- •1. Принципы организации связи в телекоммуникационных системах.
- •Сообщения, сигналы и методы их модуляции
- •1.1.1. Сообщения и принципы их передачи
- •1.1.2. Качество передачи сообщения.
- •1.1.3. Спектральное представление электрического сигнала.
- •1.1.4 Представление непрерывных сигналов дискретными
- •1.1.5 Аналоговые и цифровые сигналы
- •1.1.6 Модуляция и демодуляция электрического сигнала.
- •Непрерывные виды модуляции.
- •Импульсные виды модуляции.
- •Импульсно-кодовая модуляция (икм).
- •Частота дискретизации электрического сигнала.
- •Квантование амплитуды электрического сигнала.
- •Цифровая система передачи.
- •1.2. Импульсно-кодовая модуляция - основа построения цифровых систем передачи.
- •Система икм.
- •Система синхронизации.
- •Группообразование системы икм.
- •1.2.4 Плезиохронная и синхронная цифровые иерархии
- •L.3. Асинхронные методы передачи.
- •1.3.1 Метод передачи пакетов
- •Физический уровень
- •Канальный уровень.
- •Сетевой уровень
- •Транспортный уровень
- •Сеансовый уровень
- •Представительный уровень
- •Прикладной уровень
- •1.3.2 Асинхронный метод передачи
- •1.4 Основные принципы построения телекоммуникационных сетей.
- •1.4.1 Системы передачи информации
- •1.4.2 Системы распределения информации
- •2. Маршрутизация в каналах связи сетевой уровень
- •2.1. Коммутация информациооных потоков в сетях
- •2.2 Маршрутизация в информационных сетях
- •2.2.1. Проблема маршрутизации в информационных сетях.
- •2.2.2. Методы маршрутизации, основанные на выборе кратчайшего пути.
- •2.2.3 Централизованные алгоритмы нахождения кратчайшего пути
- •2.2.4 Распределенный асинхронный алгоритм Беллмана-Форда.
- •Исходный граф сети
- •2.2.5 Адаптивная маршрутизация, основанная на кратчайших путях.
- •2.2.6. Волновые методы маршрутизации
- •3. Физические основы передачи (процессы физического 1-го уровня)
- •3.1 Электрические линии как передаточные элементы
- •Влияние длины проводника на передачу высокочастотных сигналов
- •3.2 Уравнения линий связи
- •3.3 Передаточные характеристики электрических линий
- •3.3.1 Статический коэффициент передачи
- •3.3.2. Свойства проводника, потерями в котором можно пренебречь
- •3.3.3. Свойства проводника, потерями в котором нельзя пренебречь
- •3.4 Передача сигналов по световодам
- •3.4.1 Принцип действия оптических передающих систем
- •3.4.2 Передаточные свойства световода
- •Удобно, однако, пользоваться этой формулой в виде:
- •3.4.3 Источники и детекторы светового излучения
- •4. Передача данных на физическом уровне.
- •4.1 Спектр модулированного сигнала.
- •4.2 Цифровое кодирование.
- •4.2.1 Требования к методам цифрового кодирования.
- •Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией.
- •Потенциальный код с инверсией при единице.
- •Биполярный импульсный код.
- •Манчестерский код.
- •4.3 Логическое кодирование
- •4.4 Интерфейсы физического уровня
- •5. Методы доступа к сети
- •5.1. Система опроса/выбора.
- •5.3. Множественный доступ с временным разделением (tdma)
- •5.4. Протокол bsc.
- •5.4.1. Форматы bsc и управляющие коды.
- •5.4.2. Режимы канала
- •5.4.3. Управление каналом
- •5.4.4. Проблемы, связанные с bsc
- •5.5. Протокол hdlc.
- •5.5.1. Формат кадра hdlc
- •5.5.2. Кодонезависимость и синхронизация hdlc
- •5.5.3. Управляющее поле hdlc
- •5.5.4. Команды и ответы
- •5.5.5. Процесс передачи в протоколе hdlc
- •5.5.6. Подмножества hdlc
- •6. Организация мультиплексных каналов последовательной передачи информации
- •6.1. Мультиплексная линия передачи информации.
- •6.2. Виды сообщений при организации обмена информацией по млпи.
- •6.3. Форматы слов при организации обмена информацией.
- •6.4. Обобщенная логическая структура оконечного устройства.
- •6.5. Примеры применения принципов мультиплексирования в бортовом оборудовании летательных аппаратов.
- •6.6. Недостатки мкио, реализованного по стандарту мil-std-1553в.
- •7. Волоконно-оптические каналы связи для организации обмена информацией между элементами комплекса
- •8. Помехоустойчивость и кодирование.
- •9. Криптографическая защита данных.
- •9.1. Криптографические системы с открытым ключом. Метод rsa.
- •9.1.1. Алгоритм метода.
- •9.1.2. Пример работы метода.
- •9.1.3. Характеристика метода.
- •9.1.4. Программа демонстрации работы метода шифровании rsa.
- •Порядок выполнения программы.
