность. Необходимо поэтому учитывать все возможные нюансы, которые могут проявиться при разрастании сети, с тем чтобы изменение роли определенного сервера в дальнейшем не отразилось на работе всей сети.

Занятие 6. Применение модемов

Экран 2

Технология модемов

Модем (modem) - это устройство, которое позволяет компьютерам обмениваться данными по телефонной линии.

Когда компьютеры расположены слишком далеко друг от друга и их нельзя соединить стандартным сетевым кабелем, связь между ними устанавливается с помощью модема. В сетевой среде модемы служат средством связи между отдельными сетями или между ЛВС и остальным миром.

Экран 3

Основные функции модемов

Чтобы осуществлять связь по телефонной линии компьютеры должны обмениваться данными с помощью цифровых электронных импульсов, а по телефону можно передавать только аналоговые сигналы (звуки).

Цифровой сигнал (синоним двоичного) может принимать лишь два значения: 0 или 1. Аналоговый сигнал - это плавная кривая, которая может иметь бесконечное множество значений.

Экран 4

Модем на передающей стороне преобразует цифровые сигналы компьютера в аналоговые и посылает их по телефонной линии. Модем на принимающей стороне преобразует входящие аналоговые сигналы в цифровые для компьютера-получателя

Экран 5

Другими словами, передающий модем модулирует (modulate) цифровой сигнал в аналоговый, а принимающий модем демодулирует (demodulate) аналоговый сигнал обратно в цифровые сигналы.

Примечание. При использовании цифровых линий необходимо установить в компьютер специальные цифровые платы.

Экран 6

Аппаратное обеспечение модемов

Модемы - оборудование передачи данных (DCE), они имеют два стандартных физических интерфейса:

последовательный интерфейс передачи данных (RS-232);

интерфейс с телефонной линией RJ-11 (четырехконтактный телефонный разъем).

Экран 7

Существуют внутренние и внешние модемы. Внутренние модемы устанавливаются в слоты расширения подобно любой другой плате.

Экран 8

Внешний модем представляет собой небольшую коробочку, подключаемую к компьютеру с помощью последовательного (RS-232) кабеля. Этот кабель соединяет последовательный порт компьютера с тем разъемом модема, который предназначен для связи с компьютером. Для подключения модема к телефонной сети используется кабель с разъемами RJ-11.

Экран 9

Стандарты модемов

Промышленные стандарты существуют практически для каждой области сетевых технологий, и модемы не являются исключением. Стандарты обеспечивают взаимодействие модемов от разных производителей. Здесь Вы найдете описание некоторых общих стандартов модемов.

Hayes

В начале 1980-х годов компания Hayes Microcomputer Products, Inc. разработала модем который получил название Hayes Smartmodem. Он был назван «интеллектуальным» потому что мог автоматически набрать номер. Smartmodem превратился в стандарт на который стали ориентировать другие модемы, - вскоре возник термин «Hayes-совместимый». Точно так же персональный компьютер фирмы IBM дал жизнь термину «IBM-совместимый». Поскольку производители подчинились стандартам Hayes, через некоторое время все модемы могли «общаться» друг с другом.

Первые Hayes Smartmodem передавали и принимали данные со скоростью 300 бит в секунду. Целый ряд последующих модификаций увеличил эту скорость в четыре раза до 1200 бит/с (bps). В настоящее время Hayes предлагает модемы со скоростьюбит/с и более.

Международные стандарты

С конца 1980-х годов организация International Telecommunications Union (ITU) разрабатывает стандарты для модемов.

Эти спецификации, известные как V-серия, включают номер стандарта. Иногда включается также слово «bis» (латинское «дважды»). Оно указывает на то, что данный стандарт - пересмотренная версия более раннего стандарта. Если в названии стандарта содержится слово «terbo» (французское «ter» - «третий»), это значит, что второй, или «bis», стандарт также был модифицирован. Например, модему V.22bis для передачи текста в 1000 слов требуется 25 секунд. Модем V.34 передает этот же текст за две секунды, а модему со скоростьюбит/с, удовлетворяющему стандарту сжатия данных V.42bis, на это потребовалась бы только одна секунда.

В следующей таблице представлены стандарты сжатия, разработанные с 1984 года, и их параметры. Стандарт сжатия и скорость модема не всегда взаимозависимы. Стандарт может использоваться с модемом любой скорости.

Стандарт	Скорость, бит/с	Год выпуска	Примечание
V.22bis	2400	1984	Старый стандарт. Модемы этого стандарта иногда входят в комплект поставки компьютера
V.32	9600	1984	Модемы этого стандарта иногда входят в комплект поставки компьютера
V.32bis	14400	1991	Модемы этого стандарта в настоящее время широко распространены
V.32terbo	19200	1993	Неофициальный стандарт. Может соединяться только с другим V.32terbo
V. FastClass (V. FC)	28800	1993	Неофициальный стандарт
V.34	28800	1994	Усовершенствованный V. FastClass. Сохраняет обратную совместимость с ранними V-сериии
V.42	57600	1995	Сохраняет обратную совместимость с ранними V-серии

Производительность модема

Изначально скорость модемов измерялась в битах в секунду или в единицах, называемых «бод» (baud), и многие путали их, считая, что они обозначают одно и то же.

