1 (1131253), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям. Что такое стандарт на взаимодействие в сетях, кто, как и для чего вводит стандарты?

Главным требованием является обеспечение пользователям доступ к вычислительным сервисам сети. Все остальные требования – производительность, надежность, безопасность, расширяемость и масштабируемость, управляемость, совместимость – характеризуют качество реализации главного требования.

1. Производительность сети характеризует скорость работы сети. Эта характеристика измеряется в количестве услуг в единицу времени. Под услугой может пониматься пропускная способность - число пакетов, пройденных через сеть за секунду, минуту, час, день. Соответственно говорят о средней, мгновенной, пиковой, минимальной пропускной способности сети. Это может быть выполнение определенной операции – тогда это время реакции. Чаще всего пользователь обращает внимание именно на этот индекс производительности. Он характеризует как скорость работы клиента, так и скорость работы сервера и СПД. Индекс, характеризующий только работу СПД, называется время передачи – время от поступления запроса на вход СПД до появления его на выходе.

2. Надежность. Эта характеристика сети определяет, всегда ли сеть способна выполнять операции и, если операция запущена, то всегда ли она корректно завершится. Есть несколько подходов измерения этой характеристики:

• через измерение надежности устройств (время наработки на отказ, вероятность отказа, интенсивность отказов)

• коэффициент готовности – доля времени, в течение которого система может быть использована

• вероятность доставки пакета через ТС

• вероятность искажения пакета в ТС

• отказоустойчивость

1. Безопасность характеризует степень защищенности сети от несанкционированного использования и изменения состояния ее ресурсов:

• ТС

• СПД

• Вычислительные ресурсы

• Информация (доступ, изменение)

В случае информации говорят о конфиденциальности данных, когда доступ к данным получает лишь тот, кто имеет на это право, и целостности, когда изменять данные может только тот, кто имеет на это право.

1. Расширяемость и масштабируемость. Расширяемость характеризует то, насколько сложно изменить конфигурацию сети: СПД, добавить новый узел и т.п. Масштабируемость характеризует способность сети плавно увеличивать вычислительную мощность без деградации производительности сети в целом.

2. Прозрачность. Эта характеристика показывает, насколько «просто» пользоваться сетью. Чем сложнее доступ для пользователя к нужному сервису в сети, тем менее прозрачна сеть. В идеале должен быть реализован принцип «Сеть – это компьютер».

• сама распределяет ресурсы и управляет ими

• среда для разработки и выполнения программ

• поставщик сервиса

• для пользователя она прозрачна (он ее не видит)

• концепция метакомпьютера

1. Передача разнородных потоков данных (видео, звук, цифра). Слияние средств вычислений и средств передачи разнородных данных. Здесь основную сложность представляет синхронность передачи.

2. Управление. Возможность управлять и контролировать работу каждого отдельного устройства в сети из единого центра.

3. Совместимость характеризует способность подключать разное оборудование и программное обеспечение.

Кто, как и для чего вводит стандарты

• Функции стандарта:

  • унификация (вспомним Вавилонскую башню)

  • координация

  • защита пользователей

  • защита инвестиций

• Стандарты

  • международные, государственные, отраслевые

  • de jure, de facto

• Международная организация по стандартизации (ISO)

  • Образована в 1946 году, распространена на 89 стран, включая Россию.

  • Имеет 200 технических комитетов, рабочие группы, более 100 000 добровольцев.

  • Этапы стандарта - CD, DIS, IS.

• Международный Союз электросвязи (орган ООН)

  • сектор радио коммуникаций (ITU-R)

  • сектор телекоммуникационной стандартизации (ITU-T)

  • сектор разработок

• Европейская ассоциация производителей компьютеров (ECMA)

• Американский национальный институт стандартов

  • стандартизация языков

  • развитие SNA совместно с IBM

• Министерство обороны США

• Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE)

• Госстандарт

• Техническая комиссия

Кто есть кто в мире стандартов для Интернета

• Интернет-cообщество (ISOC) - развитие инфраструктуры, общие вопросы развития и роста Интернета.

