64172 (Вычислительные сети)

I. ВВЕДЕНИЕ

В современном сложном и многоликом мире ни одну крупную тех-

нологическую проблему нельзя решить без переработки значительных

объемов информации и коммуникационных процессов. Наряду с энерго

и фондовооруженностью современному производству необходима и ин-

формационная вооруженность, определяющая степень применения прог-

рессивных технологий.Особое место в организации новых информа-

ционных технологий занимает компьютер. Телефонная сеть, а затем

специализированные сети передачи данных послужили хорошей осно-

вой для объединения компьютеров в информационно-вычислительные

сети. Компьютерные сети передачи данных являются результатом ин-

формационной революции и в будущем смогут образовать основное

средство коммуникации.

Сети появились в результате творческого сотрудничества спе-

циалистов по вычислительной технике, техники связи и являются

связующим звеном между базами данных, терминалами пользователей,

компьютерами.

II. ЦЕЛЬ СОЗДАНИЯ ГЛОБАЛЬНОЙ

ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

Информационно-вычислительная сеть создается с целью повыше-

ния оперативности обслуживания абонентов.

ИВС должна обеспечивать надежную передачу цифровой информа-

ции.

В качестве оконечных терминалов могут выступать как от-

дельные ПК, так и группы ПК, объединенные в локальные вычисли-

тельные сети.

Передача информационных потоков на значительные расстояния

осуществляется с помощью проводных, кабельных, радиорелейных и

спутниковых линий связи. В ближайшее время можно ожидать широко-

го применения оптической связи по опто-волоконным кабелям.

По географическим масштабам вычислительные сети подразде-

ляются на два вида: локальные и глобальные. Локальная сеть может

иметь протяженность до 10 километров. Глобальная сеть может охва-

тывать значительные расстояния - до сотен и десятков тысяч кило-

метров. Нам необходимо выбрать и обосновать тип Глобальной инфор-

мационно-вычислительной сети.

Будем действовать методом исключения.

Спутниковая связь. Первый спутник связи был запущен в 1958

году в США. Линия связи через спутниковый транслятор обладает

большой пропускной способностью, перекрывает огромные расстояния,

передает информацию вследствие низкого уровня помех с высокой на-

дежностью. Эти достоинства делают спутниковую связь уникальным и

эффективным средством передачи информации. Почти весь трафик

спутниковой связи приходится на геостационарные спутники.

Но спутниковая связь весьма дорога, так как необходимо иметь

наземные станции, антенны, собственно спутник, кроме того тре-

буется удерживать спутник точно на орбите, для чего на спутнике

необходимо иметь корректирующие двигатели и соответствующие сис-

темы управления, работающие по командам с Земли и

т.д. В общем балансе связи на спутниковые системы пока приходит-

ся примерно 3 % мирового трафика. Но потребности в спутниковых

линиях продолжают расти, поскольку при дальности свыше 800 км

спутниковые каналы становятся экономически более выгодными по

сравнению с другими видами дальней связи.

Оптоволоконная связь. Благодоря огромной пропускной способ-

ности оптический кабель становится незаменимым в информацион-

но-вычислительных сетях, где требуется передавать большие объемы

информации с исключительно высокой надежностью, в местных телеви-

зионных сетях и локальных вычислительных сетях. Ожидается, что в

скором времени оптический кабель будет дешев в изготовлении и

свяжет между собой крупные города, тем более, что техническое

производство световодов и соответствующей аппаратуры развивается

быстрыми темпами.

Радиосвязь. К сожалению, радио как беспроволочный вид связи

не свободно от недостатков. Атмосферные и промышленные помехи,

взаимное влияние радиостанций, замирание на коротких волнах, вы-

сокая стоимость специальной аппаратуры - все это не позволило ис-

пользовать радиосвязь в ИВС.

Радиорелейная связь. Освоение диапазона ультракоротких волн

позволило создать радиорелейные линии. Недостатком радирелейных

линий связи является необходимость установки через определенные

промежутки ретрансляционных станций, их обслуживание и т.д.

Модемная телефонная сеть на основе стандартной телефонной

линии и персонального компьютера.

