Поставщики услуг

Электронная почта стала доступна и через крупных поставщиков, которые предоставляют пользователям связь и услуги по всему миру. Вот список пяти основных:

• Microsoft (MSN);

• CompuServe;

• America Online®;

• MCI MAIL®;

• AT&T.

Их системы почты превратились в стандартные платформы связи, через которые каждый абонент может связываться с любым другим подписчиком, имеющим в системе почтовый ящик. Кроме того, одна служба может обмениваться сообщениями с другой службой. Этой возможностью пользуются, например, абоненты CompuServeи MCI. Подписка на такие услуги доступна через локальных поставщиков.

Поддержка

При планировании системы e-mailадминистратор сети должен позаботиться об ее поддержке и обучении пользователей. Некоторые организации на роль администратора электронной почты назначают специального сотрудника, в обязанности которого входит:

• создание, модификация и удаление пользователей и групп;

• управление хранилищем сообщений и папок на почтовом сервере;

• администрирование каталога электронной почты;

• указание новых почтовых отделений, удаленных пользователей и сетей, с которыми должна обмениваться данными Ваша почтовая система;

• обучение новых пользователей.

Стандарты

Администратор, создающий систему e-mail, должен учитывать стандарты, которые способствуют стабильному и быстрому развитию сетевых продуктов. Большинство популярных стандартов разработано Всемирным комитетом по стандартизации. Приведем один из наиболее распространенных стандартовSimple Mail Transfer Protocol,SMTP(простой протокол передачи почты), был создан для обмена сообщениями между двумя удаленными сетевыми компьютерами. Он используется в Интернете,UNIX-системах и как часть стека протоколовTCP/IP.

SMTPработает совместно с другими программами электронной почты, что поддерживают и серверные функции, и функции клиента при передаче и приеме сообщенийe-mail.

SMTPпредоставляет управляющие сигналы, используемые двумя компьютерами в процессе взаимодействия (“рукопожатия”). Сигналы включают:

• проверку соединения;

• передачу сообщения;

• идентификацию отправителя;

• параметры передачи.

SMTPнаделяет программы, которые его используют, следующими функциями:

• обзором содержания сообщения;

• ретрансляцией сообщений;

• отправкой сообщений группам.

SMTPпредоставляет также адресную книгу.

Рис. SMTP позволяет двум удаленным компьютерам обмениваться сообщениями электронной почты

Сети, которые связаны с другими сетями общей несущей, могут столкнуться с проблемой: как обмениваться сообщениями, если их почтовые системы различны? В этой ситуации сеть должна транслировать входящие сообщения в формат, понятный собственной системе. Устройство, выполняющее преобразование, называется шлюзом. Обычно он представляет собой компьютер, выделенный специально для этой задачи.

Лекция 9. Эффективность функционирования вычислительных машин, сетей и телекоммуникационных систем и пути ее повышения.

Кратко обсудим некоторые перспективы развития вычислительной техники и различных средств передачи данных.

24. 1. Пятое поколение электронных вычислительных машин

Историю развития вычислительных машин принято делить на несколько поколений, подразумевая под этим модели ЭВМ, характеризуемые одинаковыми технологически-программными решениями (элементная база, логическая архитектура, программное обеспечение).

Пятое поколениезародилось в недрах нынешнего четвертого Согласно проектам ЭВМ и вычислительные системы пятого поколения помимо более высокой производительности и надежности при более низкой стоимости, вполне обеспечиваемые СБИС и другими новейшими технологиями, должны удовлетворять следующим качественно новым функциональным требованиям:

• Обеспечивать простоту применения ЭВМ путем реализации эффективной систем ввода-вывода информации голосом и изобразительной; диалоговой обработки информации с использованием естественных языков; возможности обучаемости, ассоциативных построений и логических выводов (интеллектуализацияЭВМ);

• Упростить процесс создания программных средств путем автоматизации синтеза программ по спецификациям исходных требований на естественных языках; усовершенствовать вспомогательные инструментальные средства и интерфейс разработчиков с вычислительными средствами;

• Улучшить основные характеристики и эксплутационные качества ВТ для удовлетворения различных социальных задач; улучшить соотношениязатрат и результатов, быстродействия, легкости и компактности ЭВМ; обеспечить их разнообразие, высокуюадаптируемостьк приложениям инадежностьв эксплуатации.

