1. История развития вычислительных сетей.

В конце 60-х годов появились:

1)Высокопроизводительные ЭВМ на микросхемах

2)Алфавитно-цифровые дисплеи на ЭЛТ

т.е. пользователю стал доступен интерактивный режим работы с компьютером. Дисплеи подключали непосредственно к каналам ЭВМ и поэтому для работы с ним пользователи должны были идти на ВЦ.

В конце 60-х годов возникла идея подключить дисплеи к выч. машинам с помощью телеграфных и телефонных каналов и распределить дисплеи на рабочих местах пользователей вдали от Выч. центра.

Телеграфные каналы работали с дискретными сигналами, их подключали к ЭВМ, это сложности не вызывало, но они имели низкую скорость передачи данных: 50/75/150/200 бит в секунду.

Телефонные каналы были быстрее: 1200/1800/2400/3600 бит в секунду. Но они работали с непрерывными сигналами и поэтому для их подключения требуются специальные устройства (модем или модулятор – демодулятор. Модем преобразует дискретный сигнал в аналоговый).

Так же разрабатывались терминальные комплексы - Терминалы, подключенные с помощью каналов связи к Выч. Машине с помощью аппаратуры передачи данных.

Несмотря на то, что терминальные комплексы позволили пользователям со своих рабочих мест удаленно работать на вычислительных машинах и даже при использовании коммутируемых каналов по очереди подключаться к различным Выч. Машинам – это была примитивная организация вычислительных процессов.

Основная заслуга терминальных комплексов - что именно на них были отработанные основные методы и способы передачи данных.

Параллельно с терминальным комплексом в конце 60-х начале 70-х годов велись работы по объединению нескольких ВМ в один вычислительный комплекс работающих в одном вычислительном пространстве и выполняющих единый вычислительный процесс.

В конце 70-х начале 80х годов в связи с развитие больших интегральных схем было разработано большое количество относительно дешевых быстродействующих устройств. Для этих устройств использование тогда телефонных и телеграфных каналов было слишком медленным и дорогим, кроме того анализ процессов обработки данных показал, что 80% всей обработанной на предприятиях и организациях информации используется для внутренних целей. Только порядка 20% используется для обмена с внешними органами. Исходя из этого, в конце 70х годов начались работы по разработке новых устройств передачи данных, так появились ЛВС.

2.Терминальные комплексы, мультиплексор.

Терминалы, подключенные с помощью каналов связи к Выч. Машине с помощью аппаратуры передачи данных, называются терминальными комплексами и представляют из себя древовидную структуру.

Мультиплексор – специальное устройство, с помощью которого к одному каналу ЭВМ подключаются несколько каналов, соединяющих терминалы.

Основные функции мультиплексора:

1) периодический опрос подключенных к нему каналов связи и в случае обнаружения в этих каналах данных передача этих данных в канал ЭВМ;

2) прием данных из канала ЭВМ, определение какому терминалу они предназначены и передача их терминалу.

3.Модуляция.

Модуляция может быть частотной и фазовой, она выполняется модемом. Рассмотрим амплитудную и частотную модуляцию.

При амплитудной модуляции 0 и 1 соответствует разная амплитуда, а при частотной – разная частота.

Для увеличения скорости некоторые модемы используют многоуровневую модуляцию.

4. Физические каналы.

Совокупность каналов связи, соединяющих терминал с мультиплексором, называется физическим каналом.

В зависимости от способа установления физического канала, они подразделяются на:

1)Выделенные – всегда соединяют терминал с мультиплексором, являются более надежными;

2)Коммутируемые – создаются динамически на время, только на время взаимодействия терминала с ЭВМ (с помощью набора номера или наборного устройства). Они более дешевые, но у них малая надежность и большое время установления соединения.

В зависимости от количества подключенных к каналу устройств, различаются:

1)Одноточечные: «точка – точка» (здесь 1 и 2);

2) многоточечные: «много – точка» (здесь 3 и 4).

Одноточечные каналы могут быть выделенными и коммутируемыми, а многоточечные могут быть только выделенными.

По характеру передаваемых данных физически каналы подразделяются:

1)Симплексные – передача данных только в одну сторону

2)Полудуплексные – передача данных в двух направлениях, но в каждый конкретный момент времени только в одном.

3)Дуплексные – одновременная передача данных в обоих направлениях.

По способу передачи данных физические каналы:

1)Асинхронные – данные передаются посимвольно, при этом передаче каждого символа предшествует один или несколько сигналов START: START символ STOP

Преимущества: проста в реализации и надежна.

Недостатки: низкая скорость передачи данных, невысокая эффективность использования канала.

Пример: COM – порт (протокол RS232c).

2)Синхронные – данные сначала накапливаются в буфере, а затем блоком передаются по физическому каналу, при этом перед передачей блока вычисляется его контрольная сумма, которая передается вместе с блоком. Принимающая сторона снова после принятия вычисляет контрольную сумму и сравнивает ее с принятой. Если они совпадают, то блок передан правильно иначе организуется повторная передача блока.

Достоинства: большая скорость передачи данных, эффективное использование канала. Размер блоков передаваемых по физическому каналу зависит от надежности физ. канала.

Недостаток: приходится учитывать надежность физических каналов, размер блока надо брать так, чтобы редко встречались ошибки.

5.Вычилительные комплексы.

В зависимости от способа объединения Выч. Машин в Выч. Комплексы различали:

1) ВК с общим полем внешней памяти – несколько ВМ, работающих с общими дисковыми устройствами (именно на этих дисках организуется общее информационное пространство).

2) ВК с общим полем оперативной памяти

3) ВК типа «адаптер канал - канал»

Адаптер Канал Канал обе машины видели как периферийное устройство. Одна машина писала на него данные, а другая считывала.

ВК позволили повысить мощность Выч. Центра, но были 2 небольших недостатка:

1) могли объединить только однотипные ВМ

2) расстояние между ВМ не более нескольких десятков метров.

6.Вычислительные сети.

Вычислительная сеть – многомашинная ассоциация, объединяющая ВМ различных типов, рассредоточенных на некоторой территории и соединенных между собой с помощью различных типов каналов связи (телеграфная, телефонная или др. каналы связи). Эти соединения не обязательно выполнены по системе «каждый с каждым».

Все машины сети подразделяли на:

1) абонентские машины (АМ)

2) коммуникационные машины (КМ) - они обеспечивали передачу данных между абонентскими машинами.

При создании сети С делают избыточной, чтобы выход из строя нескольких физических каналов не нарушал работу сети.

По способу функционирования в сети классифицируются:

1) сети с коммутацией каналов

2) сети с коммутацией сообщений

3) сети с коммутацией пакетов