Модемная телефонная сеть позволяет создавать информацион-

но-вычислительные сети практически на неограниченной географичес-

кой территории, при этом по указанной сети могут передавться как

данные, так и речевая информация автоматическим либо диалоговым

способом.

Для соединения компьютера с телефонной сетью используются

специальная плата (устройство), называемая телефонным адаптером

или модемом, а так же соответствующее программное обеспечение.

К несомненным достоинствам организации информационно-вычис-

лительной сети на основе стандартной телефонной линии связи яв-

ляется то, что все компоненты сети стандартны и доступны, не тре-

буются дефицитные расходные материалы, простота установки и эк-

сплуатации.

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ГЛОБАЛЬНОЙ

ИВС НА ОСНОВЕ СТАНДАРТНОЙ ТЕЛЕФОННОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ.

Патент на изобретение телефона был выдан в 1876 году Алек-

сандру Деллу и его право на это изобретение сейчас никем не оспа-

ривается. Поэтому некоторые стандарты, определяющие порядок пере-

дачи данных, носят приставку Bell, например Bell 103 J, Bell 212A.

Первые телефонные линии были однопроводными (вторым прово-

дом служила Земля), в 1883 г. появились двухпроводные линии. В

целом телефонная сеть охватила, хотя и неравномерно, почти весь

Земной шар, сегодня в мире на каждые 100 человек приходится в

среднем 15 телефонных номеров.

Персональный компьютер появился почти через 100 лет после

изобретения Белла, а компьютерные сети не дожили еще до возраста

совершеннолетия.

Сети появились в результате творческого сотрудничества спе-

циалистов по вычислительной технике, технике связи и являются

связующим звеном между базами данных, терминалами пользователей,

компьютерами.

В основе модемной связи, как уже было сказано выше, лежит

существующая стандартная телефонная сеть. Связь такого рода удоб-

на в случае передачи информации на большие расстояния, а также

для непрофессиональных пользователей компьютеров. Она позволяет

им обменивается сообщениями, дает возможность пользоваться обще-

доступными банками информации. Деятельность такой сети практичес-

ки не ограничена и зависит только от состояния и качества теле-

фонной сети. Количество абонентов такой информационно-вычисли-

тельной сети также практически не ограниченно.

Перед включением компьютера (абонента) в сеть он должен быть

оборудован специальным адаптером, являющимся расширением компью-

тера типа IBM PC (XT, AT).

Разработано множество разновидностей адаптеров (модемов),

которые обеспечивают подключение компьютера к телефонной линии.

Модем - это устройство, с помощью которого цифровая информация на

выходе из компьютера преобразуется в модулированный сигнал. Ког-

да компьютер применяется для приема информации из телефонной се-

ти, модем должен принять сигнал из телефона и преобразовать его в

цифровую информацию. На выходе модема информация подвергается мо-

дуляции, а на входе демодуляции. Отсюда и название модем.

Стандартная телефонная линия приспособлена к передаче акус-

тических сигналов частотой от 300 до 3400 Гц и полностью обеспе-

чивает передачу речевой информации. Параметры линии недостаточны

для цифровой передачи данных непосредственно между компьютерами.

Назначение модема заключается в замене сигнала, поступающего из

компьютера (сочетание нулей и едениц) электрическим сигналом с

частотой, соответствующей рабочему диапазону телефонной линии.

Акустический канал этой линии модем разделяет на две полосы низ-

кой и высокой частоты. Полоса низкой частоты применяется для пе-

редачи данных, а полоса высокой частоты для приема данных.

В модем, как правило, входит специализированный микрокомпью-

тер, содержащий 3-х разрядное арифметическое устройство, постоян-

ное запоминающее устройство на 8 килобайт, оперативное запоминаю-

щее устройство на 128 байт, таймер, командный регистр, контрол-

лер прерываний, стек, порт ввода (вывода).

Собственно модем - это электронная схема, обнаруживающая,

кодирующая и декодирующая сигнал телефонной линии.