Специалисты оценивают данный проект как чрезвычайно трудный. Среди разработок в рамках данного проекта можно отметить следующие основныенаправления: разработка высокопроизводительных средств параллельной обработки информации, устройства перевода с японского языка на английский посредством голоса, параллельную ЭВМлогическоговывода, информационно вычислительную сеть на 10 0000 автоматизированных рабочих мест, процессоры баз данных и знаний. Особое внимание уделяется проблеме обеспечения надежности ВТ, включая самотестирование и элементов искусственного интеллекта для диагностики сбоев.

Предполагается, что ПК в рамках ЭВМ пятого поколения будут по основным параметрам соответствовать современным большим и супер–ЭВМ.

2.Активные сети

Решений проблемы нехватки пропускной способности в нелокальных сетях предложено множество. Приверженцы кардинальных подходов ратуют за полное обновление коммуникационной инфраструктуры, переход на оптоволоконные линии, замену протоколов. Этот путь, однако, сопряжен не только со значительными затратами, но и с низкими темпами внедрения: как известно, процесс стандартизации новых технологий и протоколов обычно растягивается на несколько лет, немало времени уходит и на их реализацию в коммерческих продуктах.

Специалисты, придерживающиеся более консервативных взглядов, не спешат обесценить сделанные ранее инвестиции. Они стремятся не радикально увеличить полосу пропускания, а повысить эффективность использования уже имеющихся ресурсов. В этом русле ведутся многочисленные разработки по совершенствованию алгоритмов маршрутизации, приданию коммутаторам более “интеллектуального облика” (коммутация третьего и четвертого уровней), реализации схем обработки трафика по приоритетам (QoS) и т.д.

Менее традиционной выглядит идея наделить сетевые приложения способностью самостоятельно определять протоколы, применяемые при передаче и приеме данных. Эта идея особенно заманчива в случае распространения на всю глобальную сеть. Если приложения начнут отправлять в сеть фрагменты исполняемого кода для управления работой промежуточных узлов, появится возможность настраивать функционирование сети под текущие потребности отдельных программ или пользователей. Этот подход, постепенно оформившийся в концепцию активных сетей (activenetworks), позволяет реализовать новые сетевые услуги и протоколы, минуя длительный процесс стандартизации.

За прошедшие годы концепция активных сетей впитала в себя множество авторских идей, фактически превратившись в обобщающее название группы различных технологий. Эти технологии объединяет стремление значительно увеличить интеллектуальность глобальных сетей, подняв ее на качественно новый уровень.

В традиционной среде с коммутацией пакетов обработка поступающего трафика маршрутизаторами в конечном счете сводится к пассивной пересылке данных из входных портов в выходные. Сетевые устройства не способны воспринимать смысл данных, генерируемых приложениями, так что те путешествуют по сети своем первоначальном виде. Функция активного оборудования ограничивается анализом заголовков в сетях с коммутацией пакетов либо передачей и приемом сигнальной информации в сетях, ориентированных на установление соединений.

Концепция активных сетей предлагает принципиально иной взгляд на обработку трафика, которая должна учитывать запросы приложений и быстро меняющееся состояние сети. Функции динамического управления можно реализовать путем загрузки в сетевые устройства специального программного обеспечения с возможностью его оперативной модификации перенастройки (отсюда еще одно названиепрограммируемые сети). Главная проблема здесь заключается в выборе конкретного способа доставки ПО в сетевые узлы. Основные варианты ее решения можно условно разбить на две большие группы. В первом случае загрузка ПО выполняется заранее, а поступающий трафик осуществляет лишь переключение на тот или иной сценарий обработки. Во втором исполняемые коды встраиваются непосредственно в пакеты данных.

