Постановка задачи лекции:

Тема "Сети" сама по себе очень обьёмная и включает в себя:

1.Цели построения ИВС.

2.Теоретические принципы.

3.Основанные на 1,2, а также свойствах среды передачи данных, конкретные реализаации.

-- поэтому наиболее разумным представляется следующий порядок проведения лекции:

1.Зачем нужны ИВС и что это такое.

2.ЭМВОС(OSI).

3.Схемы коммутации; дейтаграммы и виртуальные каналы(от выбора схемы коммутации в значительной мере зависит физическая реализация средств связи).

4.Вопросы физической передачи данных с использованием некоторых сред:

4.1.Среды:

4.1.1. Оптоволокно: основные принципы.

4.1.2. Передача в виде ЭМ волн по кабелям: принципы, характеристики кабелей.

4.2. Методы аналоговой модуляции и цифрового кодирования.

4.3. Реализации модемов(принципиальная схема).

Если позволит время:

5.Мультиплексирование в первичных сетях:

5.1.Частотное.

5.2.Разделение по длинне волны.

5.3. Разделение по времени.

Содержание:

1.Зачем нужны ИВС и что это такое.	3
2.ЭМВОС(OSI).	4
3.Схемы коммутации; дейтаграммы и виртуальные каналы(от выбора схемы коммутации в значительной мере зависит физическая реализация средств связи).	13
4.Вопросы физической передачи данных с использованием некоторых сред:
4.1.Среды:	18
4.1.1. Оптоволокно: основные принципы.
4.1.2. Передача в виде ЭМ волн по кабелям: принципы, характеристики кабелей.
4.2. Методы аналоговой модуляции	39
4.3. Методы цифрового кодирования.	46
4.4. Аналоговые модемы (принципиальная схема).	58
5.Мультиплексирование в первичных сетях:	61
5.1.Частотное.
5.2.Разделение по длинне волны.
Список литературы	68

Вводное словро о назначении и общей структуре.

Описать общую структуру ИВС пояснив схему:

Зачем нужны(Распределенике ресурсов, стабилизация загрузки и др.).

Характеристики(Операционные возможности, время доставки сообщений, производительность).

Требования к организации(Открытость, гибкость, эффективность)

ЭМВОС(OSI).

Процессы

Функционирование ИВС представляется в терминах процессов. Про­цесс - это динамический объект, реализующий собой целенаправленный акт обработки данных. Процессы подразделяются на два класса: прикладные и системные. Прикладной процесс - выполнение прикладной или обрабаты­вающей программы операционной системы компьютера, а также функцио­нирование терминала, то есть пользователя, работающего на терминале. Системный процесс - выполнение программы (алгоритма), реализующей вспомогательную функцию, связанную с обеспечением прикладных процес-сов. Примеры системных процессов: активизация терминала для прикладно­го процесса, организация связи между процессами и др.

Модель процесса представлена на рис. 1.2. Процесс порождается про­граммой или пользователем и связан с данными, поступающими извне в качестве исходных и формируемыми процессом для внешнего пользова­ния. Ввод данных, необходимых процессу, и вывод данных производятся в форме сообщений - последовательности данных, имеющих законченное смысловое значение. Ввод сообщений в процесс и вывод сообщений из про­цесса производится через логические (программно организованные) точки, называемые портами. Порты подразделяются на входные и выходные. Та­ким образом, процесс как объект представляется совокупностью портов, через которые он взаимодействует с другими процессами сети.

Взаимодействие процессов сводится к обмену сообщениями, которые пе-редаются по каналам, создаваемым средствами сети (рис. 1.3). Промежуток времени, в течение которого взаимодействуют процессы, называется сеансом (сессией). Важно подчеркнуть, что в компьютерах и вычислительных ком плексах взаимодействие процессов обеспечивается за счет доступа к общим для них данным, (общей памяти) и обмена сигналами прерывания. В ИВС единственная форма взаимодействия процессов - обмен сообщениями.

Это различие связано с территориальной распределенностью процессом в ИВС, а также с тем, что для физического сопряжения компонентов сети используются каналы связи, которые обеспечивают передачу сообщений, но не отдельных сигналов.

1.6. Многоуровневая организация сети

Абстрактно ИВС можно представить как совокупность систем, связан ных между собой некоторой передающей средой. В качестве систем выступают главные и терминальные компьютеры и узлы связи. Передающая сре­да может иметь любую физическую природу и представлять собой совокуп ность проводных, волоконно-оптических, радиорелейных, тропосферных и спутниковых линий (каналов) связи. В каждой из систем сети существует некоторая совокупность процессов. Процессы, распределенные по разным системам, взаимодействуют через передающую среду путем обмена сообще ниями.

