Эволюция компьютеров (стр. 2 )

В то же время трафик компьютерных данных характеризуется крайне неравномерной интенсивностью поступления сообщений в сеть при отсутствии жестких требований к синхронности доставки этих сообщений.

Особую сложность представляет совмещение в одной сети традиционного компьютерного и мультимедийного трафика. Передача исключительно мультимедийного трафика компьютерной сетью хотя и связана с определенными сложностями, но вызывает меньшие трудности. А вот случай сосуществования двух типов трафика с противоположными требованиями к качеству обслуживания является намного более сложной задачей. Обычно протоколы и оборудование компьютерных сетей относят мультимедийный трафик к факультативному, поэтому качество его обслуживания оставляет желать лучшего.

Управляемость

Управляемость сети подразумевает возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети. В идеале средства управления сетями представляют собой систему, осуществляющую наблюдение, контроль и управление каждым элементом сети - от простейших до самых сложных устройств, при этом такая система рассматривает сеть как единое целое, а не как разрозненный набор отдельных устройств.

Хорошая система управления наблюдает за сетью и, обнаружив проблему, активизирует определенное действие, исправляет ситуацию и уведомляет администратора о том, что произошло и какие шаги предприняты. Одновременно с этим система управления должна накапливать данные, на основании которых можно планировать развитие сети. Наконец, система управления должна быть независима от производителя и обладать удобным интерфейсом, позволяющим выполнять все действия с одной консоли.

Совместимость

Совместимость или интегрируемость означает, что сеть способна включать в себя самое разнообразное программное и аппаратное обеспечение, то есть в ней могут сосуществовать различные операционные системы, поддерживающие разные стеки коммуникационных протоколов, и работать аппаратные средства и приложения от разных производителей. Сеть, состоящая из разнотипных элементов, называется неоднородной или гетерогенной, а если гетерогенная сеть работает без проблем, то она является интегрированной. Основной путь построения интегрированных сетей - использование модулей, выполненных в соответствии с открытыми стандартами и спецификациями.

Производительность

Потенциально высокая производительность - это одно из основных свойств распределенных систем, к которым относятся компьютерные сети. Это свойство обеспечивается возможностью распараллеливания работ между несколькими компьютерами сети. К сожалению, эту возможность не всегда удается реализовать. Существует несколько основных характеристик производительности сети:

время реакции; пропускная способность; задержка передачи и вариация задержки передачи.

Время реакции сети является интегральной характеристикой производительности сети с точки зрения пользователя.

В общем случае время реакции определяется как интервал времени между возникновением запроса пользователя к какой-либо сетевой службе и получением ответа на этот запрос.

Поэтому имеет смысл использовать также и средневзвешенную оценку времени реакции сети, усредняя этот показатель по пользователям, серверам и времени дня (от которого в значительной степени зависит загрузка сети).

Время реакции сети обычно складывается из нескольких составляющих. В общем случае в него входит время подготовки запросов на клиентском компьютере, время передачи запросов между клиентом и сервером через сегменты сети и промежуточное коммуникационное оборудование, время обработки запросов на сервере, время передачи ответов от сервера клиенту и время обработки получаемых от сервера ответов на клиентском компьютере.

Пропускная способность отражает объем данных, переданных сетью или ее частью в единицу времени. Пропускная способность уже не является пользовательской характеристикой, так как она говорит о скорости выполнения внутренних операций сети - передачи пакетов данных между узлами сети через различные коммуникационные устройства. Зато она непосредственно характеризует качество выполнения основной функции сети - транспортировки сообщений - и поэтому чаще используется при анализе производительности сети, чем время реакции. Пропускная способность измеряется либо в битах в секунду, либо в пакетах в секунду. Пропускная способность может быть мгновенной, максимальной и средней.

Средняя пропускная способность вычисляется путем деления общего объема переданных данных на время их передачи, причем выбирается достаточно длительный промежуток времени - час, день или неделя.

Мгновенная пропускная способность отличается от средней тем, что для усреднения выбирается очень маленький промежуток времени - например, 10 мс или 1 с.

Максимальная пропускная способность - это наибольшая мгновенная пропускная способность, зафиксированная в течение периода наблюдения.

Чаще всего при проектировании, настройке и оптимизации сети используются такие показатели, как средняя и максимальная пропускные способности.