Рис. 24.1 Архитектура активного узла

В качестве примера первого подхода рассмотрим архитектуру активных сетей, которая разработана в Технологическом институте шт. Джорджия не в последнюю очередь с ориентацией на построение самоорганизующихся КЭШей в глобальных сетях.

Активные узлы и обработка пакетов.

Для каждого промежуточного узла, называемого активным,определяется ограниченный набор операций с принимаемыми пакетами. При обработке трафика может использоваться информация о состоянии, которая хранится в данном узле и сама по себе не передается от узла к узлу (роль такой информации в традиционных сетях с коммутацией пакетов играют таблицы маршрутизации или таблицы коммутации виртуальных соединений).

Интерфейс между пользователем и сетью в этом случае организован простейшим образом. В заголовке каждого пакета содержится служебная информация (ActiveProcessingControlInformation,APCI), включающая идентификатор функции и дескриптор. Идентификатор определяет вызываемую функцию обработки, а дескриптор указывает на параметры состояния активного узла, которые должны использоваться в процессе обработки. Последовательность операций с поступившим пакетом выглядит так:

• определяется выходной порт (традиционным способом);

• если пакет содержит управляющую информацию, он переадресуется активному процессору, если нет — поступает в выходной порт;

• в соответствии с содержимым ACPIвызывается функция обработки и из информации о состоянии извлекаются требуемые параметры; если результатом выполнения функции является пакет, подлежащий передаче, производится обновление заголовка сетевого уровня и повторное вычисление APCI; одновременно обновляется информация о состоянии узла;

• пакет через выходной порт передается на следующий узел.

Наличие в активном узле предопределенного набора функций ограничивает гибкость данного подхода, зато позволяет оптимизировать процедуры обработки, реализовать их на аппаратном уровне и снять проблемы безопасности. Примерами функций, выполняемых по описанной схеме, могут служить буферизация пакетов и управление пропускной способностью выходных портов в соответствии с загрузкой каналов, упреждающее отбрасывание логически связанных порций данных при повреждении отдельных пакетов, дополнительное сжатие трафика до передачи его по перегруженному участку сети.

Типичная архитектура активного узла, оптимизированная для обработки сетевых перегрузок, показана на рис. 24.1. Переключатель перегрузки получает информацию от сетевых мониторов и обновляет таблицу маршрутов для нормального и перегруженного состояний сети. Путь, помеченный стрелке “Нет”, соответствует обычной транспортировке пакета в выходной порт, а стрелкой “Да” — обработке при высокой загруженности сети. В последнем случае пакет поступает на один из активных процессоров, где он преобразуется в новый формат (например, осуществляется разбиение на фрагменты, передаваемые отдельно). Внутреннее ядро маршрутизации обеспечивает высокоскоростную передачу пакетов между портами и активными процессорами.

Появление активных сетей, развернутых поверх существующих корпоративных коммуникационных инфраструктур или сетей провайдеров, должно не только изменить работу традиционных приложений (например, реализация интеллектуальных схем диагностики нарушений функционирования сети, многоадресная рассылка пакетов и передача аудио- и видеопотоков в реальном времени), но вызвать к жизни совершенные новые виды услуг(например, реализация онлайновых аукционов).

24. 3. Новое поколение радиосредств

Компания CompTekразработала целую серию устройств беспроволочной передачи данных, в том числе и радиомаршрутизаторыRevolution. Следующий шаг в развитии беспроводных сетейпереход на высокоскоростное 11-Мбит/с оборудование

3.Технологии и компоненты передачи данных по линиям электропитания

В последнее время наблюдается всплеск интереса к средствам передачи данных по линиям электропитания. Это обусловлено, прежде всего, повсеместно возрастающей потребностью в средствах телекоммуникаций как в глобальном, так и в локальном масштабах. Системы управления и мониторинга в промышленности и на транспорте, в медицине, энергетике, системах экологической безопасности и других областях человеческой деятельности становятся все более интеллектуальными и распределенными. Одновременно значительное распространение получают новые виды информационного обмена — средства домашней автоматики, сети малых и домашних офисов (SOHO), распределенные системы охранной и иной сигнализации, которые также нуждаются в развитой инфраструктуре средств связи. При этом определяющую роль играет экономический фактор: средства информационного обмена, являясь “инструментом” коммуникаций, должны быть дешевыми и повсеместно доступными.

