tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Более того, возможность купить кабельный модем в обычном магазине и установить его самостоятельно (как пользователи всегда устанавливали телефонные модемы стандарта Ъ'.9х) позволит избежать ужасных расходов на оплату выезда специалиста. В результате многие операторы кабельных сетей объединилнсь с фирмой Са!з)е!.аЬз с целью выработки стандарта на кабельные модемы и тестирования продукции на совместимость. Модемы появивн!егося стандарта ПОС$1$ (!)ага Окег СаЫе Яегч!се !пгсг(асс прес!Есаг!оп — спецификация передачи данных по кабельному интерфейсу) сейчас только начинают заменять собственные модемы операторов. Европейская версия стандарта назьпается ЕпгоПОС$1$.
Однако не всем операторам нравится идея свободной продажи стандартных кабельных модемов — слишком уж хорошие деньги они получают за сдачу в аренду модемов своим захваченным в плен клиентам. Открытый стандарт, породивший лесятки фирм — производителей кабельных модемов, продающих их в магазинах, ведет к концу подобной практики. Интерфейс между модемом и компьютером довольно традиционен.
Обычно это Ейегпег со скоростью 1О Мбит/с (иногда ()БВ). Кабельные модемы скоро будут напоминать обычные внутренние модемы и размерами, и способом установки. Второй интерфейс более сложный. Немалая часть стандарта посвящена радиоииженерным решениям, но обсуждение этого вопроса выходит за рамки данной 212 Глава 2. Физический уровень книги. Единственное, что необходимо отметить, это то, что, как и АРЯ -модемы, кабельные модемы находятся на постоянном подключении. Онп устанавливают соединение сразу жс после подачи питания н постоянно поддерживают его, но- скольку операторы кабельных сетей не взимают плату за время на линии. Чтобы лучше понять, как происходит рабе~а кабельного модема, рассмотрим, что происхолит при его включении.
Модем начинает прослушивать входящий канал в поисках специального пакета, время от времени посылаемого распределителем. В псм сообщаются системные параметры лля модемов, только что вклкн чившихся в работу. После обнаружения данного пакета новый модем объявляет о своем появлении по одному из исхоляших каналов. Распределитель отвечает, присваивая модему входящий и исходящий каналы. Впрочем, исходное распределение каналов может быть динамически изменено распределителем, сслн он решит, что необхолимо сбалансировать нагрузку.
Затем молем определяет, на каком расстоянии от распределителя он находится. Для этого посылается специальный пакет и высчитывается время, через которое приходит ответ. Этот процесс называется измерением дальности. Модему необходимо знать зти данные, чтобы настроить работу исходящих каналов и правильно синхронизироваться. Время работы лелится на мини-интервалы.
Каждый исходящий пакет должен умещаться в один или несколько соседних мшшинтервалов. Распределитель анонсирует каждое начало цикла мгнш-интервалов, однако этот «стартовый выстрел» модемы слышат не одновременно, поскольку они находятся на разных расстояниях. Зная свое удаление ог распределителя, модем может вычислить, когда на самом деле был послан принятый им сигнал начала мини-интервала. Длина мини-интервала зависит от сети. Обычно объем полезной информации в нем равен 3 байт, Во время инициализации распределитель также присваивает иолему хншнинтсрвал для запроса пропускной способности исходящего канала. Как правило, одному и тому же мини-интервалу запроса соответствует несколько модемов, что приводит к конкуреппии между ними.
Когда компьютер хочет отослать пакет данных, он передаст его модему, которьш запрашивает необходимое количество мини-интервалов для него. Если запрос принят, то распределитель посылает подтвсржленне по входящему каналу. В подтверждении модему сообщается, какие мини-интервалы зарезервированы для него. После этого пакет отправляется, начиная с первого «своего» мини-интервала. Используя специальное поле заголовка, можно сообгцить о необходимости передать дополнительные пакеты. Если же один и тот же мини-интервал хотят получить несколько станций одновременно, то никакого подтверждения не высылается, а эти станции могут повторить попытку только через случайный промежуток времени. Если при повторной попытке снова возникла коллизия, то случайный промежуток удваивается.
(Для читателей, уже немного знакомых с сетевыми технологиями: зто интервальный метод АРОНА с экспоненциальной двоичной отсрочкой передачи. Етйегпет не может использоваться в качестве кабельного интерфейса, поскольку станции не могут прослушивать линию. Мы вернемся к этим вопросам в главе 4.) Кабельное телевидение 213 Входящий канал без коллизий: 27 Мбит)с с использованием С)АМ-64 184 б Коаксиальный кабель Исходящий канал с коллизиями: 9 Мбит)с с использованием ОРЗК и Э-байтных мини-интервалов Рис. 2.43. Типичная схема входящего и исходящего каналов, принятая в СШЯ Всриемся к инипиализации модема. Когда он закончил измерение лалы)ости и получил исходящий канал, входящий канал н мини-интервалы, он может начать перелавать наксты.
Псрвьш пакет, который он посылает, адресован провайдвру и содержит запрос на получение !Р-адреса, который присваивается линами- чески с использованием протокола Г)ПСР !мы изучим его в главе 5). Также У Распределителя запрашивается точ нос время суток.
Слелуюший шаг связан с засцитой данных. Поскольку кабель — это совмсст- иО используемый рссурс, каждый желающий можст прочитывать трафпк, проходяцсий мимо него. Чтобы предотвратить нежелательный доступ к информации ~осела (буквально), все данные передаются в зашифрованной форме в обоих направлениях. Часть процедуры инициализации включает в себя обмен ключами шифрж На первый взгляд кажется невозможной задача незаметной персдачи кл10- та при свете дня и огромном скоплении народа.
