Варианты адресации компьютеров в сети

Наибольшее распространение получили три варианта адресации:

• аппаратные адреса предназначены для сетей небольшого размера, поэтому они имеют простую неиерархическую структуру. Адреса могут быть закодированы в двоичной или в шестнадцатеричной системах счисления. Разрядность адреса может быть любой — это внутреннее дело конкретной сети или подсети. При­своение аппаратных адресов происходит автоматически: либо они встраиваются в аппаратуру (модемы, адаптеры и т. д.), либо генерируются при каждом новом запуске оборудования;

• символьные адреса или имена предназначены для пользователей и поэтому должны нести смысловую нагрузку. В больших сетях такие адреса имеют иерархическую систему и состоят из отдельных доменов, идентифицируемых буквен­ными сокращенными наименованиями объектов, часто понятных пользователю (подобие доменных адресов в сети Интернет). Они могут иметь очень большую длину;

• числовые составные адреса фиксированного компактного формата, В качестве примера можно сослаться на IP-адреса в Интернете.

В современных сетях для адресации часто одновременно сочетаются все три ва­рианта адресов. Пользователь указывает символьный адрес, который сразу же в сети заменяется на числовой (по таблицам адресов, хранимых на сервере имен сети). При поступлении передаваемых данных в сеть назначения числовой адрес за­меняется на аппаратный. Возможная технология адресации сообщений заключает­ся в следующем. Компьютер-отправитель посылает всем компьютерам сети широ­ковещательное сообщение с просьбой опознать свое числовое имя. Опознавшему адрес компьютеру высылается аппаратный адрес, а затем и само сообщение.

Оптимальная маршрутизация обеспечивает:

• максимальную пропускную способность сети:

• минимальное время прохождения пакета от отправителя к получателю;

• надежность доставки и безопасность передаваемой информации,

Маршрутизация может быть централизованной и децентрализованной. Центра­лизованная маршрутизация допустима только в сетях с централизованным управ­лением: выбор маршрута осуществляется в центре управления сетью и коммутато­ры в узлах лишь реализуют поступившее решение. При децентрализованной маршрутизации функции управления распределены между узлами коммутации, в которых, как правило, имеется связной процессор.

Методы маршрутизации, используемые в сетях

1. Простая маршрутизация при выборе дальнейшего пути для сообщения (пакета) учитывает лишь статическое априорное состояние сети, ее текущее состояние - загрузка и изменение топологии из-за отказов — не учитывается. Одно из на­правлений простой маршрутизации — лавинное отправление сообщения сразу по всем свободным каналам. О достоинствах такой маршрутизации говорить не приходится.

2. Фиксированная маршрутизация учитывает только изменение топологии сети. Для каждого узла назначения канал передачи выбирается по электронной таб­лице маршрутов (route table), определяющей кратчайшие пути и время доставки информации до пункта назначения. Эта маршрутизация используется в сетях с установившейся топологией.

3. Адаптивная маршрутизация учитывает и изменение загрузки, и изменение то­пологии сети. При выборе маршрута информация из таблицы маршрутов допол­няется данными о работоспособности и занятости каналов связи, оперативной информацией о существующей очереди пакетов на каждом канале. В локальном варианте этой маршрутизации учитываются данные только о каналах, исходя­щих из текущего узла, а при распределенной адаптивной маршрутизации и дан­ные, получаемые от соседних узлов коммутации.

Маршрутизаторы иногда называют зеркалами: они получают сообщения из г го участка сети, определяют получателя сообщения и передают это сообща другой участок сети. Они широко используются и в качестве межсетевого интерфей­са, обеспечивая соединение сетей на более высоком уровне, нежели мосты, поскольку, им доступна информация о структуре сети и связях ее элементов между собой.

Маршрутизаторы обычно создаются на базе одного или нескольких процессоров и имеют специализированную операционную систему.

Концентраторы также используются для коммутации каналов в компьютерных сетях. Описанные при рассмотрении СТОД функции концентраторов — это один достаточно простой частный случай. В сетях основные функции концентратора за­ключаются в повторении сигналов (повторитель) и концентрировании в себе (кон­центратор), как в центральном устройстве, функций объединения компьютеров в единую сеть. Их часто называют хабами или многопортовыми повторителями. Концентратор образует из подключенных к его портам отдельных физических сег­ментов сети общую среду передачи данных — некий логический сегмент, обладаю­щий всеми функциями физического.

