3.2. Методы компьютерной коммуникации

Наиболее эффективным средством получения актуальной информации на сегодня являются компьютерные сети.

Компьютерную сеть можно определить как совокупность двух или нескольких компьютерных систем, соединенных линиями связи, в состав которых входит специальное аппаратно-программное обеспечение для поддержки процесса обмена информацией.

В случае объединения персональных компьютеров применяются в основном два способа связи между ними.

Первый способ – объединение компьютеров в локальную сеть. Этот способ дает возможность получить быстродействующую и надежную сеть, но она может работать лишь на довольно ограниченной территории (в пределах одного отделения или организации). Расстояние между объединенными в локальную сеть компьютерами, как правило, не может превышать нескольких километров.

Второй способ объединения компьютеров – связь отдельных компьютеров или территориально отдаленных локальных сетей на основе использования коммуникационных услуг, которые предоставляются соответствующими организациями. Такая связь дает возможность передавать информацию на очень большие расстояния. Сети передачи данных, рассчитанные на обслуживания территорий, отдаленных на сотни и тысячи километров, называют глобальными.

Наиболее дешевым (но и наиболее медленным) вариантом отдаленной связи является использование обычной телефонной сети и модемов. На выходе модема информация подлежит МОдуляции, а на входе – ДЕМодуляции. Отсюда и название МОДЕМ.

Для решения вопросов коммутации в глобальной сети могут использоваться так называемые Host-машины, которые устанавливаются в ее узлах (хост-узлы). В роли хост-узла может выступать любой персональный компьютер, который имеет прямое сетевое соединение и который предоставляет пользователям доступ к своим средствам и службам (сервисам). Физические каналы связи, которые создают коммутационную сеть путем объединения множества серверов и Host-компьютеров, называются магистральными каналами.

По способу передачи информации вычислительные сети делятся на:

• сети коммутации каналов,

• сети коммутации сообщений,

• сети коммутации пакетов и

• интегральные сети.

В сети с коммутацией каналов соединение на протяжении всего сеанса связи остается неизменным и недоступным для других абонентов. Когда делается вызов, то выделяется определенная часть этой сети, которая создает прямое соединение. Примером такой сети является телефонная сеть. Хотя такой способ передачи информации легко реализовать, он имеет существенный недостаток – неэффективность использования такого дорогого ресурса, которым является сеть.

В сети с коммутацией сообщений информация передается порциями, которые называются сообщениями. Прямое соединение преимущественно не устанавливается, а передача сообщения начинается после освобождения первого канала и так пока сообщение не дойдет до адресата. Каждый сервер выполняет прием информации, ее сбор, проверку, маршрутизацию и передачу сообщения. Недостатком коммутации сообщений является низкая скорость передачи данных и невозможность проведения диалога между клиентами, хотя стоимость передачи уменьшается.

В случае коммутации пакетов обмен осуществляется короткими пакетами фиксированной структуры. Пакет – это часть сообщения, которая отвечает установленному стандарту. Малая длина пакетов дает возможность предотвратить блокирование линий связи и увеличение очереди в узлах коммутации. Она обеспечивает быстрое соединение, низкий уровень ошибок, надежность и эффективность использования сети, но возникает проблема маршрутизации, которая решается программно-аппаратными методами.

Сети, которые обеспечивают коммутацию каналов, сообщений и пакетов, называются интегральными. Они соединяют несколько коммутационных сетей. Часть интегральных каналов используется монопольно, т.е. для прямого соединения. Прямые каналы создаются на время проведения сеанса связи между разными коммутационными сетями. По окончании сеанса прямой канал распадается на независимые каналы. Интегральные сети эффективны, если объем информации, которая передается по прямым каналам, не превышает 10-15 %.

Во время разработки компьютерных сетей возникает проблема согласования взаимодействия компьютеров, линий связи и других устройств. Она решается с помощью установления определенных правил, которые называются протоколами. Одним из таких важных межсетевых протоколов является протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internetwork Protocol – протокол управления передачей / межсетевой протокол). При его разработке исходили из того, что компьютеры всех видов должны иметь возможность совместного использования сетевых средств и непосредственно взаимодействовать один из одним как одна эффективная интегрированная компьютерная сеть. Протокол TCP/IP основывается на концепции одноранговой сети, в которой все компьютеры, объединенные с помощью этого протокола в единую компьютерную систему, равноправны (хотя на некоторые из них возлагается больше функций, чем на другие), и определяется надежностью, постоянством и гарантией доставки данных при самых неблагоприятных условиях. TCP/IP не определяет физическую среду, на базе которого он работает, и может применяться для обмена данными как в локальных, так и в глобальных сетях.