На фоне слабой инфраструктуры российской проводной связи именно широкая распространенность электрических сетей, отсутствие необходимости проведения дорогостоящих работ, связанных с созданием траншей и колодцев, пробивкой стен и прокладкой кабелей, а также возможность формирования симметричных каналов связи стимулируют повышенный интерес к электрическим сетям как среде передачи данных.

Оговоримся сразу, что речь идет о передаче данных между узлами, подключенными к одной фазе понижающего трансформатора, т.е. о передаче в пределах одной трансформаторной подстанции.

Сложность организации связи по линиям электропитания заключается в том, что существующие электросети первоначально не предназначались для передачи данных. Они характеризуются высоким уровнем шумов и быстрым затуханием высокочастотного сигнала, а также тем, что коммуникационные параметры линии, постоянные для традиционных физических сред, существенно меняются во времени в зависимости от текущей нагрузки. Специфической особенностью линий электропитания является и их разветвленная древовидная топология. Кроме того, при организации связи должны быть обеспечены электромагнитная совместимость и экранирование процессов передачи данных от собственно электропотребления.

Базовые компоненты

Типовая функциональная схема и основные компоненты коммуникационного узла “электрической сети связи” представлены на рис. ниже.

Ядром коммуникационного узла являются контроллеры сетевого, канального и физического уровней; последние часто называются также приемопередатчиками или трансиверами. Как правило, эти компоненты реализуются на базе универсальных либо специализированных микропроцессоров и выпускаются рядом фирм в виде наборов микросхем.

Изолирующий (соединительный) модуль в общем случае осуществляет две функции: изолирует аппаратуру коммуникационного узла от напряжения питания и выделяет информационный сигнал из силового напряжения. Обычно этот модуль выполняется из отдельных радиоэлектронных компонентов.

Рис. 24.2 Блок-схема коммуникационного узла

Некоторые фирмы изготавливают специальные микросхемы усилителей мощности, позволяющие передавать сигнал на большие расстояния. На основе этих компонентов может построен электромодем со стандартным или заказным интерфейсом пользователя.

24.4. Мобильная спутниковая связь

Широко известны системы спутниковой связи Euteltracs,Inmarsat,OmnitracsиProdat, услугами которых пользуются по большей части компании-грузоперевозчики из разных стран мира. Стоимость услуг составляет не менее 3 долларов в мин.

24. 5. Компьютеры + ТВ

В будущем интерактивность телерадиовещания будет играть ключевую роль. Это становится очевидным при обращении кWeb-страницам новостей. Интерактивность обеспечивает связь между пользователем и создателем программ или поставщиком услуг, позволяя первому быстрее и точнее выбирать желаемое. Благодаря интерактивности телерадиовещание из средств потребления массовой информации превращается в новый вид мультимедиа-связи. План конвергенции ТВ и компьютеров предложенный Форумом современных телевизионных систем содержит описание средств создания программ и их доставки как на телевизионные приемники, так и непосредственно на вход персонального компьютера. Согласно этому плану, телевизионный сигнал повышенного качества в интерактивной системе состоит из трех основных компонентов:извещениядля приемника о том, что в сигнале имеются данные повышенного качества, самогопрограммного содержанияповышенного качества ипусковых сигналов, указывающих приемнику, в какой момент отображать те или иные элементы данных.

24.6. Интегрированные услуги нового поколенияInternet

Современные тенденции развития сетей передачи данных (СПД) можно рассматривать как результат постоянного взаимодействия базовых телекоммуникационных технологий. До недавнего времени основными объектами коммуникационной индустрии были телефонные сети общего пользования (ТфОП) и сети передачи данных (СПД). Сегодня мы присутствуем при появлении новой концепции — сетей с интеграцией сервисов (СИС), которые наследуют лучшие свойства своих предшественников.