Концентраторы-хабы могут быть трех типов:

• пассивными, просто соединяющими сегменты сети одного типа, ничего нового не добавляя;

• активными, которые кроме соединения сегментов выполняют и усиление (реге­нерирование) сигналов (они, как и повторители, позволяют увеличить расстоя­ние между соединяемыми устройствами);

• интеллектуальными, дополнительно к функциям активных хабов выполняющие маршрутизацию сигналов по сегментам (посылают данные только в те сегменты, для которых они предназначена) и обеспечивающие некоторые сервисные тех­нологии, например, защиту информации от несанкционированного доступа, са­модиагностику и автоматическое отключение плохо работающих портов и т. д.

Модемы и сетевые карты

Модем (МОдулятор-ДЕМодулятор) — устройство прямого (модулятор) и обратно­го (демодулятор) преобразования сигналов к виду, принятому для использования в определенном канале связи.

Модемы бывают самые разные, но в первую очередь их можно разделить на ана­логовые и цифровые.

Разновидности модемов

Многие модемы кроме обеспечения процедур передачи информации выполняют и ряд других весьма полезных в системах телекоммуникаций функций, таких как

• «оцифровка» голоса и обратная операция восстановления оцифрованного голо­са (voice-модемы);

• прием и передача факсимильных сообщений (факс-модемы);

• автоматическое определение номера вызывающего абонента (АОН);

• функции автоответчика и электронного секретаря и т. п,

Поэтому современный модем кроме устройств модуляции и демодуляции (а иногда и вместо них) содержит специализированный микропроцессор, управ­ляющий работой модема, оперативную и постоянную память, элементы звуковой и световой сигнализации о режимах работы модема и характеристиках капала свя­зи. Постоянная память используется для сохранения конфигурации модема при выключении питания и часто может перепрограммироваться.

Современные модемы бывают двух классов:

Class 1 предполагает выполнение основной работы по приему и передаче сообще­ний компьютером с программой поддержки факсимильной связи. Модемы этого класса часто называются программными (software) модемами. Программные модемы бывают на шине PCI, а поскольку они работают только под управлением Windows, их называют также Win-модемами. В программных модемах часть их функций реа­лизована не в виде микросхем, а заменена программой, которая выполняется цен­тральным процессором ПК. Такая замена существенно удешевляет модем, но обу­словливает некоторую дополнительную нагрузку на сам компьютер. Правда, при наличии процессора Pentium II и ОЗУ 32 Мбайт эта нагрузка практически незамет­на. Win-модемы хуже работают на плохих телефонных линиях: возможностей на­стройки у них меньше, чем у аппаратных модемов, и чаще происходит обрыв связи.

Class 2 реализует все процедуры передачи и приема факсов средствами самого модема; естественно, модемы второго класса несколько дороже, но они более эф­фективны, особенно при работе в многозадачных операционных системах- Такие модемы часто называются аппаратными (hardware) модемами, Аппаратные модемы бывают на тине ISA и на шине PCL PCI-модемы ввиду отсутствия логического СОМ-порта работают хорошо только под Windows, а для работы в DOS, Linux и т. д. требуют специальных драйверов. ISA-модемы, еще недавно доминировавшие на рынке, сдают свои позиции ввиду отсутствия шины ISA на последних моделях материнских плат. Достоинство hard-модемов в том, что они просты в настройке, не занимают внутренних ресурсов ПК и хорошо «держат» плохие телефонные линии. Существуют еще два типа современных и дешевых модемов: AMR (Audio and Modem Riser Card) и CNR (Communication and Networking Riser Card) модемы, ко­торые могут работать только с новейшими Intel-чипсетами и с тональными набира-телями номера.

Модемы различаются также

• конструкцией — автономные и встраиваемые в аппаратуру:

• интерфейсом с каналом связи — контактные и бесконтактные (аудио);

• назначением — для разных каналов связи и систем, например, для систем пере­дачи только данных — модемы, для систем передачи данных и факсов — факс­ модемы (правда, сегодня большинство фирм выпускают факс-модемы, а «чис­тые» модемы, без факсовых функций, практически уже не выпускаются);

• скоростью передачи — существует стандарт скоростей (шкала) передачи дан­ ных, соответствующий стандарту протоколов МККТТ для телефонных каналов связи. Он включает следующие скорости (в битах/с): 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 12000, 14400, 16800, 19200, 28800, 33600, 56000. Сейчас выпускаются в ос­ новном модемы со скоростью 56000 бит/с.

