Вопросы к ГОСам по СТвТК

1. Топологии физических связей. Полносвязные, неполносвязные, смешанные топологии. Достоинства и недостатки.

При подключении нескольких компьютеров в сеть выбирают способ организации физической связи между ними, т.е. выбирают топологию сети. Топология сети – конфигурация графа, вершинами которого являются компьютеры, а ребрами физические связи между ними.

Виды топологий:

- полносвязная топология – соответствует сети в которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными. Несмотря на логическую простоту, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным. В таком случае каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров сети. Для каждой пары компьютеров должна быть выделена отдельная линия связи. Используется при небольшом количестве узлов, без перспектив роста сети

- неполносвязная топология. Для обмена данными между двумя компьютерами может потребоваться транзитная передача данных через другие узлы сети.

Топология «шина».В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, к которому подключены все компьютеры сети. Данная топология является наиболее простой и распространенной реализацией сети.

При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному узлу (коммутатору), который устанавливает поддерживает и разрывает связи между рабочими станциями ( наиболее распространена)

При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер выступает в роли повторителя, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру.

Топология	Преимущества	Недостатки
Шина	Экономный расход кабеля. Сравнительно недорогая и несложная в использовании среда передачи. Простота, надежность. Легко расширяется	При значительных объемах трафика уменьшается пропускная способность сети. Трудно локализовать проблемы. Выход из строя кабеля останавливает работу многих пользователей
Кольцо	Все компьютеры имеют равный доступ. Количество пользователей не оказывает значительного влияния на производительность. Простота. дешевизна.	Выход из строя одного компьютера может вывести из строя всю сеть. Трудно локализовать проблемы. Изменение кон-фигурации сети требует остановки всей сети
Звезда	Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры. Централизованный контроль и управление. Выход из строя одного ком-пьютера не влияет на работоспособность сети	выход из строя коммутатора приведет к неработоспособности всей сети. конечное число рабочих станций в сети ограничено количеством портов коммутатора.

- смешанная топология. Характерна для крупных сетей, в которых есть произвольные связи между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты(подсети), имеющие типовую топологию(звезда, кольцо или шина).

2. Структуризация сети. Физическая и логическая структуризация сети.

При большом количестве компьютеров появляются различные ограничения для различных топологий ( ограничения на количество узлов, на длину связи между узлами сети, на интенсивность трафика). Для снятия этих ограничений используют методы структуризации сети и специальное структурообразующее оборудование (повторители, мосты и т.д.).

Различают физич. и логич. структуризацию. Физ. структ.- это электрическое соединение устройств связи. Физ. структ. сети предусматривает выбор архитектурно-планировачных и технологических решений и в большинстве случаев, эти решения можно разбить на три типа: решения для отдельно стоящих зданий, рассматриваются при проектировании и внедрении структурированных кабельных систем (СКС); территориальное решение, предост. операции связи различных каналов и подбор канального оборудования; решения для группы зданий.

Лог.структ.- это маршруты передачи данных между устройствами связи. Логическая структуризация сети это процесс разбития сети на сегменты с локализованным трафиком. Лог. структуризация сети направлена на повышение производительности и безопасности сети.

На рисунке физическая структуризация — шина, логическая — кольцо. Чаще всего физическая и логическая структуризации не совпадают.

Средствами физической структуризации являются повторители и концентраторы, т.к. они используются для добавления новых физических сегментов. Средствами логической структуризации являются мосты, коммутаторы и маршрутизаторы.

3. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI. Передача сообщения по сети. Основные типы протоколов в модели OSI

Модель OSI - модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection) определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень. Модель была разработана в 1983 году. Целью создания этой модели было упрощение передачи информации в сети. Модель OSI делит сложную задачу передачи информации на семь менее крупных и, следовательно, более легко решаемых задач. Эта модель использует принцип открытости систем. Открытая система – сетевое устройство, готовое взаимодействовать с другими сетевыми устройствами с использованием стандартных правил, которые определяют формат, содержание и значение принимаемых и отправляемых сообщений. Примером открытой системы является Интернет. В модели OSI средства взаимодействия делятся на 7 уровней: 1. Физический, 2. Канальный, 3. Сетевой, 4. Транспортный, 5. Сеансовый, 6. Представительный, 7. Прикладной

Интерфейс — правила, определяющие взаимодействие сетевых компонентов соседних уровней одного узла. Интерфейс определяет набор сервисов, предоставляемых данным уровнем соседнему уровню. Протокол — правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах. Стек протоколов — иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети. Преимущества модели OSI: 1. возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных производителе; 2. возможность «безболезненной» замены отдельных компонентов сети другими, более современными, что позволяет сети развиваться с min затратами; 3. возможность легкого сопряжения одной сети с другими; 4. простота освоения оборудования и обслуживания сети.