• Совет по архитектуре Internet (IAB) - технический контроль и координация работ по разработке новых стандартов и их реализации.

  • IETF - решение краткосрочных проблем, спецификация предложений для стандартизации

  • IRTF - долгосрочные проблемы, требующие отдельных исследования

• IETF формирует draft стандарта, которому присваивают RFC

  • standard proposal (6 месяцев)

  • standard draft (4 месяца)

  • официальный стандарт Интернета

Билет № 5.

Теоретические основы передачи данных (ограничения на пропускную способность передачи сигналов, взаимосвязь пропускной способности канала и ширины его полосы пропускания). Среды передачи (магнитные ностители, витая пара, среднеполосный и широкополосный кабели, оптоволокно, сравнение кабелей и оптоволокна).

. Важной характеристикой сигнала является ширина его полосы, которая покрывает весь спектр частот гармоник, составляющих сигнал.

Основную проблему построения СПД представляет искажение сигнала при передаче. Это происходит под влиянием нескольких причин, основными из которых являются затухание, неравномерность затухания по частоте, искажение формы, разные виды шумов. Шумы возникают вследствие ряда причин, например таких, как термодинамические свойства проводника, взаимные наводки гармоник, составляющих сигнал, внешние электромагнитные воздействия. В случае аналогового сигнала эти искажения носят случайный характер и приводят к потере информации. В случае цифрового сигнала они приводят к ошибкам передачи.

Характеристику канала, определяющую спектр частот, которые физическая среда канала пропускает без существенного понижения мощности сигнала, называют полосой пропускания канала. Значение «существенного понижения мощности» определяется в конкретных случаях. Обычно падение мощности сигнала считают существенным, если оно составляет более 50% ее начального значения.

Данные – это то, с помощью чего мы описываем явление или объект. Сигнал – это представление данных. Передача – это процесс взаимодействия передатчика и приемника с целью получения приемником сигналов от передатчика.

Сигналы, как мы уже говорили, могут иметь непрерывную или дискретную форму. В первом случае говорят об аналоговом сигнале, во втором - о цифровом

. Аналоговая передача предполагает непрерывное изменение параметров передачи. Цифровая передача - резкое, дискретное изменение параметров передаваемого сигнала или импульса.

Смысл процесса оцифровки состоит в том, что с определенной частотой замеряется уровень сигнала. Результаты замера представляют в виде некоторого кода, который передают с помощью цифрового кодирования

В случае цифровых сигналов это приведет к ошибке передачи, а в случае аналоговых сигналов – к искажению или просто потере сигнала.

Максимальную скорость, с которой канал способен передавать сигнал, называют пропускной способностью канала

Теорема Найквиста

max data rate = 2H ит/сек,

где H – ширина полосы пропускания канала, выраженная в Гц, V - количество уровней в сигнале.

Однако теорема Найквиста не учитывает шум в канале, который измеряется как отношение мощности полезного сигнала к мощности шума: S/N Эта величина измеряется в децибелах: 10 log₁₀(S/N) dB. Например, если отношение S/N равно 10, то говорят о шуме в 10 dB, если отношение равно 100, то - 20 dB.

На случай канала с шумом есть теорема Шеннона, по которой максимальная скорость передачи по каналу с шумом равна

H log₂ (1+S/N) бит/сек.,

где S/N - соотношение сигнал-шум в канале.

скорость передачи данных зависит от способа представления данных на физическом уровне и сигнальной скорости, или скорости модуляции - скорости изменения значения сигнала. Скорость изменений сигнала в секунду измеряется в единицах, называемых бот. Если скорость изменения значения сигнала b бот, то это не означает, что данные передается со скоростью b бит/сек.

Основой аналоговой передачи является непрерывный сигнал с постоянной частотой, который называют несущим сигналом.

Цифровой сигнал – это дискретная последовательность импульсов по напряжению, каждый из которых имеет ступенчатую форму. Каждый импульс – это единичный сигнал.

