8.7. Организация работы сетей передачи данных

Как уже отмечалось в разд. 8.1, для организации служб пере­дачи данных (ПД) используются различные сети электросвязи.

И спользование некоммутируемых сетей ПД (рис. 8.11), в кото­рых абоненты - источники и получатели (ИС-ПС) связаны между собой жестко закрепленными каналами, организованными с по­мощью систем передачи (СП) первичными сетями, имеет следую­щие достоинства:

• относительно высокая точность передачи сообщений;

• незначительное время установления соединения;

• большая пропускная способность каналов.

Сети данных используют некоммутируемые каналы для организации межузловых соединений и межсетевого сопряжения, а также в отдельных случаях дл_я подключения абонентских установок. В основном подключение абонентских установок осуществляется с использованием неспе­циализированных сетей электросвязи, таких, как телефонная сеть общего пользования (ТФОП).

В службах ПД могут представляться как двухточечные каналы (между двумя пунктами), так и многоточечные. Для организации многоточечных каналов должны использоваться устройства разветвления.

В зависимости от требований арендаторов некоммутируемые каналы могут использоваться круглосуточно или на сеанс связи для работы по расписанию.

Некоммутируемым сетям ПД присущи и недостатки, к числу которых относятся:

• большое количество каналов связи, необходимых для орга­низации прямых направлений обмена информацией;

• низкое использование каналов, так как их пропускная способ­ность, как правило, превосходит реальные потоки информации;

• узкая специализация Технических средств, позволяющая применять их только для связи закрепленных объектов;

• значительные трудности при наращивании мощности сети при появлении новых и сточников сообщений.

Передача данных мо­жет быть организована и по коммутируемым сетям, по ТФОП. В этом случае абоненты не имеют посто­янно закрепленных кана­лов для передачи данных, а получают соединение на время передачи сообще­ния (рис. 8.12). При этом с помощью переключателя (П) аппаратура передачи дан­ ных (АПД) подключается к коммутированному коммутационной системой (КС) каналу и ис­точник сообщения (ИС) передает по нему информацию получате­лю сообщения (ПС).

Использование коммутируемой ТФОП для передачи данных осу­ществляется, когда потоки информации небольшие, не требуется высокая скорость передачи и большая достоверность.

В настоящее время передача данных в основном осуществля­ется с помощью сетей с коммутацией сообщений (КС), с коммута­цией пакетов (КП), с ретрансляцией кадров (РК).

Таким образом, структурной основой СПД России является совокупность взаимосвязанных общероссийских сетей данных общего пользования с коммутацией пакетов (СДОП-КП) и с рет­рансляцией кадров (СДОП-РК), а также образованные на их базе службы ПД.

Одной из общероссийских СДОП-КП, удовлетворяющей по­требности государственных органов, в том числе в условиях чрез­вычайных ситуаций, и выполняющей соответствующие требова­ния, может быть присвоен статус Федеральной сети данных.

В состав сетей данных с КП входят следующие основные устройства (рис. 8.13):

Службы ПД общего пользования должны предоставлять поль­зователям услуги двух видов:

- базовая (основная) услуга - услуга, которая предоставляет­ся пользователю при каждом соединении;

- факультативная (дополнительная) услуга - это услуга, кото­рая предоставляется пользователю в дополнение к базовой услуге только по его желанию.

В разных службах ПД базовые услуги могут быть разными. Базовая услуга характеризуется:

- скоростью передачи данных;

- режимом работы подключаемого оконечного оборудования данных (ООД) (синхронный или стартстопный);

- методом доступа, т.е. методом, с помощью которого ООД получает доступ к службе ПД.

Факультативные услуги делятся на обязательные и необяза­тельные. Первые являются обязательными для реализации в службе ПД согласно рекомендациям МСЭ, вторые - обязательны­ми для реализации не являются.

Базовой услугой службы ПД общего пользования с КП должна быть возможность установления виртуального соединения и пере­дачи данных по нему в пакетном, синхронном, стартстопном или факсимильном режимах.

В некоторых службах ПД общего пользования с КП предостав­ляется вторая базовая услуга - постоянный виртуальный канал, эквивалентный некоммутируемому каналу и не требующий про­цедур установления соединения и отбоя.

Такие службы ПД могут предоставлять факультативные услуги на договорный срок или на один вызов.

Планируется развивать такие новые услуги, как:

- многопунктовая связь. Добавление специальных устройств (серверов многопунктовой связи) позволит устанавливать по сети данных с КП связь между тремя и большим числом абонентов;

- выбор альтернативного адреса. Эта услуга позволит пользо­вателю применять форматы адреса, отличающиеся от тех, кото­рые определены в МСЭ для сетей данных и телефонной сети.