Бод относится к частоте осцилляций звуковой волны, переносящей биты данных по телефонной линии. Свое название эта единица получила от имени французского офицера-связиста Ж. Бодо. В начале 1980-х годов скорость в бодах равнялась скорости передачи модемов. В то время 300 бод было эквивалентно 300 битам в секунду.

Затем инженеры связи разработали методы сжатия и кодирования данных. В результате каждая модуляция звука могла переносить больше одного бита информации. Это означает, что скорость в битах в секунду может быть выше скорости в бодах. Например, модем со скоростью модуляциибод может в действительности передавать бит в секунду. Именно поэтому сначала нужно обращать внимание на скорость в битах в секунду, а затем уже - в бодах.

Современные модемы применяют такие индустриальные стандарты сжатия данных, как V.42bis/MNP5, и имеют скорость передачи данныхбит/с, а некоторые -бит/с.

Типы модемов

Существуют различные типы модемов, поскольку существуют различные типы среды передачи, для которых требуются разные методы передачи данных. Эти среды можно грубо поделить на два типа, взяв как критерий синхронизацию связи. Итак, связь бывает:

асинхронная;

синхронная.

Тип модема, используемого в сети, будет зависеть и от среды, и от назначения сети.

Асинхронная связь

Асинхронная связь - самая распространенная форма передачи данных. Причина такой популярности кроется в том, что асинхронный метод связи использует стандартные телефонные линии. При асинхронном методе данные передаются последовательным потоком.

Каждый символ - буква, число или знак - раскладывается в последовательность битов. Каждая из этих последовательностей отделяется от других стартовым битом и стоповым битом. Передающее и принимающее устройства должны согласовывать комбинацию стартовых и стоповых битов.

Экран 10

Принимающий компьютер для управления синхронизацией использует стартовые и стоповые биты, готовясь тем самым к приему следующего байта данных.

Связь этого типа не синхронизируется, т. е. отсутствует синхронизирующее устройство или метод для координации действий между передатчиком и приемником. Передающий компьютер просто шлет данные, а принимающий компьютер просто их получает. Затем принимающий компьютер проверяет данные, чтобы убедиться в том что они приняты без ошибок. Двадцать пять процентов трафика данных при асинхронной связи состоит из управляющей и координирующей информации.

Скорость асинхронной передачи по телефонным линиям может достигать 28800 бит/с и выше. Однако новейшие методы сжатия данных в непосредственно соединенных системах обеспечивают скорость до 115200 бит/с.

Экран 11

Контроль ошибок

Вероятность ошибок никогда не исключена, поэтому при асинхронной связи может использоваться специальный бит - бит четности. Схема проверки и коррекции ошибок, которая его применяет, называется контролем четности. При контроле четности количество посланных и принятых единичных битов должно совпадать.

Стандарт модемов V.32 не предусматривал контроля ошибок. Чтобы решить эту проблему, компания Microcorn создала собственный стандарт асинхронного контроля ошибок данных, который был назван Microcom Network Protocol (MNP). Этот метод работал так хорошо, что другие компании заимствовали не только начальную версию протокола, но и другие версии, называемые классами. В настоящее время разные производители модемов используют MNP классов 2, 3 и 4.

В 1989 году комитет ССIТТ опубликовал схему асинхронного контроля ошибок названную V.42. Этот стандарт аппаратной коррекции ошибок включает в себя два протокола. Основная схема контроля ошибок - это Link Access Procedure for Modems LAPM (процедура доступа к каналу связи для модемов), однако V.42 также использует MNP Class 4. Протокол LAPM используется при соединении двух модемов, удовлетворяющих стандарту V.42. Если один из модемов поддерживает только стандарт MNP 4, будет использоваться MNP 4.

Экран 12

Увеличение скорости передачи

На производительность канала связи оказывают влияние два фактора:

Скорость канала. Этот параметр характеризует, насколько быстро биты кодируются и передаются по каналу связи.

Пропускная способность (throughput). Этот параметр характеризует долю полезной информации, передаваемой по каналу.

Скорость передачи и пропускная способность - это не одно и то же. Например, за счет сжатия (compressing) данных можно удвоить пропускную способность и не оплачивать при этом более быстрый канал связи.

Экран 13

Сжатие уменьшает время, необходимое для передачи данных (за счет удаления избыточных элементов или пустых участков). Один из распространенных в настоящее время стандартов сжатия - протокол сжатия данных MNP Class 5 фирмы Microcom.

Если на обеих сторонах линии связи используется протокол MNP Class 5, время передачи данных может быть сокращено наполовину.

Следуя стандарту V.42bis, можно добиться даже большей производительности, так как он описывает аппаратную реализацию непрерывного сжатия данных. Например, с модемом на 9 600 бит/с при использовании V.42bis можно достичь пропускной способностибит/с.