Задержка передачи определяется как задержка между моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства или части сети и моментом появления его на выходе этого устройства. Этот параметр производительности по смыслу близок ко времени реакции сети, но отличается тем, что всегда характеризует только сетевые этапы обработки данных, без задержек обработки компьютерами сети. Обычно качество сети характеризуют величинами максимальной задержки передачи и вариацией задержки. Не все типы трафика чувствительны к задержкам передачи, во всяком случае, к тем величинам задержек, которые характерны для компьютерных сетей, - обычно задержки не превышают сотен миллисекунд, реже - нескольких секунд. Такого порядка задержки пакетов, порождаемых файловой службой, службой электронной почты или службой печати, мало влияют на качество этих служб с точки зрения пользователя сети.

Пропускная способность и задержки передачи являются независимыми параметрами, так что сеть может обладать, например, высокой пропускной способностью, но вносить значительные задержки при передаче каждого пакета. Пример такой ситуации дает канал связи, образованный геостационарным спутником. Пропускная способность этого канала может быть весьма высокой, например 2 Мбит/с, в то время как задержка передачи всегда составляет не менее 0,24 с, что определяется скоростью распространения сигнала (около км/с) и длиной канала км).

9.Зв'язок стека протоколів моделі OSI із стеками протоколів TCP/IP, IPX/SPX, NetBios.

Стек OSI

Стоит четко различать модель OSI и стек OSI. В то время как модель OSIявляется концептуальной схемой взаимодействия открытых систем, стек OSIявляет собой набор полностью конкретных спецификаций протоколов. В отличие от других стеков протоколов стек OSI полностью отвечает модели OSI, он включает спецификации протоколов для всех семь уровней взаимодействия, определенных в этой модели.

На нижних уровнях стек OSI поддерживает Ethernet, TokenRing, FDDI, протоколы глобальных сетей, Х.25 и ISDN, - то есть использует разработанные поза стека протоколы нижних уровней, как и все другие стеки. Протоколы сетевого, транспортного и сеансового уровней стека OSI специфицированы и реализованы разными производителями, но распространены пока мало. Наиболее популярными протоколами стека OSIявляются прикладные протоколы. К ним относятся: протокол передачи файлов FTAM, протокол эмуляции терминала VTP, протоколы справочной службы Х.500, электронной почты Х.400 и ряд, других.

Стек TCP/IP

Стек TCP/IPна нижнем уровне поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей - это Ethernet, TokenRing, FDDI, для глобальных - протоколы работы на аналоговых, что коммутируются в выделенных линиях SLIP, РРР протоколы территориальных сетей Х.25 и ISDN.

Основными протоколами стека, которые дали ему название, есть протоколы IP и TCP. Эти протоколы в терминологии модели OSIотносятся к сетевому и транспортному уровням соответственно. IP обеспечивает продвижение пакета по сложной сети, а TCPгарантирует надежность его доставки.

Стек IPX/SPX

Этот стек является оригинальным стеком протоколов фирмы Novell, разработанным для сетевой операционной системы Netwareеще в начале 80-х годов. Протоколы сетевого и сеансового уровней Internetwork Packet Exchange (IPX) и Sequenced Packet Exchange (SPX), которые дали название стеку, являются прямой адаптацией протоколов XNSфирмы Xerox, распространенных в намного меньшей степени, чем стек Ipx/spx. Популярность стека Ipx/spx непосредственно связана с операционной системой Novell Netware.

В настоящий момент стек Ipx/spx реализован не только в Netware, но и в нескольких других популярных сетевых ОС, например SCOUNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows.

Стек Netbios

Этот стек широко используется в продуктах компаний IBM и Microsoft. На физическом и канальном уровнях этого стека используются все самые распространенные протоколы Ethernet, TokenRing, FDDIи другие. На верхних уровнях работают протоколы NETBEUIи SMB. Протокол NETBEUI разрабатывался как эффективный протокол, который потребляет немного ресурсов и предназначенный для сетей, которые насчитывают не больше 200 рабочих станций. Этот протокол содержит много полезных сетевых функций, которые можно отнести к сетевому, транспорного и сеансового уровней модели OSI, однако с его помощью невозможна маршрутизация пакетов. Это ограничивает применение протокола NETBEUI локальными сетями, не разделенными на подсети, и делает невозможным его использование в сложных сетях. Некоторые ограничения NETBEUI снимаются реализацией этого протокола NBF (NETBEUIFrame).

