Способы связи в глобальной сети

Узлыкомпьютерной сети могут соединяться между собой самыми разными способами: выделенным телефонным кана­лом, электрическим или оптоволоконным кабелем, радио­связью (через радиорелейные линии, через спутники связи).

Обычно кабельная связь используется на небольших расстояниях (между разными узлами в одном городе). Сейчас более прогрессивными средствами считаются каналы связи, построенные специально для передачи цифровой информации. К таковым относятся, например, оптоволоконные сети. На больших расстояниях выгоднее использовать радиосвязь.

 

Различные каналы связи различаются тремя основными свойствами:

1) пропускной способностью, 2) помехоустойчиво­стью, 3) стоимостью.

По параметру стоимости самыми дорогими являются оп­товолоконные линии, самыми дешевыми — телефонные. Од­нако с уменьшением цены снижается и качество работы ли­нии: уменьшается пропускная способность, сильнее влияют помехи. Практически не подвержены помехам оптоволокон­ные линии.

Пропускная способность — это максимальная скорость передачи информации по каналу. Обычно она выражает­ся в килобитах в секунду (Кбит/с) или в мегабитах в се­кунду (Мбит/с).

 

Данный параметр зависит от физических свойств канала связи. Другими словами, пропускная способность - это объем данных, передаваемых модемом в единицу времени, без учета дополнительной служебной информации, например стартового и стопового битов, начальных конечных записей блоков и т. д.

Пропускная способность телефонных линий — десятки, сотни Кбит/с; пропускная способность оптоволоконных ли­ний и линий радиосвязи измеряется десятками и сотнями Мбит/с.

 

Помехоустойчивость задает параметр уровня искажения передаваемой информации.

 

Для того чтобы избежать изменения или потери информации при ее передаче, используют специальные методы, позволяющие сократить влияние шумов.

Как уже отмечали ранее, в качестве физического процесса, осуществляющего передачу данных на расстоянии, используют сигналы. На этот процесс могут влиять различные явления, создающие помехи (например, это может быть напряжение постороннего происхождения, появляющееся в каналах связи и ограничивающее дальность передачи полезных сигналов). В зависимости от источника возникновенияи отхарактера их воздействия помехи делятся на собственные помехи канала связи, взаимные, создаваемые влиянием каналов друг на друга, и внешние - от посторонних электромагнитных полей.

Собственные помехи, или шумы, возникают от источников, находящихся в данном канале связи (например, из-за свободного блуждания электронов в веществе).

Взаимные помехи, возникающие при передаче информации по соседним каналам, появляются в результате:

• недостаточного переходного затухания между данным каналом и влияющими каналами;

• незначительного затухания фильтров, предназначенных для разделения каналов или для подавления частот;

• различных повреждений в аппаратуре влияющих каналов.

Внешние помехи делятся на промышленные, радиопомехи, атмосферные и космические. Промышленныепомехи создаются в результате влияния электромагнитных полей различных электрических устройств: линий электропередачи, электрооборудования промышленных предприятий, медицинских установок, контактных сетей электрифицированного транспорта (трамвая, троллейбуса и т. п.), световой рекламы на газоразрядных лампах и т. п. Радиопомехи возникают от излучения радиостанций различного назначения, спектр которых по каким-либо причинам накладывается на спектр полезных сигналов тракта связи. К атмосфернымпомехам относятся помехи, вызванные различными атмосферными явлениями: магнитными бурями, северными сияниями, грозовыми разрядами и т. д. К космическим помехам относятся электромагнитные помехи, создаваемые излучениями Солнца, видимых и невидимых звезд, туманностей, в соответствующих диапазонах частот. Чтобы шумы не снижали качества передачи, их влияние необходимо ограничивать.

3. Средства защиты по усилению помехоустойчивости

 

Практика показала, что избавление от шумов (помех) невозможно из-за естественных (неустранимых) причин их возникновения. Тогда была предложена идея поиска возможности защиты в самом передаваемом тексте (К.Э. Шеннон). Наилучшим способом стало использование избыточного кода. Функция защиты информации при передаче по каналам связи включает три компонента:

· подтверждение,

· обнаружение ошибок и уведомление о них,

· возврат в исходное состояние.

 

Информация кодируется соответствующим образом, вместе с основным содержанием передается информация о размере передаваемой информации. При получении информации сверяется информация о длине сообщения с исходным состоянием, при несовпадении значений в пункт передачи информации передается сигнал о необходимости повторной пересылки.

 

Прокси-сервера - промежуточный, транзитный веб-сервер, используемый как посредник между браузером и конечным веб-сервером.

 

Основная причина использования прокси-сервера - экономия объема передачи информации и увеличение скорости доступа за счет кэширования. Например, если большинство сотрудников компании часто пользуются одним и тем же веб-сервером, содержащим актуальный курс валют, то эта информация сохранится в прокси, и, таким образом, страницы будут запрошены с оригинального сервера всего 1 раз. При использовании прокси компании нужен всего один публичный IP-адрес.