Ранее модемы выпускались каждый для определенной скорости работы; совре­менные модемы более универсальны: некоторые из них (например, МТ1932, МТ2834 и т. п.) могут работать как с коммутируемыми, так и с некоммутируемыми канала­ми связи; поддерживают почти всю шкалу названных скоростей; имеют режимы модема и факс-модема, При плохих условиях работы модемы сами понижают свою скорость до достижения приемлемого уровня искажений.

Остановимся несколько подробнее на конструктивных разновидностях моде­мов: автономных и встраиваемых в аппаратуру, Автономные модемы часто называ­ют внешними, а встраиваемые в аппаратуру — внутренними,

Внутренний модем представляет собой плату, вставляемую в разъем внутренней платы устройства, например, в слот системной платы компьютера, имеющей евро-разъем типа RJ-U для подключения к телефонной линии связи,

Внешний модем — это самостоятельная конструкция, обычно в виде небольшой коробочки, оснащенная блоком литания, разъемами для подключения к аппаратуре (к последовательному порту компьютера — RS-232) и телефонному каналу (разъем RJ-11), а также панелью с индикаторами. Индикаторы дают информацию о режи­мах работы модема. Так, индикаторы показывают:

• MR (Modem Ready) - модем включен в сеть;

• ОН (Off Hook) — модем «поднял трубку»;

• АА (Auto Answer) — модем отвечает на звонок телефона;

• CD (Carrier Detect) — модем определил другой модем в линии;

• DC (Data Compression) - выполняется процедура сжатия данных;

• ЕС (Error Control) — выполняется процедура контроля ошибок и т. д.

На внешнем модеме могут быть световые индикаторы его работы.

Некоторые внешние модемы имеют регулятор громкости звука, что тоже бывает не лишним. Поэтому, хотя внешний модем стоит обычно дороже внутреннего, тре­бует автономного питания, иногда он предпочтительней.

Отдельно следует упомянуть модемы Pocket PC, PCMCIA и PC-Card для порта­тивных компьютеров, позволяющие последним работать в системах телекоммуни­каций и компьютерных сетях, В частности, модемы PCMCIA, поддерживающие протокол MNP-10. обеспечивают работу портативных ПК с электронной почтой и с сетью Интернет через мобильный радиотелефон,

На российском рынке широко представлены модемы фирм ZyXEL U.S. Ro­botics (3Com). Genius, Rockwell, Motorola, Lucent, IDC и др. Наиболее популярны модемы первых двух фирм, в общем занимающие 75% рынка. Модемы тайваньской фирмы ZyXEL используют собственные эффективные протоколы защиты от оши­бок ZyCell, обеспечивающие хорошую работу на весьма некачественных россий­ских каналах связи, вплоть до каналов сотовой телефонии, и лучше других реализу­ют отправку и прием факсов, но они, как правило, дорогие. Модемы американской фирмы U.S. Robotics по популярности еще в 1996 году существенно уступали моде­мам ZyXEL, но сейчас уже значительно обошли их. Рост их популярности основан на хорошей работе в компьютерных сетях и невысокой стоимости, а также на том, что U.S. Robotics опередила ZyXEL с выпуском высокоскоростных модемов прото­кола V.90

Сейчас компания U.S.Robotics выпускает модемы трех семейств:

• Sportster — недорогие модемы, оснащенные минимумом функций;

• Courier — профессиональные высокоскоростные модемы;

• Worldport — модемы, ориентированные на работу в сотовых линиях связи. Многие типы модемов обеспечивают весьма разнообразные сервисные возмож­ности. Например, модемы серии ZyXEL U, оснащенные фирменным программным обеспечением Zvoice, функции факса, автоответчика и АОН могут выполнять весь­ма эффектно в автоматическом режиме. Так, в ответ на телефонный звонок факс ­модем «поднимет трубку^, определит номер абонента, высветит его на экране: за­тем, как автоответчик, воспроизведет свое приветствие и проанализирует, кто с ним соединился. Если он услышит приветствие факса, то примет факс и, при наличии подключенного принтера, распечатает его. Если позвонит абонент, передающий данные, то факс-модем примет их и загрузит в подсоединенный к нему почтовый ящик (конечно, если таковой подключен). Если же позвонит по телефону человек, то речевое сообщение может быть записано на магнитный диск и прослушано поз­же через телефон. При автоматической рассылке факсов модем, если для него зара­нее подготовлен текст и список телефонов рассылки, самостоятельно будет обзванивать клиентов и отправлять им факсы, причем если трубку снимет человек, то факс-модем вежливо «по-человечески» попросит его принять факс.