answers2010 (1131265), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Физический уровень в АТМ определяет правила передачи и приема данных в форме потока битов и преобразования их в ячейки. Носителями этого потока могут быть разные среды. АТМ не ограничивает их число.
АТМ-уровень отвечает за транспорт ячеек. Он определяет формат ячейки, заголовок, его содержимое, отвечает за установление и поддержание виртуальных соединений. Управление потоком и перегрузками также сосредоточено здесь.
Уровень адаптации (AAL) обеспечивает приложениям-пользователям возможность работы в терминах пакетов или подобных им единиц, а не ячеек.
Плоскость пользователя отвечает за транспорт данных, управление потоком, исправление ошибок и другие функции пользователя. Плоскость управления отвечает за управление соединением.
Уровни управления уровнем и плоскостью отвечают за управление ресурсами и координацию межуровневых взаимодействий.
SMDS - Мегабитная система передачи данных с коммутацией
Преимущества SMDS следующие:
-
Обычные телефонные линии рассчитаны на постоянную загрузку, SMDS-сеть - на взрывную, т.е. большая часть трафика будет сосредоточена в рамках каждой LAN, и лишь иногда пара LAN будет соединяться.
-
Такое решение дешевле. Надо платить за n арендуемых линий, а не за n(n-1)/2, как в случае полного соединения обычными линиями.
-
Скорость передачи - 45 Мбит/сек.
-
Это решение лучше, чем решение через MAN, которое осуществимо лишь в условиях города.
-
SMDS-служба поддерживает только одну услугу - простую передачу потока пакетов.
-
При этом не важно содержимое пакета. Это может быть IP-пакет, IBM маркерный пакет и т.п.
Развитие этой службы идет в направлении вещательной передачи, когда пользователь может определить несколько адресов для доставки пакета. В то же время, если допустить возможность предопределения тех телефонных номеров, от которых можно получать пакеты, пользователи получат прекрасную возможность создания своей индивидуальной сети на основе телефонной службы.
11. 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.
-
Производительность
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. Индекс, характеризующий только работу СПД, называется время передачи – время от поступления запроса на вход СПД до появления его на выходе.
-
Надежность
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
-
Безопасность
Характеризует степень защищенности сети от несанкционированного использования и изменения состояния ее ресурсов:
-
ТС
-
СПД
-
Вычислительные ресурсы
-
Информация (доступ, изменение)
-
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.
-
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
-
Передача разнородных потоков данных (видео, звук, цифра)
Слияние средств вычислений и средств передачи разнородных данных. Здесь основную сложность представляет синхронность передачи.
-
Управление
Возможность управлять и контролировать работу каждого отдельного устройства в сети из единого центра.
-
Совместимость
Характеризует способность подключать разное оборудование и программное обеспечение.
Кто, как и для чего вводит стандарты
• Функции стандарта:
o унификация (вспомним Вавилонскую башню)
o координация
o защита пользователей
o защита инвестиций
• Стандарты
o международные, государственные, отраслевые
o de jure, de facto
• Международная организация по стандартизации (ISO)
o Образована в 1946 году, распространена на 89 стран, включая Россию.
o Имеет 200 технических комитетов, рабочие группы, более 100 000 добровольцев.
o Этапы стандарта - CD, DIS, IS.
• Международный Союз электросвязи (орган ООН)
o сектор радио коммуникаций (ITU-R)
o сектор телекоммуникационной стандартизации (ITU-T)
o сектор разработок
• Европейская ассоциация производителей компьютеров (ECMA)
• Американский национальный институт стандартов
o стандартизация языков
o 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.
o IETF - решение краткосрочных проблем, спецификация предложений для стандартизации
o IRTF - долгосрочные проблемы, требующие отдельных исследования
• IETF формирует draft стандарта, которому присваивают RFC
o standard proposal (6 месяцев)
o standard draft (4 месяца)
o официальный стандарт Интернета
12. 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).
Максимальную скорость, с которой канал способен передавать сигнал, называют пропускной способностью канала.
В 1924 Найквист открыл взаимосвязь пропускной способности канала и его полосы пропускания.
Теорема Найквиста
max data rate = 2H log2 V бит/сек,
где H – ширина полосы пропускания канала, выраженная в Гц, V - количество уровней в сигнале.
Эта теорема также показывает, что, например, бессмысленно сканировать линию чаще, чем удвоенная ширина полосы пропускания. Действительно, все частоты выше этой отсутствуют в сигнале.
Шум - 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.
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
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.
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. 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.
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.
у коаксиального кабеля есть два проводника. 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.
-
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.
Узкополосный кабель позволяет достигать скорости в несколько Гбит/сек при длине в 1-2 км и высокой помехозащищенности. При большем расстоянии нужны промежуточные усилители.
широкополосный кабель применяется для передачи аналоговых сигналов на больших расстояниях и, следовательно, требует промежуточных аналоговых усилителей. Эти промежуточные усилители пропускают сигналы только в одном направлении.
На одном конце волоконнооптической линии находится передатчик - источник света, световой импульс от этого источника проходит по светопроводящему волокну и попадает на детектор, который расположен на другом конце этой линии и преобразует этот импульс в электрический.
Другую проблему при использовании оптоволокна представляет дисперсия: исходный световой импульс по мере распространения теряет начальную форму и размеры. Используются два вида источников света: светодиод (LED) и полупроводниковый лазер.
-
Ширина полосы пропускания у оптоволокна несравненно больше, чем у медного кабеля.
-
Оптоволокно компактнее и меньше весит.
-
Затухание сигнала в оптоволокне существенно меньше, чем в коаксиале и витой паре, и остается постоянным для широкого диапазона частот.
-
Оптоволокно не восприимчиво к внешним электромагнитным излучениям.
-
Чем меньше репитеров, тем дешевле система и меньше источников ошибок - сотни километров. Для коаксиала или витой пары тот же показатель равен нескольким километрам.
13. Теоретические основы передачи данных (ограничения на пропускную способность передачи сигналов, взаимосвязь пропускной способности канала и ширины его полосы пропускания). Передача цифровых данных цифровыми сигналами.
Максимальную скорость, с которой канал способен передавать сигнал, называют пропускной способностью канала.
В 1924 Найквист открыл взаимосвязь пропускной способности канала и его полосы пропускания.
Теорема Найквиста
max data rate = 2H log2 V бит/сек,
где H – ширина полосы пропускания канала, выраженная в Гц, V - количество уровней в сигнале.
Эта теорема также показывает, что, например, бессмысленно сканировать линию чаще, чем удвоенная ширина полосы пропускания. Действительно, все частоты выше этой отсутствуют в сигнале.
Шум - 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.
Цифровой сигнал – это дискретная последовательность импульсов по напряжению, каждый из которых имеет ступенчатую форму. Каждый импульс – это единичный сигнал. Скорость передачи данных – это количество бит в секунду, которые передают с помощью сигналов. Эту скорость также называют битовой скоростью. Продолжительность (длина) бита – это интервал времени, которое нужно передатчику, чтобы испустить последовательность надлежащих единичных сигналов. приемник должен быть точно настроен на длину бита. Он должен уметь распознавать начало и конец передачи каждого бита, а также уровень сигнала: низкий или высокий.