Таким образом, сязь между стеками даннях протоколов заключается в том что, многие протоколы содержат много полезных сетевых функций которые относятся к многим протоколам модели OSI. В большинстве случаев разработчики стеков отдавали преимущество скорости работы сети во вред модульности

10.Методи доступу до середовища передачі інформації. Маркерний доступ до середовища передачі інформації, що розділяється.

Передающая среда является общим ресурсом для всех узлов сети. Чтобы получить возможность доступа к этому ресурсу из узла сети, необходимы специальные механизмы – методы доступа.

Метод доступа к передающей среде – это способ определения того, какая из рабочих станций сможет следующей использовать ЛВС. То, как сеть управляет доступом к каналу связи (кабелю), существенно влияет на ее характеристики.

Существуют два основных класса методов доступа: детерминированные, недетерминированные.

При детерминированных методах доступа передающая среда распределяется между узлами с помощью специального механизма управления, гарантирующего передачу данных узла в течение некоторого, достаточно малого интервала времени. Наиболее распространенными детерминированными методами доступа являются метод опроса и метод передачи права, метод вставки регистра, метод тактованого доступа.

Метод опроса используется преимущественно в сетях звездообразной топологии.

Недетерминированные – случайные методы доступа предусматривают конкуренцию всех узлов сети за право передачи. Возможны одновременные попытки передачи со стороны нескольких узлов, в результате чего возникают коллизии.

Наиболее распространенным недетерминированным методом доступа является множественный метод доступа с контролем несущей частоты и обнаружением коллизий(CSMA/CD ).

Метод передачи права применяется в сетях с кольцевой топологией. Он основан на передаче по сети специального сообщения – маркера.

Маркер – служебное сообщение определенного формата, в которое абоненты сети могут помещать свои информационные пакеты.

Маркер циркулирует по кольцу, и любой узел, имеющий данные для передачи, помещает их в свободный маркер, устанавливает признак занятости маркера и передает его по кольцу. Узел, которому было адресовано сообщение, принимает его, устанавливает признак подтверждения приема информации и отправляет маркер в кольцо.

Передающий узел, получив подтверждение, освобождает маркер и отправляет его в сеть. Существуют методы доступа, использующие несколько маркеров.

В целом же выделяют такие методы доступа:

- множественный доступ с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – CSMA/CD);

- множественный доступ с передачей полномочия (Token Passing Multiple Access – TPMA) или метод с передачей маркера;

- множественный доступ с разделением во времени (Time Division Multiple Access – TDMA);

- множественный доступ с разделением частоты (Frequency Division Multiple Access – FDMA) или множественный доступ с разделением длины волны (Wavelength Division Multiple Access – WDMA).

11.Лінії зв'язку. Методи передачі дискретних даних на фізичному рівні. Модуляція і кодування.

Линия связи (рис. 2.1) состоит в общем случае из физической среды, по которой передаются электрические информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры. Синонимом термина линия связи (line) является термин канал связи(channel).

Рис. 2.1. Состав линии связи

Физическая среда передачи данных (medium) может представлять собой кабель, то есть набор проводов, изоляционных и защитных оболочек и соединительных разъемов, а также земную атмосферу или космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны.

В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на следующие (рис. 2.2.):

проводные (воздушные);

кабельные (медные и волоконно-оптические);

радиоканалы наземной и спутниковой связи.

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных.

Кабельные линии представляют собой достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической.

Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн.

Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала.

При передаче дискретных данных по каналам связи применяются два основных типа физического кодирования - на основе синусоидального несущего сигнала и на основе последовательности прямоугольных импульсов. Первый способ часто называется также модуляцией или аналоговой модуляцией, подчеркивая тот факт, что кодирование осуществляется за счет изменения параметров аналогового сигнала. Второй способ обычно называют цифровым кодированием. Эти способы отличаются шириной спектра результирующего сигнала и сложностью аппаратуры, необходимой для их реализации.

Аналоговая модуляция применяется для передачи дискретных данных по каналам с узкой полосой частот, типичным представителем которых является канал тональной частоты, предоставляемый в распоряжение пользователям общественных телефонных сетей. Типичная амплитудно-частотная характеристика канала тональной частоты представлена на рис. 1.