Представительный уровень
Представительный уровень (Presentation layer) имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например кодов ASCII и EBCDIC. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных служб. Примером такого протокола является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.
Прикладной уровень
Прикладной уровень (Application layer) — это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message).
Существует очень большое разнообразие служб прикладного уровня. Приведем в качестве примера хотя бы несколько наиболее распространенных реализации файловых служб: NCP в операционной системе Novell NetWare, SMB в Microsoft Windows NT, NFS, FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.
Протоколы верхнего уровня. Эти протоколы определяют вид и характер взаимодействия различных компьютеров (точнее говоря – пользователей и порожденных ими вычислительных процессов) сети. Наиболее распространенными в Internet протоколами верхнего уровня являются следующие:
FTP (File Transfer Protocol) – протокол пересылки файлов. Позволяет принимать (download) и передавать (upload) файлы по сети;
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол пересылки электронной почты;
HTTP (HyperText Transfer Protocol) – протокол передачи гипертекста. Используется при взаимодействии программы-клиента (броузера) с Web-сервером («паутинным» сервером);
SHTTP (Secure HyperText Transfer Protocol) – то же, что НТТР, но с дополнительными функциями, обеспечивающими конфиденциальность и целостность передаваемой гипертекстовой информации;
NNTP (Network News Transfer Protocol) – протокол передачи сетевых новостей;
telnet – протокол эмуляции терминала удаленного компьютера. Позволяет брать под управление удаленный компьютер и исполнять на нем команды операционной системы;
rlogin – еще один протокол эмуляции терминала удаленного компьютера.
Таким образом, для решения конкретной задачи в сети имеется свой протокол, т.е. строго определенная форма взаимодействия, одинаковая для всех пользователей сети.
Протоколы низшего уровня (транспортная сеть). Как было указано выше, эти протоколы обслуживают транспортную сеть. Основная задача транспортной системы сводится к быстрому и надежному перемещению «груза» - информации пользователя.
В транспортную сеть информация поступает в виде сообщения. Рассмотрим преобразование сообщения при переходе от одного уровня транспортной сети к другому.
На четвертом уровне (транспортном или уровне управления передачей) сообщение фрагментируется, т.е. разбивается на одинаковые фрагменты. Каждому фрагменту приписывается заголовок передачи. Где указывается номер фрагмента и имя порта назначения. Фрагмент с заголовком передачи образуют блок. При обработке блока на приемном конце протокол извлечет из заголовка передачи имя порта и номер фрагмента, соберет из фрагментов сообщение и отправит его через указанный порт адресату.
Третий уровень – сетевые протоколы, отвечающие за маршрутизацию в сети: определяют путь движения блока по узлам сети. Информация, полученная в результате анализа транспортной сети (загрузка каналов, состояние узлов и т.д.), используется для формирования заголовка пакета. Сам пакет образуется добавлением к блоку заголовка пакета, в котором содержится вся необходимая для определения маршрута информация. При прохождении транзитной информации через узлы сети управляющий компьютер устанавливает маршрут пакета с помощью заголовка пакета, т.е. выполняет обработку на уровне сетевых протоколов. Когда пакет попадает к абоненту – адресату, сетевой уровень снимает заголовок и передает полученный блок на четвертый уровень.
Второй уровень – канальные протоколы. Согласно этим протоколам, из пакета образуется кадр, который и начинает двигаться по каналу связи. Кадр образуется обрамлением пакета заголовком и концевиком кадра. В заголовке содержится информация, необходимая для управления каналом связи, по которому предстоит идти кадру. Концевик содержит проверочные символы кода, обнаруживающего ошибки, для контроля правильности передачи на приемном конце. При правильном приеме в узел, откуда прибыл кадр, направляется подтверждение о приеме. В противном случае – требование на повторную передачу. Подтверждение или запрос на повтор передается в заголовке очередного кадра, отправляемого в передающий узел. Для обозначения «пустого» пакета используется специальный служебный кадр, состоящий лишь из заголовка и концевика. Для обозначения кадра в его начале и конце ставятся так называемые флаги, например последовательности бит вида 01111110. Решающее правило для выделения кадра очень простое: все, что между флагами и сеть кадр. Неопределенность может возникать в тех случаях, когда флаговое сочетание нулей и единиц встречается внутри кадра. Для исключения подобной ситуации применяется специальное преобразование, называемое битстаффингом (вставка бит), т.е. после каждой пятерки единиц 11111 вставляется нуль, который автоматически снимается на приемном конце вместе с флагами. После такого преобразования в кадре не будет ни одного сочетания вида 01111110, что позволяет однозначно определить кадр.
Первый уровень управления транспортной сетью называется физическим. Протоколы этого уровня предписывают правила установления соединения с физическим каналом, поддержания соединения, а также разъединения в случае освобождения канала. Здесь определяются правила передачи каждого бита через физический канал. Канал может быть параллельным (например, параллельный порт типа Centronix) и передавать несколько бит сразу или передавать биты последовательно, как это происходит в последовательном порте RS322.