Организация взаимодействия между узлами А и В начинается с активизации процессов и протоколов верхнего уровня с последовательным вовлечением в работу всех 7 уровней. Приложение обращается с запросом к прикладному уровню. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня 7 формирует сообщение стандартного формата, состоящее из заголовка и поля данных. Заголовок содержит служебную информацию, которую необходимо передать через сеть прикладному уровню машины-адресата(узел В), чтобы сообщить ему, какую работу надо выполнить. После формирования сообщения прикладной уровень направляет его вниз по стеку представительному уровню. Протокол представительного уровня на основании информации, полученной из заголовка прикладного уровня, выполняет требуемые действия и добавляет к сообщению собственную служебную информацию заголовок представительного уровня, в котором содержатся указания для протокола представительного уровня узла В. Полученное в результате сообщение передается вниз сеансовому уровню, который в свою очередь добавляет свой заголовок, и т. д. Сообщение достигает нижнего, физического уровня, который и передает его по линиям связи узлу В. К этому моменту сообщение «обрастает» заголовками всех уровней. Переданное по линиям связи сообщение поступает на физический уровень узла В и последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует и обрабатывает заголовок своего уровня, выполняя соответствующие данному уровню функции, а затем удаляет этот заголовок и передает сообщение вышележащему уровню.

В модели OSI используют два основных типа протоколов.

- с установлением соединения (т.е. перед обменом данными отправитель и получатель должны сначала установить соединение, после завершения диалога они должны разорвать это соединение). Например телефонная связь. Протокол ТСР

- без предварительного установления соединения(Такие протоколы называются дейтаграммными). Отправитель передает сообщение, когда оно готово, например письмо. Протокол UDP

4. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI. Назначение уровней модели. Сетезависимые и сетенезависимые уровни.

Модель OSI - модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection) определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень. Модель была разработана в 1983 году. Целью создания этой модели было упрощение передачи информации в сети. Она состоит из семи уровней.

7 Приклодной. Представляет собой набор разнообразных протоколов с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, а так же организуют свою совместную работу. Не представляет услуг ни одному другому уровню модели OSI, обеспечивает услугами прикладные процессы, лежащие за приделами модели OSI. (примеры протоколов прикл. уровня: HTTP–протокол передачи гипертекстовой информации; FTP-протокол пересылки файлов; SMTP,POP3, IMAP-протоколы электронной почты; H.323,SIP-протоколы IP-телефонии)

6 Представительный. На передаче преобразует данные в форма необходимый для передачи, на приеме преобразует данные в соответствующий формат приемника(SSL обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP)

5 Сеансовый. Создает стандарт сеанса и контролирует его соблюдение, в случае прерывания сеанса протокола обеспечивает его восстановление без потерь, в противном случае извещает операторов о невозможности дальнейшей работы.

4 Транспортный. Отвечает за достоверную передачу данных с заданной степенью надежности(TCP-протокол управления передачей, UDP-протокол пользовательских дейтаграмм, SCTP-протокол передачи с управлением потоком)

3 Сетевой. Отвечает за маршрутизацию данных в сети, объединяет несколько сетей, обеспечивает согласование технологий. Сообщение сетевого уровня называется пакетом. (IP 4, IP 6) На данном уровне различают два вида протоколов: Сетевые протоколы (обеспечивают продвижение пакетов через сеть); Протоколы маршрутизации (с их помощью устройства сети собирают информацию о топологии межсетевых соединений). Наиболее часто на сетевом уровне используются протоколы: 1. IP - протокол межсетевого взаимодействия (Internet-протокол); 2. IPX - протокол межсетевого обмена.

2 Канальный. Обеспечивает надежную доставку данных в физической сети. Регулирует поток данных, определяет и исправляет ошибки. Сообщения канального уровня называются кадрами.

1 Физический. Нижний уровень, обеспечивающий физическое кодирование бит кадра в электрические (оптические) сигналы и передачу их по линиям связи. Определяет тип кабелей и разъемов, назначение контактов и формат физических сигналов. Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. (спецификация 10Base-T технологии Ethernet, которая определяет в качестве используемого кабеля неэкранированную витую пару категории 3 (категория определяет полосу пропускания кабеля, величину перекрестных наводок и некоторые другие параметры) с волновым сопротивлением 100 Ом, разъем RJ-45, максимальную длину физического сегмента 100 м, а также некоторые другие характеристики среды и электрических сигналов.)