Устройство, которое выполняет функции модуляции несущей синусоиды на передающей стороне и демодуляции на приемной стороне, носит название модем (модулятор - демодулятор).

Методы аналоговой модуляции

На диаграмме (рис. 2, а) показана последовательность бит исходной информации, представленная потенциалами высокого уровня для логической единицы и потенциалом нулевого уровня для логического нуля. Такой способ кодирования называется потенциальным кодом, который часто используется при передаче данных между блоками компьютера.

При амплитудной модуляции (рис. 2, б) для логической единицы выбирается один уровень амплитуды синусоиды несущей частоты, а для логического нуля - другой. Этот способ редко используется в чистом виде на практике из-за низкой помехоустойчивости, но часто применяется в сочетании с другим видом модуляции - фазовой модуляцией.

При частотной модуляции (рис. 2, в) значения 0 и 1 исходных данных передаются синусоидами с различной частотой - f0 и f1. Этот способ модуляции не требует сложных схем в модемах и обычно применяется в низкоскоростных модемах, работающих на скоростях 300 или 1200 бит/с.

При фазовой модуляции (рис. 2, г) значениям данных 0 и 1 соответствуют сигналы одинаковой частоты, но с различной фазой, например 0 и 180 градусов или 0,90,180 и 270 градусов.

Цифровое кодирование

При цифровом кодировании дискретной информации применяют потенциальные и импульсные коды.

В потенциальных кодах для представления логических единиц и нулей используется только значение потенциала сигнала, а его перепады, формирующие законченные импульсы, во внимание не принимаются. Импульсные коды позволяют представить двоичные данные либо импульсами определенной полярности, либо частью импульса - перепадом потенциала определенного направления.

Требования к методам цифрового кодирования

При использовании прямоугольных импульсов для передачи дискретной информации необходимо выбрать такой способ кодирования, который одновременно достигал бы нескольких целей:

·  имел при одной и той же битовой скорости наименьшую ширину спектра результирующего сигнала;

·  обеспечивал синхронизацию между передатчиком и приемником;

·  обладал способностью распознавать ошибки;

·  обладал низкой стоимостью реализации.

Более узкий спектр сигналов позволяет на одной и той же линии (с одной и той же полосой пропускания) добиваться более высокой скорости передачи данных. Кроме того, часто к спектру сигнала предъявляется требование отсутствия постоянной составляющей, то есть наличия постоянного тока между передатчиком и приемником. В частности, применение различных трансформаторных схем гальванической развязки препятствует прохождению постоянного тока.

12.Функції підрівнів канального рівня. Протокол LLC рівня. Типи процедур LLC рівня. Структура кадрів LLC рівня.

Канальный уровень (формально называемый информационно-канальным уровнем) обеспечивает надежную передачу данных через физический канал. Канальный уровень решает вопросы физической адресации (в противоположность сетевой или логической адресации), топологии сети, линейной дисциплины (каким образом конечной системе использовать сетевой канал), уведомления о неисправностях, упорядоченной доставки блоков данных и управления потоком информации.

IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике) поделил канальный уровень на два подуровня. Верхний - LLC (Logical Link Control - управление логическим каналом и нижний - MAC (Media Access Control - управление доступом к среде).

Задачи LLC - кадрирование, управление потоком информации, управление неисправностей и адресация подуровня MAC.

MAC разрешает и управляет доступом к среде передачи.

Протокол LLC уровня управления логическим каналом (802.2).

Протокол LLC обеспечивает для технологий локальных сетей нужное качество услуг транспортной службы, передавая свои кадры либо дейтаграммным способом, либо с помощью процедур с установлением соединения и восстановлением кадров. Протокол LLC занимает уровень между сетевыми протоколами и протоколами уровня MAC. Протоколы сетевого уровня передают через межуровневый интерфейс данные для протокола LLC - свой пакет (например, пакет IP, IPX или NetBEUI), адресную информацию об узле назначения, а также требования к качеству транспортных услуг, которое протокол LLC должен обеспечить. Протокол LLC помещает пакет протокола верхнего уровня в свой кадр, который дополняется необходимыми служебными полями. Далее через межуровневый интерфейс протокол. LLC передает свой кадр вместе с адресной информацией об узле назначения соответствующему протоколу уровня MAC, который упаковывает кадр LLC в свой кадр (например, кадр Ethernet).