Mодема заключается в егo подключении к компьютерy и подсоедине-

ний к гнездам на карте модема проводов телефонной линии и теле-

фонного аппарата. После загрузки коммуникационной программы мо-

дем готов к работе. Коммуникационная программа принимает и запи-

сывает в память компьютера информацию из модема, а также пере-

дает в модем данные, указанные пользователем. Многие коммуника-

ционные программы позволяют применять модемную связь не только

для простых соединений типа "отправь/прими", но и для определе-

ния очереди файлов при передачи информации в запрограммированное

время, а также для диалогового режима связи и т.д.

Таким образом наличие модемa и компьютера дает возможность

доступа к сети модемной связи. Но для успешного обмена информа-

цией необходимо, чтобы и ваш компьютер, и модем, и сеть связи, и

удаленный компьютер со своим программным обеспечением - все это

работало согласовано. И как будет показано ниже такая согласован-

ность достигается применением компьютеров и модемов, реализован-

ным по международным стандартам и в соответствии с рекомендация-

ми Международного консультативного комитета по телеграфии и теле-

фонии (МККТТ).

В настоящее время существуют три типа модемов: акустический

модем ,внешний модем прямого включения, внутренний модем прямого

включения.

Акустические модемы представляют собой резиновые чашки, в

которые вставляется телефонная трубка. Сейчас модемы этого типа

используются довольно редко, в основном из-за относительно невы-

сокой скорости передачи и приема данных, а также из-за отсут-

ствия в них некоторых автоматически выполняемых функций, которые

в настоящее время стали привычными. Hаиболее шиpокое pаспpостpа-

нение получили модемы подключаемые непосредственно к телефонной

линии. Для IBM PC совместимых компьютеров такие модемы выпус-

каются двух типов: внешний модем, называемый так потому, что он

располагается вне ПК и подключается к последовательному порту

компьютера с помощью кабеля, и внутренний модем, который пред-

ставляет собой дополнительную плату и встраивается непосредствен-

но в компьютер.

На задней панели модемов (как внешних, так и внутренних)

обычно расположены два унифицированных телефонных гнезда, через

одно из которых модем соединяют с телефонной разеткой. К другой

розетке можно подсоединить свой телефон и передавать по одной те-

лефонной линии в режиме диалога и речевые сообщения, и данные.

Программное обеспечение, которое вы выбираете для обеспече-

ния связи, играет ключевую роль в процессе обмена информацией

между компьютерами.

Если вы находитесь на приемном конце линии, то программа

связи позволяет вам записать полученные данные на диск, вывести

их на принтер либо просто просмотреть на экране. При передаче

данных большинство программ связи позволяет сделать выбор между

посылкой их из файла на диске и вводом непосредственно с клавиа-

туры.

Коммуникационное программное обеспечение позволяет также

хранить телефонные номера, команды управления модемом и другие

необходимые параметры.

Обычно эти параметры постоянно хранятся в специальном спис-

ке абонентов сети , так что их не приходится вводить заново вся-

кий раз, когда нужно подключиться к удаленному компьютеру. Хоро-

шо разработанная программа связи позволяет легко выбрать из это-

го списка парамеры нужной вам удаленной системы и начать процесс

установления связи.

Многие программы связи сами дают модемам команды набора но-

мера, автоответа на поступающие вызовы и т.п. Конечно, эти фун-

кции выполняет сам модем, но программа обеспечивает соответствую-

щие инструкции.Например, когда программа посылает модему команду

соединится с определенным абонентом, модем автоматически перес-

тает реагировать на поступающие вызовы из сети (это аналогично

поднятию трубки телефона), ждет сигнала готовности телефонной

станции и затем начинает генерировать щелчки,

т.е. сигналы набора нужного номера.

При соединении с такой удаленной системой, как оперативная

информационная служба, вам, вероятно потребуется ответить на один

или несколько вопросов, появившихся на экране вашего ПК. Обычно

надо осуществить процедуру индетификации, которая чаще всего зак-

лючается в наборе своего имени, номера и пароля. Этот короткий

диалог часто называется прцедурой входа в систему. Процедура вхо-

да в систему обычно используется в качестве средства защиты ин-