На самом леле, залача вполне осудсествима, но чтобь( понять, как это делается, придется подождать ло главы 8 (вкратце: используется алгоритм Дифи — Хеллмана). Наконец, модему нужно идентифицировать себя по защищенному каналу. Пос".в) этого инициализация считается завершенной. Пользователь может соединяться в провайдером и начинать работу.
Входящие каналы управляются нс так, как исходящие, Во-первых, отправитель в этом случае только олин — распределитель, поэтому не возникает никакой борьбы за линию и нет необходимости в минн-интервалах, которые, па гамом псле, являются разновидностью статистичсского врсмспног() унлотнш!ия, Во-Втс]- рых, трафнк входяшсго канала обычно горазло вылив, чем исходящего, поэтому используются пакеты фиксированного размера — 204 байта. Часть иакс га — код коррекции опшбок Рида — Соломона плюс сшс некоторая служебная шн!Юрмация, Собственно данные занимав)т в пакете 184 байта, Эти числа были выбраны из соображений совместимости с цифровым телевидением, использующим МРЕС-2, так что телевизионный и входян(ий информационный каналы имеют один н тот же формат.
3!Огичсская структура сослинсния показана на рис. 2.43. 214 Глава 2.Физический уровень Конечно, о кабельных модемах можно было бы говорить еще долго. Вот некоторые ссылки (Адашз апс1 Пц1спшоз, 2001; Попа!озоп апс1 1опез, 2001; ЭнссаВоу, 2001). АОЗТ или кабель? Что лучше, А1)5Е или кабельная сеть? С тем же успехом можно спорить о том, какая операционная система лучше. Или какой язык. Или какая религия, Ответ зависит от того, кого вы спрашиваете.
Давайте сравним АВВЕ и кабельные сети по нескольким параметрам, И та, и другая система в качестве магистрального носителя использует оптическое волокно, однако на его концах используются разные типы носителей. В кабельных сетях это коаксиал, в АП51 — витая пара, Теоретически, пропускная способность коаксиального провода в сотни раз выше, чем у витой пары. Тем не менее, полная пропускная способность все равно недоступна пользователям кабельных систем, потому что большая часть полосы пропускания занята совершенно бссполезными вещами — тслсвнзионными программами. На практикс довольно трудно говорить о реальной эффективной емкости каналов.
Провайдеры АПВЕ заявляют некоторую пропускную способность (например, 1 Мбит/с по входя1пему каналу, 25б Кбит/с по исходящему) и обычно достигают примерно 80 % от нсе. Провайдеры кабельных сетей не делают никаких заявлений относительно скорости, поскольку все зависит от того, сколько пользователей находится в данном сегменте кабеля. Иногда скорость будет выше, чем в АОЯ, иногда — ниже. Раздражает в данном случае, на самом дслс, непредсказуемость. Если сейчас все «летает», это не означает, что через минуту будет так же, потому что не исключено, что именно сейчас самый большой свинтус в районе, занимаюьций своим трафиком всю пропускную способность сегмента, включает свой компьютер.
По мере привлечения в АОЯЕ все большего числа пользователей качество обслуживания практически не снижается, поскольку каждый абонент имеет выделенное соединение. В кабельной системе кажлый новый пользователь сегмента снижает качество обслуживания в целом. Единственный выход из данной ситуации — разбивать загруженные участки на более мелкие и подсослинять их напрямую к оптическому кабелю. Это стоит довольно дорого, поэтому операторы всячески стараются избежать таких снтуапий.
Мы, между прочим, уже изучили одну систему с совместно используемым каналом — мобильную телефонную систему. Там тоже имеются группы пользователей, находящихся в одной ячейке, каждый из которых занимает какую-то часть пропускной способности. Обычно существует жесткое разделение используемых Ресурсов, для этого применяется частотное или временное уплотнение, потому что Речевой график обычно довольно ровный. Однако применять жесткое разделение ресурсов нри передаче данных оказывается крайне неэффективным, потому что зачастую канал вообще простаивает, тогда зарезервированные ресурсы тратятся просто так. Несмотря па все это, в этом смысле кабельная система гораздо ближе к мобильной телефонии, чем к стационарным системам. Резюме 215 Доступность — это параметр, по которому АПЯ и кабельные сети отличаются друг от друга.
У каждого есть телефон, но не каждый живет лостаточно близко к оконечной А1Э5).-станции, чтобы установить соответствующую систему С другой стороны, не у всех есть кабель в доме или в районе, но если уж он есть, то удаленность от оптоузла или распределительного устройства большой роли не играет. Стоит также отметить, что, поскольку кабельные системы начались с кабельного телевидения, корпоративных клиентов у них очень мало. Будучи двухточечной системой, АОЯ. является более защищенной, чем кабельная сеть, Любой абонент последней может запросто считывать все пакеты, проходящие мимо него, По этой причине любой приличный оператор кабельной сети предлагает шифрование трафика обоих направлений, И все же, даже если пакет перехвачен в зашифрованном виде, это менее безопасно, чем полное отсутствие возможности перехвата. Телефонная система, вообще говоря, надежнее кабеля.
Например, существует система резервного питания, которая позволяет телефонной сети работать даже при временных отключениях электричества. Если жс отключится питание какого-либо усилителя кабельной сети, все пользователи, находящиеся в его ведении, сразу потеряют соединение. Наконец, существует большой выбор провайдеров АОЯ.. Иногда это даже форсируется специальными законодательными актами. Этого не скажешь про операторов кабельных сетей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