Три типа процедур уровня LLC

В соответствии со стандартом 802.2 уровень управления логическим каналом LLC предоставляет верхним уровням три типа процедур:

LLC1 - процедура без установления соединения и без подтверждения;

LLC2 - процедура с установлением соединения и подтверждением;

LLC3 - процедура без установления соединения, но с подтверждением.

Структура кадров LLC. Процедура с восстановлением кадров LLC2

По своему назначению все кадры уровня LLC (называемые в стандарте 802.2 блоками данных - Protocol Data Unit, PDU) подразделяются на три типа - информационные, управляющие и ненумерованные.

Информационные кадры (Information) предназначены для передачи информации в процедурах с установлением логического соединения LLC2 и должны обязательно содержать поле информации. В процессе передачи информационных блоков осуществляется их нумерация в режиме скользящего окна.

Управляющие кадры (Supervisory) предназначены для передачи команд и ответов в процедурах с установлением логического соединения LLC2, в том числе запросов на повторную передачу искаженных информационных блоков.

Ненумерованные кадры (Unnumbered) предназначены для передачи ненумерованных команд и ответов, выполняющих в процедурах без установления логического соединения передачу информации, идентификацию и тестирование LLC-уровня, а в процедурах с установлением логического соединения LLC2 - установление и разъединение логического соединения, а также информирование об ошибках. Все типы кадров уровня LLC имеют единый формат:

Кадр LLC содержит поле данных и заголовок, который состоит из трех полей:

адрес точки входа службы назначения (Destination Service Access Point, DSAP);

адрес точки входа службы источника (Source Service Access Point, SSAP);

управляющее поле (Control).

Поле данных кадра LLC предназначено для передачи по сети пакетов протоколов вышележащих уровней - сетевых протоколов IP, IPX, AppleTalk, DECnet, в редких случаях - прикладных протоколов, когда те вкладывают свои сообщения непосредственно в кадры канального уровня. Поле данных может отсутствовать в управляющих кадрах и некоторых ненумерованных кадрах.

Адресные поля DSAP и SSAP занимают по 1 байту. Они позволяют указать, какая служба верхнего уровня пересылает данные с помощью этого кадра. Для идентификации этих протоколов вводятся так называемые адреса точки входа службы (Service Access Point, SAP). Значения адресов SAP приписываются протоколам в соответствии со стандартом 802.2. Например, для протокола IP значение SAP равно 0х6, для протокола NetBIOS -0*F0. Для одних служб определена только одна точка входа и, соответственно, только один SAP, а для других - несколько, когда адреса DSAP и SSAP совпадают.

Поле управления (1 или 2 байта) имеет сложную структуру при работе в режиме LLC2 и достаточно простую структуру при работе в режиме LLC1 (рис. 2).

13.Структура пакету в стеку протоколів TCP/IP. Призначення полів.

В стеке TCP/IP определены четыре уровня. Каждый из них несет на себе некоторую долю нагрузки по решению основной задачи - организации надежной и производительной работы составной сети, части которой построены на основе разных сетевых технологий.

Уровень I Прикладной уровень

Уровень II Основной (транспортный) уровень

Уровень III Уровень межсетевого взаимодействия

Уровень IV Уровень сетевых интерфейсов

Прикладной уровень объединяет все службы, представляемые системой пользовательским приложениям. За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP накопил большое число протоколов и служб прикладного уровня. Прикладной уровень реализуется программными системами, построенными в архитектуре клиент-сервер, базирующейся на протоколах нижних уровней. В отличие от протоколов остальных трех уровней, протоколы прикладного уровня занимаются деталями конкретного приложения и "не интересуются" способами передачи данных по сети. Этот уровень постоянно расширяется за счет присоединения к старым, прошедшим многолетнюю эксплуатацию сетевым службам типа Telnet, FTP, TFTP, DNS, SNMP, сравнительно новых служб, таких, например, как протокол передачи гипертекстовой информации HTTP.