Комбинирование стандартов

Различные стандарты определяют различные аспекты работы модема. Поэтому один и тот же модем, чтобы увеличить производительность, иногда использует некую комбинацию протоколов передачи данных и контроля ошибок. Например, при использовании модемов на асинхронном аналоговом канале связи между локальными сетями хорошие, устойчивые результаты может дать следующая комбинация: V.32bis - передача; V.42 - контроль ошибок; V.42bis - сжатие.

Асинхронные, или последовательные, модемы дешевле синхронных, поскольку не нуждаются в схемах и компонентах для управления синхронизацией (необходимой при синхронной связи).

Экран 14

Синхронная связь

Синхронная связь основана на схеме синхронизации, согласованной между двумя устройствами. Ее цель - выделить биты из группы при передаче их блоками. Эти блоки называют кадрами. Для установки синхронизации и периодической проверки ее правильности используются специальные символы.

Экран 15

Поскольку биты передаются в синхронном режиме, стартовые и стоповые биты не нужны. Передача завершается в конце одного кадра и начинается вновь на следующем кадре. Этот метод более эффективен, чем асинхронная передача.

Экран 16

В случае ошибки синхронная схема распознавания и коррекции ошибок просто повторяет передачу кадра. Синхронные протоколы выполняют некоторые действия, не предусмотренные асинхронными протоколами, а именно:

разбивают данные на блоки;

добавляют управляющую информацию;

проверяют данные на наличие ошибок.

Основные протоколы синхронной связи:

SDLC (Synchronous Data Link Control) - протокол синхронного управления каналом;

HDLC (High-level Data Link Control) - высокоуровневый протокол управления каналом;

BISYNC (Binary SYNchronous Communications protocol) - протокол двоичной синхронной связи.

Синхронная связь используется практически во всех цифровых системах связи и сетях. Допустим, что для соединения удаленных компьютеров Вы используете цифровые линии. Тогда, чтобы подключить компьютер к цифровой линии, Вы будете устанавливать синхронный модем, а не асинхронный. Справедливости ради заметим, что из-за высокой стоимости и сложности синхронные модемы для домашних условий, как правило, не предлагаются.

Экран 17

Линии связи

Сам по себе модем бесполезен, если он не может поддерживать связь с другими устройствами. Связь через модем всегда осуществляется по какому-нибудь кабелю или коммуникационной линии. Тип кабеля, а также коммуникационная компания, предоставляющая линию связи и соответствующие услуги, определяют различия в производительности и стоимости канала связи.

Общая закономерность такова: чем быстрее и на большие расстояния передавать данные, тем задача сложнее, тем выше ее стоимость. Обдумывая методы реализации модемной связи, администратор должен принимать во внимание три фактора: пропускную способность; расстояние; стоимость.

Выбирая тип телефонных линий, который Вы собираетесь использовать, также необходимо учитывать эти факторы.

Телефонные линии

Существует два типа телефонных линий, по которым может осуществляться модемная связь.

Каналы общедоступной коммутируемой телефонной сети (коммутируемые линии). Это самые обычные телефонные линии. Они требуют, чтобы пользователь вручную устанавливал соединение для каждого сеанса связи. Медленны и не очень надежны при передаче данных. Однако некоторые компании считают весьма удобным для передачи файлов или обновления баз данных ежедневно на некоторое время устанавливать связь по коммутируемым линиям.

Телефонные компании непрерывно улучшают качество предоставляемых ими услуг и коммутируемых каналов. На некоторых цифровых линиях связи за счет использования коррекции ошибок, сжатия данных и синхронных модемов достигается скорость 56 Кбит/с.

Экран 18

Арендуемые (leased) [выделенные (dedicated)] линии. Эти линии обеспечивают круглосуточную связь, при которой, чтобы установить соединение, последовательность коммутаторов не нужна. Качество выделенных линии обычно выше, чем качество телефонных, которые были созданы только для передачи речи. Типичный диапазон скорости - от 56 Кбит/с до 45 Мбит/с и больше.

Однако на практике при связи на большие расстояния обычно используются коммутируемые каналы, которые, правда, выглядят как выделенные линии. Они называются виртуальными частными сетями (VPN).

Удаленный доступ

Для соединения сетей могут использоваться коммутируемые телефонные линии. Модем на одном конце набирает номер модема на другом конце - и две сети соединены. Однако даже при наличии быстрого модема и сжатия данных этот метод обычно приводит к большим расходам на оплату телефонных счетов. Поэтому те компании, которые непрерывно поддерживают связь между сетями, предпочитают арендованные линии, обеспечивающие стабильный удаленный доступ (remote access).

Большинство сетей предлагает пользователям некоторые возможности для удаленного доступа. Ведь иногда им приходится подключаться к сети и за пределами организации. Microsoft Windows NT Server, например, имеет службу удаленного доступа (RAS). Она обеспечивает одновременное подключение к сети до 256 удаленных клиентов.

Служба удаленного доступа - через сервер удаленного доступа - подключает пользователей по телефонным линиям к сети Windows NT. Как только связь установлена, телефонные линии становятся «прозрачными», и пользователь может работать со всеми ресурсами сети, как будто он сидит за компьютером, непосредственно подключен к сети.