Назначение физического уровня - передавать данные в виде потока бит от одной машины к другой. Для передачи можно использовать разные физические среды. Каждую из них характеризуют следующими параметрами:

• полоса пропускания

• пропускная способность

• задержка

• стоимость

• простота прокладки

• сложность в обслуживании

Кроме вышеперечисленных, есть и другие, например:

• достоверность передачи

• затухание

• помехоустойчивость

• и т.д.

Магнитная лента или магнитный диск в сочетании с обычным транспортным средством (автомашина, железная дорога и т.п.) могут быть прекрасной физической средой передачи данных. Это так особенно там, где высокая пропускная способность и низкая стоимость передачи в расчете на один бит – ключевые факторы.

Хотя вагон с магнитной лентой - это очень дешевый способ передачи, но задержка при передаче очень большая: в лучшем случае часы, обычно сутки. Для многих приложений нужен оперативный обмен информацией. Самой старой и все еще используемой средой передачи со времен появления телефона является витая пара. Витая пара состоит из двух медных изолированных проводов, один из которых обвит вокруг другого. Этот второй, вьющийся провод предназначен для устранения взаимного влияния между соседними витыми парами.

Витая пара широко используется в телефонии. Между абонентами и АТС линии из витой пары могут иметь протяженность до нескольких километров без промежуточного усиления. Например, в России в городских условиях средняя длина абонентской линии равна 1,5 км. Витые пары объединяются в многопарные кабели.

Витая пара может быть использована для передачи как цифровых, так и аналоговых сигналов. Ее пропускная способность зависит от толщины используемых проводов и расстояния. Скорость в несколько мегабит в секунду вполне достижима с помощью соответствующих методов передачи. На коротких расстояниях (до сотни метров) может быть достигнута скорость до 1 Гбит/сек., на больших расстояниях (несколько километров) - не превышает 4 Мбит/сек. Учитывая это, а также низкую стоимость витой пары, она широко используется при создании ЛВС и, скорее всего, будет продолжать использоваться.

Наиболее часто используемыми являются кабели категории 3 и категории 5. Кабель категории 3 содержит по четыре витые пары с невысокой плотностью навивки и имеет полосу пропускания до 16 МГц. Кабель категории 5 имеет тоже четыре пары, но с более плотной навивкой, что позволяет достичь более высоких скоростей, и имеет полосу пропускания 100 МГц.

Как и у витой пары, у коаксиального кабеля есть два проводника. Однако устроены они иначе, что позволяет существенно увеличить полосу пропускания. Центральный проводник представляет собой толстый медный провод, окруженный изолятором. Эта конструкция помещается внутри второго цилиндрического проводника, который обычно представляет собой плетеную плотную металлическую сетку. Все это закрывается плотным защитным слоем пластика. Обычно толщина коаксиала от 1 до 2,5 см, поэтому монтировать и прокладывать его сложнее, чем витую пару. Однако у коаксиала полоса пропускания шире и характеристики по затуханию сигнала лучше, чем у витой пары. Коаксиальные кабели работают на частотах от 1 МГц до 500 МГц. Поэтому эти кабели применяют на больших расстояниях и по ним могут передаваться одновременно несколько потоков данных от разных компьютеров.

Такие кабели находят самое широкое применение. Наиболее популярные из них:

• передача телевизионных сигналов, включая системы кабельного телевидения

• передача нескольких телефонных разговоров одновременно на большие расстояния между телефонными станциями, построение ЛВС

• подключение компьютерных периферийных устройств на небольших расстояниях

Коаксиальные кабели используют для передачи как аналоговых, так и цифровых сигналов. Основными ограничителями скорости и расстояния при передаче без усиления являются в этих кабелях затухание сигнала, тепловой шум и интермодуляционный шум. Последний вид шума возникает, когда всю полосу пропускания кабеля разбивают на более узкие полосы и каждую такую полосу используют как отдельный канал. Интермодуляционный шум возникает на границах таких каналов.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)