Сетезависимые уровни(1,2,3) - это уровни для которых переход на новое оборудование означает полную смену протоколов во всех узлах сети. Сетенезависимые(7,6,5) – это уровни которые ориентированы на приложения пользователей. На протоколы таких уровней не влияют ни изменения в топологии сети, ни замена оборудования, ни перевод на другую сетевую технологию. Транспортный уровень является промежуточным он скрывает детали функционирования нижних уровней от верхних.

Вопрос 5: Состав и назначение двухмашинного управляющего комплекса (дук). Особенности работы.

При централизованном программном управлении ЦУУ должен выполнять следующие функции:

1. Управление обслуживанием вызова, включая анализ имеющихся в базе данных информации об абоненте А, прием цифр номера, контроль процесса обслуживания вызова во всех фазах

2. Управление коммутацией.центральный процессор хранит отображение всех путей, находит и резервирует путь для запрашиваемого абонентским модулем соединения

3. Контроль, диагностика неисправностей и восстановление рабочей конфигурации системы.

Высокие требования к надёжности работы центральных устройств управления (ЦУУ) в централизованных иерархических ЭУС узлов коммутации, а также желание в ряде случаев повысить его производительность для достижения лучших экономических показателей, привели к построению ЦУУ, содержащих несколько ЭУМ или центральных процессоров. В коммутационной технике связи наиболее широкое распространение получили двухмашинные ЦУУ, называемые часто двухмашинными управляющими комплексами (ДУК). Двухмашинный управляющий комплекс (ДУК) получил использование на станциях: "Кварц", "Квант", "Исток".

Структурная схема ДУК приведена на рис.

ЭУМ - электронные управляющие машины; ЗУ - запоминающее устройство, состоящее из ОЗУ и ПЗУ; ЦПР - центральный процессор; КВВ - канал ввода - вывода; КМО - канал межмашинного обмена, предназначен для обмена информацией между ЭУМ. С помощью схем сравнения проверяется одинаковость выполнения каждой команды в обеих ЭВМ. МП - машинная периферия;

Для организации согласованной работы двух ЭУМ по выполнению функций, возложенных на ЦУУ, необходимо обеспечить между ними функциональные и информационные связи. Характер и организация этих связей в значительной степени определяются режимами работы ДУК. Применяются следующие режимы работы ДУК:

-автономный;

- синхронный;

- разделения нагрузки.

При работе ДУК в автономном режиме одна из исправных ЭУМ (основная) выполняет возложенные на ЦУУ функции, связанные с обслуживанием всех поступающих вызовов, а другая ЭУМ (резервная) находится в состоянии полной готовности и в любой момент может заменить основную ЭУМ (нагруженный резерв). При этом резервная ЭУМ либо не решает никаких задач, либо решает контрольные задачи, а основная ЭУМ периодически переписывает из своего ОЗУ информацию о всех соединениях, установленных для обслуживаемых вызовов, в общее с резервной ЭУМ внешнее ЗУ. При выходе из строя основной ЭУМ обслуживание вызовов, о которых имеется информация в ВЗУ, продолжается резервной ЭУМ. Остальные вызовы, находившиеся на обслуживании основной ЭУМ в момент её отказа, теряются.

При синхронном режиме обе ЭУМ работают параллельно и выполняют все функции УУ. Одна из них является ведущей, другая ведомай. Ведущая ЭУМ может выдавать выработанную команду, а ведомая нет. Устройство сопряжения процессоров обеспечивает взаимный информационный обмен, при этом оба процессора имеют в своих ЗУ полную информацию о состоянии системы управления всей АТС.

В режиме разделения нагрузки нагрузка, поступающая к ЭУМ, делится на 2 половины. Одну половину обслуживает первая ЭУМ, вторую половину обслуживает вторая ЭУМ. При выходе из стоя одной из ЭУМ исправная ЭУМ принимает на себя управление всей АТС.

Хотя двухмашинные ЦУУ повышают живучесть системы, но сохраняют другие недостатки:

- ограничение возможности расширения ёмкости узла коммутации. Необходимо устранить сразу УУ с производительностью, достаточной для управления максимальной проектируемой ёмкостью танции.

-достаточно низкая эффективность использования вычислительных ресурсов ЦУУ и его технико-экономические показатели в период с момента установки до достижения им максимальной ёмкости.