Эволюция сетевых технологий

Телефонные сети

Телефонные сети общего пользования появились еще в прошлом веке. Их современное состояние стало результатом развития цифровых технологий передачи данных и мультиплексирования каналов. Примечательно, что более чем за сто лет цифровые технологии (прежде всего — методы уплотнения и передачи, PDH, а затем иSDH) модернизировали лишь опорную структуру ТфОП, в то время как средства доступа принципиально не изменились: они по-прежнему ориентированы на аналоговый канал, сформированный при помощи медной пары. В 80-е гг. телефонные компании предприняли попытку адаптироваться к изменившимся условиям и предоставить клиентам новый тип услуги —ISDN(цифровая сеть комплексного обслуживания). Но и эта технология не отошла от общих принципов построения ТфОП, поэтому получила меньшее распространение,чем ожидалось. Некоторые компонентыISDN, однако, оформились в самостоятельные технологии; примером может служить семейство методов доступа к СПД по цифровым абонентским линиям (xDSL).

Сети передачи данных

Строительство первой глобальной сети передачи данных ARPANET, основанной на коммутации пакетов, началось в США около 30 лет назад. В 1974 г. на базе пятилетних исследований сетиARPANETбыла разработана модельTCP/IP, которая вскоре дополнилась другими протоколами и оказа­лась “двигателем”Internet.

С развитием инфраструктуры глобальных сетей, ростом их пропускной способности и уменьшением задержек, связанных с обработкой пакетов, видоизменялись и сетевые приложения. В частности, возросла доля трафика, приходящегося на мультимедиа-объекты, появился ряд совершенно новых мультимедийных сервисов, например аудио и видео по запросу, IP-телефония.

Сети АТМ

Метод асинхронной передачи, основанный на коммутации ячеек данных, представляет собой определенный компромисс между двумя указанными выше группами технологий. Для обмена данными он требует предварительной установки (и резервирования) виртуального канала, по которому будут передаваться ячейки, но пользуется преимуществами статистического мультиплексирования. В совершенствовании технологии АТМ принимают активное участие как компании, традиционно специализировавшиеся на СПД, так и представители телефонии. Поэтому АТМ отлично подходит и для сетей передачи данных, и для сетей с интеграцией сервисов и телефонных систем.

Весьма элегантная и хорошо продуманная технология асинхронной передачи, однако, не получила того распространения, особенно в области ЛВС, которое предрекали эксперты. Произошло это главным образом потому, что в качестве универсальной сетевой среды АТМ оказалась сложной в настройке и сопровождении, а соответствующее оборудование — сравнительно дорогим. Тем не менее АТМ определенно имеет будущее и как самостоятельная технология, и как составная часть СИС.

Появление концепции СИС

Быстрое развитие Internet, появление новых услуг выявили недостатки и сетей передачи данных, и ТфОП. Телефонная сеть не в силах предоставить качественный и эффективный доступ к ,aInternetне может гарантировать требуемых характеристик передачи информации в режиме реального времени. В этой связи весьма распространенной стала практика одновременной поддержки нескольких сетевых инфраструктур, например для телефонии и передачи данных. Было очевидно: если все потребности пользователей в области обмена информацией смогут обеспечить (не принося в жертву качество и надежность) единые инфраструктура и технология, это существенно упростит архитектуру коммуникационных систем и приведет к немалой экономии средств.

Сети с интеграцией сервисов, позволяющие объединить различные типы трафика — от обычных данных до аудио и видео в реальном времени, — и стали качественным скачком в развитии сетевых технологий. СИС унаследовали лучшие свойства своих предшественников ТфОП и СПД. На роль основы таких сетей наилучшим образом подходит технология коммутации пакетов, используемая вInternetи позаимствовавшая некоторые важные свойства у сетей с коммутацией каналов.