Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка, страница 13

В вычислительных сетях применяют как потенциальное, так и импульсное кодирование дискретных данных, а также специфический способ представления данных, который никогда не используется внутри компьютера, — модуляцию (рис. 2.8). При модуляции дискретная информация представляется синусоидальным сигналом той частоты, которую хорошо передает имеющаяся линия связи. Потенциальное кодирование 1 О 1 1 Импульсное кодирование Модуляция Рис.

2.8. Примеры представления дискретной информации Потенциальное или импульсное кодирование применяется на каналах высокого качества, а модуляция на основе синусоидальных сигналов предпочтительнее в том случае, когда канал вносит сильные искажения в передаваемые сигналы. Например, модуляция используется в глобальных сетях при передаче данных через аналоговые телефонные каналы связи, которые были разработаны для передачи голоса в аналоговой форме и поэтому плохо подходят для непосредственной передачи импульсов. На способ передачи сигналов влияет и количество проводов в линиях связи между компьютерами. Для снижения стоимости линий связи в сетях обычно стремятся к сокрашению количества проводов и из-за этого передают все биты одного байта или даже нескольких байтов не параллельно, как это делается внутри компьютера, а последовательно (побитно), для чего достаточно всего одной пары проводов.

Еще одной проблемой, которую нужно решать при передаче сигналов, является проблема взаимной синхронизации передатчика одного компьютера с приемником другого. При организации взаимодействия модулей внутри компьютера эта проблема решается очень просто, так как в этом случае все модули синхронизируются от общего тактового генератора. Проблема синхронизации при связи компьютеров может решаться разными способами, как путем обмена специальными тактовыми синхроимпульсами по отдельной линии, так н путем периодической синхронизации заранее обусловленными кодами или импульсами характерной формы, отличающейся от формы импульсов данных. Глава 2. Общие принципы построения сетей Несмотря на предпринимаемые меры (выбор соответствующей скорости обмена данными, линий связи с определенными характеристиками, способа синхронизации приемника и передатчика), существует вероятность искажения некоторых битов передаваемых данных.

Для повышения надежности передачи данных между компьютерами, как правило, используется стандартный прием — подсчет контрольной суммы и передача полученного значения по линиям связи после каждого байта или после некоторого блока байтов. Часто в протокол обмена данными включается как обязательный элемент сигнал-квитанция, который подтверждает правильность приема данных и посылается от получателя отправителю. Характеристики физических каналов Существует большое количество характеристик, связанных с передачей графика через физические каналы.

С теми из них, которые будут необходимы нам уже в ближайшее время, мы познакомимся сейчас, а некоторые изучим позже, в главе 6. О Предложенная нагрузка — это поток данных, поступающий от пользователя на вход сети. Предложенную нагрузку можно характеризовать скоростью поступления данных в сеть в битах в секунду (или килобитах, мегабитах и т. д.). О Скорость передачи данных (Ыоппаг1оп гаге или 1ЬгопйЬрмс, оба английских термина используются равноправно) — это фактическая скорость потока данных, прошедшего через сеть. Эта скорость может быть меньше, чем скорость предложенной нагрузки, так как данмые в сети могут искажаться или теряться. О Емкость канала связи (сарае!гу), называемая также пропускной способностью, представляет собой максимально возможную скорость передачи информации по каналу.

О Спецификой этой характеристики является то, что она отражает не только параметры фин«невкой среды передачи, но и особенности выбранного способа передачи дискретной информации по этой среде. Например, емкость канала связи в сети ЕГЬегпег на оптическом волокне равна 10 Мбит/с. Эта скорость является предельно возможной для сочетания технологии ЕГЬегпег и оптического волокна. Однако для того же самого оптического волокна можно разработать другую технологию передачи данных, отличающуюся способом кодирования данных, тактовой частотой и другими параметрами, которая будет иметь другую емкость.