Основной уровень стека TCP/IP, называемый также транспортным - На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP и протокол дейтаграмм пользователя UDP. Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между удаленными прикладными процессами за счет образования логических соединений. Этот протокол позволяет равноранговым объектам на компьютере-отправителе и на компьютере-получателе поддерживать обмен данными в дуплексном режиме. TCP позволяет без ошибок доставлять сформированный на одном из компьютеров поток байт в любой другой компьютер, входящий в составную сеть. TCP делит поток байт на части - сегменты и передает их нижележащему уровню межсетевого взаимодействия. После того, как эти сегменты будут доставлены в пункт назначения, протокол TCP снова соберет их в непрерывный поток байт.

Уровень межсетевого взаимодействия, или сетевой уровень - реализует концепцию передачи пакетов в режиме без установления соединений, то есть дейтаграммным способом. Именно этот уровень обеспечивает возможность перемещения пакетов по сети, используя тот маршрут, который в данный момент является наиболее рациональным. Этот уровень также называют уровнем internet, указывая, тем самым, на основную его функцию - передачу данных через составную сеть. .

К уровню межсетевого взаимодействия относятся все протоколы, связанные с состоянием и модификацией таблиц маршрутизации, такие как протоколы сбора маршрутной информации RIP и OSPF, а также протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP. Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и удаленным источником пакета. С помощью специальных пакетов ICMP сообщает о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжительности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т. п.

Уровень сетевых интерфейсов - Протоколы этого уровня должны обеспечивать интеграцию в составную сеть других сетей, причем задача ставится так: сеть TCP/IP должна иметь средства включения в себя любой другой сети, какую бы внутреннюю технологию передачи данных эта сеть не использовала. Отсюда следует, что этот уровень нельзя определить раз и навсегда. Для каждой технологии, включаемой в составную сеть подсети, должны быть разработаны собственные интерфейсные средства. К таким интерфейсным средствам относится протокол инкапсуляции IP-пакетов межсетевого взаимодействия в кадры локальных технологий.

Уровень сетевых интерфейсов в протоколах TCP/IP не регламентируется, но он поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей - это Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальных сетей - протоколы соединений "точка-точка" SLIP и PPP, протоколы территориальных сетей с коммутацией пакетов X.25, frame relay.

14.Середовища передачі інформації. Характеристики, достоїнства, недоліки і області вживання оптоволоконних кабелів.

Cреда передачи — физическая субстанция, по которой происходит передача электрических, электромеханических, оптических, радиосигналов, использующихся для переноса той или иной информации.

Среда передачи данных может быть естественной и искусственной. Естественная среда - это существующая в природе среда; чаще всего естественной средой для передачи сигналов является атмосфера Земли, но возможно также использование других сред - безвоздушного пространства, воды, грунта, корабельного корпуса и т. д. Соответственно под искусственными понимают среды, которые были специально изготовлены для использования в качестве среды передачи данных. Представителями искусственной среды являются, например, электрические и оптоволоконные (оптические) кабели.

К искусственной среде относится Физическая среда передачи данных (medium), она может представлять собой кабель, то есть набор проводов, изоляционных и защитных оболочек и соединительных разъемов, а также земную атмосферу или космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны.

В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на следующие: проводные (воздушные);кабельные (медные и волоконно-оптические);радиоканалы наземной и спутниковой связи.

Волоконно-оптические кабели состоят из центрального проводника света (сердцевины) - стеклянного волокна, окруженного другим слоем стекла - оболочкой, обладающей меньшим показателем преломления, чем сердцевина. Распространяясь по сердцевине, лучи света не выходят за ее пределы, отражаясь от покрывающего слоя оболочки. В зависимости от распределения показателя преломления и от величины диаметра сердечника различают:

многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления;

многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления;

одномодовое волокно.

В качестве источников излучения света в волоконно-оптических кабелях применяются:

·  светодиоды;

·  полупроводниковые лазеры.

Для передачи информации применяется свет с длиной волны 1550 нм (1,55 мкм), 1300 нм (1,3 мкм) и 850 нм (0,85 мкм).

Волоконно-оптические кабели обладают отличными характеристиками всех типов: электромагнитными, механическими (хорошо гнутся, а в соответствующей изоляции обладают хорошей механической прочностью). Однако у них есть один серьезный недостаток - сложность соединения волокон с разъемами и между собой при необходимости наращивания длины кабеля.