Перед отправкой из терминала информация упаковывается в блоки, называемые пакетами. Каждый пакет содержит адрес полу­чателя информации. Для сборки и разборки пакетов используются специальные устройства, называемые терминальными концентра­торами, или РАО (рас^е* аззетЫег сПзавзетЫег), В российской

литературе применительно к такому оборудованию можно встре­тить термин СРП (сборщик-разборщик пакетов); РАО может под­ключаться к порту компьютера или к модему. Если РАО подключа­ется к последовательному порту компьютера, то он фактически выполняет функцию преобразования данных из одного формата в другой. На входной порт РАО с порта компьютера данные переда­ются по соответствующему сетевому протоколу.

Доступ к ресурсам сети пакетной коммутации пользователь может получить либо по коммутируемому телефонному каналу, ли­бо по выделенному. При работе по коммутируемому телефонному каналу соединение с узлом сети устанавливается только на время сеанса работы с сетью.

Для работы по коммутируемому телефонному каналу пользо­ватель должен приобрести модем и специальную телекоммуника­ционную программу. Телекоммуникационная программа произво­дит набор номера и устанавливает соединение с узлом сети. При этом модем, подключенный к компьютеру пользователя, соединя­ется с модемом, устанавливаемым компанией-оператором на дру­гом конце телефонной линии. Модем компании-оператора под­ключается к порту РАО. После того как соединение установлено, пользователь должен ввести свой идентификатор и пароль. Иден­тификатор - это имя пользователя в системе, по которому другие пользователи сети с коммутацией пакетов могут обратиться к не­му. Пароль - это конфиденциальная информация, известная толь­ко одному пользователю. Система определяет пользователя по его идентификатору и паролю. Если при обращении к сети пользо­ватель введет неправильное имя или пароль, то система не опо­знает его, и доступ ему будет запрещен. Если идентификатор и пароль введены правильно, пользователю будет предоставлен до­ступ к ресурсам сети. После того как пользователь закончит рабо­ту с системой (завершит сеанс работы с сетью), производится разрыв соединения.

Для того, чтобы обеспечить возможность одновременного до­ступа нескольких пользователей, работающих по коммутируемой телефонной линии к сети ПД-КП, оператор сети или владелец узла должен установить на АТС специальные устройства, называемые серийными определителями. Последние позволяют дозванивать­ся до узла сети одновременно нескольким пользователям по од­ному телефонному номеру. Если пользователь работает по выде­ленному каналу, то ресурсы сети ему доступны постоянно. Обычно при работе по выделенному каналу порт компьютера подключает­ся к терминальному концентратору. Компьютеры, подключенные к сети передачи данных и предоставляющие свои информационные или вычислительные ресурсы, называются хост-компьютерами или хостами (см. рис. 8.13).

Непосредственно передачей информации в сетях с коммута­цией пакетов занимаются устройства, называемые центрами ком­мутации пакетов (другое название - коммутаторы, или з\мт.сп). Та­кие устройства устанавливаются в каждом узле сети. В память каждого центра коммутации пакетов заносится таблица, содержа­щая направления движения информационных потоков. Поэтому, когда пакет попадает в центр коммутации, производится анализ его адресной части и в соответствии с таблицей выбирается маршрут следования данных.

В настоящее время существуют устройства, которые могут ра­ботать и как РАО, и как центры коммутации пакетов. Обычно рабо­та каждого центра коммутации пакетов контролируется центром управления сетью. При изменении топологии сети, например, при появлении новых узлов, центр управления сетью автоматически создает новую таблицу маршрутов и рассылает ее во все центры коммутации пакетов своей сети. То же самое происходит, если на одном из направлений движения информационных потоков проис­ходит разрыв соединения, например, из-за физического повреж­дения канала связи. Такой подход позволяет направлять данные по альтернативному маршруту.

Алгоритм управления, используемый аппаратурой центра управления сетью, носит название протокола управления сетью. Как правило, оборудование центра управления сетью позволяет видеть, что происходит на каждом порту всех центров коммутации пакетов, подключенных к центру управления сетью. Кроме того, в цекфе управления сетью производится сбор статистики по каж­дому из работающих узлов.

Следует отметить, что в настоящее время понятия сети ПД-КП и компьютерные сети имеют одну и ту же физическую и организа­ционную основу и выполняют одну и ту же функцию (передачу данных). Поэтому в дальнейшем будем использовать термин «компьютерные сети» как наиболее распространенный среди ши­рокого круга пользователей.