Глобальные компьютерные сети

введение

Глобальная сеть- это множество ЛВС, разделенных относительно большими расстояниями, и соединенных в различных точках.

Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий, радиосвязи и систем спутниковой связи.

Типичная глобальная сеть включает в себя 2 маршрутизатора, по одному со стороны каждой локальной сети, связанных между собой средствами удаленной связи, например, телефонной линией.

Каждый компьютер одной ЛВС может взаимодействовать с компьютером другой ЛВС, направляя информацию своему маршрутизатору, который передает её по назначению через линию связи глобальной сети. Каналы связи в глобальных сетях отличаются от соединений в локальных вычислительных системах тем, что они не используют общую среду передачи данных и могут быть вытянуты на большие расстояния.

Поскольку в этом случае связываются только две системы, то нет необходимости контроля доступа к среде передачи данных и наличия строго определенной топологии сети. Организация с офисами в разных странах мира может построить интерсеть, способную обеспечить пользователям постоянный доступ к сетевым ресурсам из любого места. Сами каналы связи глобальных сетей могут различаться технологически – от телефонных линий до спутниковых систем.

В целом, скорость передачи данных по каналам глобальных сетей медленнее, чем в локальных сетях, и использование глобальных сетей дороже, а иногда и значительно дороже. Таким образом, задача разработчиков сети сводится к получению максимальной эффективности передачи информации по глобальной сети путем удаления ненужной информации и выбора наилучшего типа соединения для коммуникационных программ.

1. Компьютерные телекоммуникации

Цель: Познакомиться с основными принципами функционирования глобальных компьютерных сетей. Понятие телекоммуникаций. Объединение компьютеров в телекоммуникационные сети, модем ,сервер, клиент ,провайдер, протокол.

1. Телекоммуникации (telecommunications) – технические устройства, обеспечивающие прием и передачу информации на большие расстояния.

2. Объединение компьютеров в телекоммуникационные сети. Когда в свое время рассматривался вопрос о создании глобальной компьютерной сети (компьютерные телекоммуникации), необходимо было решить две проблемы:

• во-первых, нужно было создать такой способ связи, который не требовал бы прокладки новых коммуникаций, а использовал уже существующие;

• во-вторых, организация связи должна была быть достаточно простой и открытой — подключение новых абонентов к сети не должно было вызывать трудностей.

Из всех существующих коммуникаций только две годились для подобных целей — телеграфная и телефонная сети. Последующие опыты показали, что телеграфную сеть нецелесообразно использовать — скорость передачи данных по такой сети невелика.

Как известно, компьютерные сигналы основаны на постоянном токе. Телефонная сеть такие сигналы передавать не может. Для преобразования сигналов используется модем.

2. Модем

Для передачи цифровой информации по аналоговому каналу связи(например телефонному) необходимо поток битов преобразовать в аналоговые сигналы, а при приеме информации из каналов связи в ЭВМ выполнить обратное действие- преобразовать аналоговые сигналы в поток битов, которые может обрабатывать ЭВМ. Такое преобразование выполняет специальное устройство-модем.

Модем – устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при передаче их из ЭВМ в канал связи и при приёме в ЭВМ из канала связи. Наиболее дорогим компонентом вычислительной сети является канал связи. Поэтому при построении ряда вычислительных сетей стараются сэкономить на каналах связи, коммутируя несколько внутренних каналов связи на один внешний. Для выполнения функции коммутации могут использоваться специальные устройства – концентраторы.

Когда модем работает на передачу, он усиливает и кодирует компьютерный сигнал для передачи по телефону (модуляция сигнала), а когда на прием — раскодирует и ослабляет (демодуляция сигнала).

Модемы отличаются друг от друга:

• по функциональному назначению (телефонные модемы, факс-модемы и т.д.):

• по конструктивному исполнению (внешние или встроенные);

• по скоростным характеристикам (низкоскоростные со скоростью от 300 до 2400 бит/с и высокоскоростные — от 9600 бит/с и выше);

• по типу стандартизации команд (Hayes-совместимые и несовместимые);

• по режиму передачи информации (дуплексные – передача данных одновременно в обоих направлениях, полудуплексные – данные передаются в каждый момент только в одном направлении, симплексный – передача данных только в одном направлении);

• по типу используемых линий Связи (для коммутируемых или выделенных линий связи);

• по поддерживаемым протоколам коррекции ошибок и сжатия данных.

В телекоммуникационной сети используются модемы, разработанные в разных странах различными фирмами. Согласованность же работы этих модемов в сети осуществляется благодаря тому, что при разработке модемов их производители придерживаются определенных протоколов или стандартов связи (таблица), разработанных Международным консультативным комитетом по телеграфии и телефонии (МККТТ).

Протокол	Скорость передачи (бит/с)	Описание
V.21 V.22 V.22bis V.23 V.26ter V.27ter V.29 V.32 V.32bis V.42 V.42bis	0-300 1200 2400 1200 2400 4800 9600 9600 14400 2400 2400	Дуплексный модем для коммутируемой телефонной сети Дуплексный модем для; коммутируемой телефонной сети и выделенных каналов Дуплексный модем с частотным разделением каналов для коммутируемой телефонной сети Полудуплексный модем для коммутируемой телефонной сети. Дуплексный модем для коммутируемой сети Полудуплексный модем для факсимильной связи Полудуплексный модем для факсимильной связи Дуплексный модем для коммутируемой телефонной сети и выделенных каналов Усовершенствованный и более быстрый вариант протокола V.32bis Протокол исправления ошибок, совместимый с MNP2-4 Применяется с протоколами V.22, V.22bis, V.26ter и V.32 Протокол сжатия для у.42-модемов_____

Модем обладает массой специфических характеристик, важнейшей из которых является скорость передачи данных по сети. Под скоростью передачи данных подразумевается количество битов информации, передаваемых модемом в сеть за 1 секунду (обозначается bps — bit per second).. Сегодня большинство пользователей работают с модемами v.34 — 28 800 bps и v.34 bps — 33 600 bps (телефонная сеть) Рассчитать время передачи данных нетрудно. Например, файл объемом 36000 байтов модем v.32 передаст теоретически за 30 секунд. На самом деле при передаче модем будет вставлять в данные специальные сигналы, поэтому рассчитанное время — весьма примерное.

Каким образом будет осуществляться связь, если вы обладаете модемом v.32, а ваш партнер, с которым вы собираетесь связаться, имеет в своем распоряжении лишь модем v.21? Дело в том, что каждый модем имеет весьма полезное свойство — он способен определять скорость модема, с которым связывается, и если эта скорость оказывается меньше его собственной, то вся передача данных будет идти на меньшей из двух скоростей.

Важной характеристикой модема является возможность исправления им ошибок. Ошибки при передаче данных могут возникнуть, например, вследствие помех в телефонной сети, вызванных, в свою очередь, атмосферными явлениями. Для защиты передаваемых данных от ошибок применяется метод помехоустойчивого кодирования. В передаваемые по сети данные в определенных местах (через определенные промежутки) модем-отправитель вставляет специальные контрольные символы. Если модем-получатель обнаруживает, что в чередовании контрольных символов нарушен порядок, то он посылает модему-отправителю сообщение об ошибке и передача неверно переданного фрагмента повторяется.

Обменом компьютерной информации нужно управлять. Поэтому компьютеры связываются друг с другом не напрямую, а через сервер – специально выделенный для этой цели компьютер со специальными программами, которые автоматически управляют передачей данных. Реальная схема соединения компьютеров будет выглядеть так (рис.2).

Рис.2