Для обеспечения открытости, гибкости и эффективности сети управле­ние процессами организуется по многоуровневой схеме, приведенной на рис. 1.4. В каждой из систем прямоугольниками обозначены программ­ные и аппаратные модули, реализующие определенные функции обработки и передачи данных.

Модули распределены по уровням 1...7. Уровень 1 является нижним, а уровень 7 - верхним. Модуль уровня п физически взаимодействует только с модулями соседних уровней п+1 и п-1. Модуль уровня 1 взаимодействует с передающей средой, которая может рассматриваться как объект уровня 0. Прикладные процессы принято относить к верхнему уровню иерархии, в данном случае уровню 7. Физически связь между процессами обеспечива­ется передающей средой. Взаимодействие прикладных процессов с пере­дающей средой организуется с использованием шести промежуточных уров­ней управления 1...6, которые удобно рассматривать начиная с нижнего.

Уровень 1 - физический - реализует управление каналом связи, что сводится к подключению и отключению канала связи и формированию сиг­налов, представляющих передаваемые данные. Из-за наличия помех, воз­действующих на канал, в передаваемые данные вносятся искажения и сни­жается достоверность передачи: вероятность ошибки 10^-4...10^-6.

Уровень 2 - канальный - обеспечивает надежную передачу данных че­рез физический канал, организуемый на уровне 1. Вероятность искажения данных, гарантируемая уровнем 2, не ниже 10^-8...10^-9. Для обеспечения на­дежности используются средства контроля принимаемых данных, позво­ляющие выявлять ошибки в поступающих данных. При обнаружении ошиб­ки производится перезапрос данных. Уровень управления каналом обеспечивает передачу через недостаточно надежный физический канал данных с достоверностью, необходимой для нормальной работы системы.

Уровень 3 - сетевой - обеспечивает передачу данных через базовую СПД. Управление сетью, реализуемое на этом уровне, состоит в выборе маршрута передачи данных по линиям, связывающим узлы сети.

Уровни 1...3 организуют базовую сеть передачи данных между абонен­тами сети.

Уровень 4 - транспортный - реализует процедуры сопряжения абонен­тов сети (главных и терминальных компьютеров) с базовой СПД. На этом уровне возможно стандартное сопряжение различных систем с сетью пере­дачи данных, и тем самым организуется транспортная служба для обмена данными между сетью и системами сети.

Уровень 5 - сеансовый - организует сеансы связи на период взаимодей­ствия процессов. На этом уровне по запросам процессов создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения - логические каналы.

Уровень 6 - представления - осуществляет трансляцию различных языков, форматов данных и кодов для взаимодействия разнотипных компь­ютеров, оснащенных специфичными операционными системами и работаю­щих в различных кодах между собой и с терминалами разных типов. Взаи­модействие процессов, базирующихся на различных языках представления и обработки данных, организуется на основе стандартных форм представле­ния заданий и наборов данных. Процедуры уровня представления интерпре­тируют стандартные сообщения применительно к конкретным системам -компьютерам и терминалам. Этим создается возможность взаимодействия, например, одной программы с терминалами разных типов.

Рассмотренная многоуровневая организация обеспечивает независимость управления на уровне п от порядка функционирования нижних и верхних уровней. В частности, управление каналом (уровень 2) происходит независи­мо от физических аспектов функционирования каналов связи, которые учи­тываются только на уровне 1. Управление сетью реализует специфичные процессы передачи данных по сети, но транспортный уровень взаимодейству­ет с сетью передачи данных как единой системой, обеспечивающей доставку сообщений абонентам сети. В конечном результате прикладной процесс соз­дается только для выполнения определенной функции обработки данных без учета структуры сети, типа каналов связи, способов выбора маршрутов и т. д. Этим обеспечивается открытость и гибкость системы.

На рис. 1.5 представлены средства, используемые при взаимодействии процессов А и В. Процессы А и В реализуются в двух различных системах и опираются на службу взаимодействия, которая для них является целост­ной системой, наделенной необходимыми функциями. Взаимодействие меж­ду процессами организуется средствами управления сеансами (уровень 5), работающими на основе транспортного канала. Последний обеспечивает передачу сообщения в течение сеанса. Транспортный канал, создаваемый на уровне 4, включает в себя сеть передачи данных, которая организует связи, то есть требуемые каналы, между любыми заданными абонентами сети.

Число уровней и распределение функций между ними существенно влияют на сложность программного обеспечения компьютеров, входящих в сеть, и на эффективность сети. Формальной процедуры выбора числа уровней не существует. Выбор производится эмпирическим путем на основе анализа различных вариантов организации сетей и опыта разработки и экс­плуатации ранее созданных сетей. Рассмотренная семиуровневая модель (ЭМВОС), именуемая архитектурой открытых систем, принята в каче­стве стандарта МОС и используется как основа при разработке ИВС.