 

Протокол (protocol) - полный набор операций, который один объект может осуществлять над другим объектом вместе с правильным порядком, в котором эти операции вызываются; совокупность правил, регламентирующих формат и процедуры обмена информацией между двумя независимыми процессами или устройствами.

 

Существует множество видов протоколов, управляющих всеми аспектами связи и передачи данных: распечатка сообщений о событиях операционной системы и сбоях, выдаваемая на операторский терминал; регистрация данных в специальный файл (журнал) и т. д. Различают несколько видов протоколов, которые отвечают за различные участки деятельности.

Протокол межсетевого обмена пакетами (IPX - Internet Work Packet Exchange) - используется по умолчанию в системах NetWare для маршрутизации информационных пакетов, передаваемых в локальной сети или WAN. IPX выполняет те же функции, что и протокол TCP/IP.

Протокол передачи гипертекстовой информации (Hyper Text Transfer Protocol, HTTP) - транспортный протокол, обеспечивающий доступ к документам на веб-узлах. В этом качестве он фактически выполняет все запросы к веб-узлам.

Протокол сетевой (network protocol) - совокупность правил и соглашений, использующихся при передаче данных.

 

Различают три основных типа протоколов, работающих в разных сетях и с разными операционными системами: Novell IPX (Inter Packet Exchange), TCP/IP, NetBEUI (Network BIOS User Interface). Общим для них является осуществление обмена блоками данных (пакетами, кадрами) с заданными адресами отправителя и получателя и контрольной суммой кадра, отличительной характеристикой могут выступать размер формируемого пакета, уровень представления заголовка и способ формирования адреса получателя.

Протокол управления передачей/межсетевой протокол (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP) - набор протоколов, разработанный для Интернета и ставший его основой. TCP гарантирует, что каждый посланный байт дойдет до получателя без потерь. IP присваивает локальные IP-адреса физическим сетевым адресам, обеспечивая тем самым адресное пространство, с которым работают маршрутизаторы.

 

В семейство TCP/IP входят:

  • протокол Telnet, который позволяет удаленным терминалам подключаться к удаленным узлам (компьютерам);
  • система доменной адресации DNS, дающая возможность пользователям адресоваться к узлам сети по символьному доменному имени вместо цифрового IP-адреса;
  • протокол передачи файлов FTP, который определяет механизм хранения и передачи файлов;
  • протокол передачи гипертекста HTTP.

 

ЗНАТЬ

Три важнейших этапа компьютерной научно-техничес­кой революции:

• создание и развитие первых ЭВМ;

• появление и распространение персональных компьюте­ров;

• появление и развитие Интернета.

Современное представление о компьютерной грамотно­сти: умение работать на персональном компьютере с при­кладными и системными программными средствами; уме­ние использовать Интернет.

Модем — это устройство для подключения компьютеров к Сети через телефонную линию.

Глобальная сеть — это система объединенных компьюте­ров (компьютерных узлов), расположенных на больших расстояниях друг от друга, объеди­ненных между собой каналами информационной связи.

Основные этапы развития глобальных сетей:

• 1969 г. — создана первая компьютерная сеть в США;

• 1983 г. — создание протокола ТСР/IР, зарождение Ин­тернета;

• 1993 г. — создание службы World Wide Web.

Интернет — это всемирная система компьютерных сетей, объединенных на базе общего протокола ТСР/IР.

Каналами связи называют технические средства, позволяющие осуществлять передачу данных на расстоянии.

Основные типы каналов связи: телефонные линии, элект­рический и оптоволоконный кабели, радиосвязь (спутнико­вая и радиорелейная).

Основными характеристиками каналов связи являются стоимость, помехоустойчивость и пропускная способность канала.

Управление информационными потоками в каналах связи осуществляют различные типы протоколов.

Протокол — это стандарт на представление сетевой ин­формации, на способы ее передачи и обработки в сети.

 

Контрольные вопросы

1. Обоснуйте, почему создание и развитие компьютерной техники можно отнести к важнейшим факторам научно-технической ре­волюции XX столетия?

2. Какие технические и социальные проблемы решаются средст­вами глобальных компьютерных сетей?

3. Что такое глобальная сеть? Что такое Интернет?

4. Как с развитием компьютерной техники изменялось представ­ление о компьютерной грамотности?

5. Попробуйте предсказать последствия для человечества даль­нейшего развития компьютерной техники и глобальных сетей.

6. Что обозначает слово «сервер» в сетевых технологиях?

7. Сопоставьте различные типы каналов связи по двум их свойст­вам: цена и качество.

8. Для чего используется модем?

9. Дайте определение понятию «протоколы в сети Интернет». Приведите примеры.

10. Найти основные характеристики каналов связи и внести данные в предложенную таблицу. В качестве источников исходных данных можно использовать любые источники.

№ Канал связи Физические характеристики Пропускная способность Помехоустойчивость
Телефонная связь      
Радиосвязь      
3. Оптическое волокно      
Спутниковая связь