Так, технология Раас ЕгЬегпег обеспечивает передачу данных по тому же оптическому волокну с максимальной скоростью 100 Мбит/с, а технология С(йаЬП ЕГЬегпег — 1000 Мбит/с. Передатчик коммуникациомного устройства должен работать со скоростью, равной пропускмой способности канала. Эта скорость иногда называется битовой скоростью передатчика (Ыг гаге о(ггапяп111ег). О Полоса пропускания (Ъапд«гЫ1Ь) — этот термин может ввести в заблуждение, потому что он используется в двух разных значениях. Во-первых, с его помощью могут характеризовать среду передачи.

В этом случае он означает ширину полосы частот, которую линия передает без существенных искажений. Из этого определения понятно происхождение термина. Во-вторых, термин «полоса пропускания» используется как синоним термина емкосгль канала связи. В первом случае полоса пропускания измеряется в герцах (Гц), во втором — в битах в секунду. Различать значения термина нужно по контексту, хотя иногда это достаточно трудно. Конечно, лучше было бы применять разные термины для различных характеристик, мо существуют традиции, которые изменить трудно.

Такое двойное использование термина «полоса пропускания» уже 55 Проблемы связи нескольких компьютеров вошло во многие стандарты и книги, поэтому и в данной книге мы будем следовать сложившемуся подходу. Нужно также учитывать, что этот термин в его втором значении является даже более распространенным, чем емкость, поэтому из этих двух синонимов мы будем использовать полосу пропускания. Еще одна группа характеристик канала связи связана с возможностью передачи информации по каналу в одну или обе стороны. При взаимодействии двух компьютеров обычно требуется передавать информацию в обоих направлениях, от компьютера А к компьютеру В и обратно.

Даже в том случае, когда пользователю кажется, что он только получает информацию (например, загружает музыкальный файл из Интернета) или только ее передает (отправляет электронное письмо), обмен информации идет в двух направлениях. Просто существует основной поток данных, которые интересуют пользователя, и вспомогательный поток противоположного направления, который образуют квитанции о получении этих данных. Физические каналы связи делятся на несколько типов в зависимости от того, могут они передавать информацию в обоих направлениях или нет. Я Дуплексный канал обеспечивает одновременную передачу информации в обоих направлениях.

Дуплексный канал может состоять нх двух физических сред, каждая их которых используется для передачи информации только в одном направлении. Возможен вариант, когда одна среда служит для одновременной передачи встречных потоков, в этом случае применяют дополнительные методы выделения каждого потока нз суммарного сигнала. () Полудуплексный канал также обеспечивает передачу информации в обоих направлениях, но не одновременно, а по очереди. То есть в течение определенного периода времени информация передается в одном направлении, а в течение следующего периода — в обратном.

'ь) Симплексный канал позволяет передавать информацию только в одном направлении. Часто дуплексный канал состоит из двух симплексных каналов. Подробно вопросы физической передачи дискретных данных обсуждаются в части П. Проблемы связи нескольких компьютеров До сих пор мы рассматривали вырожденную сеть, состоящую всего из двух машин. При объединении в сеть большего числа компьютеров возникает целый комплекс новых проблем.

Топология физических связей Объединяя в сеть несколько (больше двух) компьютеров, необходимо решить, каким обрззом соединить их друг с другом, другими словами, выбрать конфигурацию физических связей, или топологию. Под тепелвгней еетн поннмввхпдвв~ф)нурвцнвгрврз„.~е)нявнвм,которого соответствуют конечные узлы овтн (например, гзк)нпыо(в()ы) ц ййммунмМвцирнйов.оборудование (нвпрнмер, маршрутизаторы), е ребрам —, фйвнчевдлвнлн шхзйерьм циошнзв связи между ввршннвмн. 'с х Глава 2. Общие принципы построения сетей Число возможных вариантов конфигурации резко возрастает при увеличении числа связываемых устройств. Так, если три компьютера мы можем связать двумя способами (рис.