15.Комунікаційне устаткування комп’ютерних мереж. Призначення, структура, характеристики, основні відмінності між мережними пристроями (повторювачами, концентраторами, комутаторами, мостами, маршрутизаторами).

Для связи между источником сигнала (компьютера, DVD-проигрывателя, видеокамеры) и воспроизводящим устройством (проектором, плазменной или LCD-панелью, монитором) внутри каждой аудиовизуальной системы необходимо качественное коммутационное оборудование.

Необходимо сказать, что структурированная кабельная система - это совокупность пассивного коммуникационного оборудования. К которым относятся:

Кабель - этот компонент используется как среда передачи данных СКС. Кабель различают на экранированный и неэкранированный.

Розетки - этот компонент используют как точки входа в кабельную сеть здания.

Коммутационные панели - используются для администрирования кабельных систем в коммутационных центрах этажей и здания в целом.

Коммутационные шнуры (патчи) - используются для подключения офисного оборудования в кабельную сеть здания, организации структуры кабельной системы в центрах коммутации.

Коммутационные шкафы 19 - предназначен для удобства размещения кроссового оборудования, активного оборудования такого как коммутаторы, концентраторы, маршрутизаторы, серверы и пр. в серверных комнатах используются коммутационные шкафы 19. Особенностью коммутационных шкафов является то, что их конструкция подразумевает наличие специальных направляющих для крепления оборудования.

Коммутационная полка - разновидность оптического коммутационного оборудования. Предназначена для установки в 19-дюймовые монтажные конструктивы при помощи крепежных кронштейнов. Имеет плоскую конструкцию высотой не более 3U. При большом числе разделываемых в ней световодов может комбинироваться с полками для хранения сварных сростков и корпусов механических сплайсов

Коммутационный блок - базовый конструктивный элемент коммутационной панели, включающий в себя средства для крепления и разделки проводников на контактах разъемных соединителей в составе коммутационной панели.

Коммутационный узел - предназначен для монтажа и использования коммутационного оборудования кабельной системы, для централизации внешних и внутренних кабельных входов, для соединения кабельной системы с активным сетевым или иным оборудованием.

Для выполнения своих функций коммутационный узел должен иметь:

-коммутационное поле (КП), предназначенное для соединения входящих и исходящих линий (каналов) на время передачи информации;

Рис.3. Схема управляющего устройства

- управляющее устройство (УУ), обеспечивающее установление соединения между входящими и исходящими линиями через коммутационное поле, а также прием и передачу управляющей информации.

Также выделяют такие основные требования для построения сети с помощью коммутационному оборудованию:

-для построения сети закрытой связи применяется физически отделенное от сети открытой связи коммутационное оборудование на всех уровнях построения кабельной проводки.

-данное коммутационное оборудование желательно размещать в технических помещениях с тамбурами, входы которых снабжены датчиками открывания/закрывания и замками с дистанционным управлением.

-внутреннее пространство тамбуров снабжается средствами видеонаблюдения и видеорегистрации.

-строительными решениями, принимаемыми на архитектурной фазе проектирования, обеспечивается размещение коммутационного оборудования сети закрытой связи на расстоянии не менее 5 м от границ контролируемой зоны. В частности одним из мероприятий, облегчающих выполнение указанной нормы, является рекомендация не размещать это оборудование на наружных стенах здания объекта.

-коммутационное оборудование, располагаемое вне кроссовых и аппаратных, должно устанавливаться в металлических шкафах или - все конструктивы для размещения коммутационного оборудования должны быть обязательно снабжены клеммами для заземления экранирующих оболочек кабелей.

-при включении в коммутационное оборудование сети закрытой связи кабелей прямых абонентских и соединительных линий внешних телекоммуникационных операторов производится зашумление этих линий с помощью генератора шума.

И последнее что хотелось бы сказать, отвечая на вопрос «Какое основные отличия от сетевых устройств (повторителями, концентраторами, коммутаторами, мостами, маршрутизаторами)?», необходимо сказать что, любое коммутационное оборудование это пассивное оборудование, а сетевые устройства это активное сетевое оборудование. То есть оборудование которое способно выполнять определенные логические операции, к такому оборудованию относится маршрутизаторы, повторители, шлюзы, мосты и т. д.

16.Структуризація мереж IP за допомогою масок. Маски для стандартних класів мереж. Привести приклад використовування масок для структуризації комп’ютерних мереж.