Комутація каналів.
.1. Комутація даних у мережах
.2 Комутація каналів.
.3. Комутація повідомлень.
.4. Комутація пакетів.
.5. Порівняльний аналіз методів комутації.
БСПД
Рис. 1
У мережах передачі даних існує кілька методів комутації:
· 1. Комутація каналів;
· 2. Комутація повідомлень;
· 3. Комутація пакетів.
2.2 Комутація каналів.
Рис. 2
К о м м у т а ц і я к а н а л і в. Комутація зводиться до встановлення твердого фізичного зв'язку між активними абонентами. Розрізняють комутацію аналогових (безперервних) каналів і комутацію цифpових (діскpетних) каналів.
Рис. 3
B - буфер, що відповідає, що даний напрямок перевантажений
B - буфер, що відповідає, що даний напрямок перевантажений
Для цифpових каналів використовують два види комутації каналів:
· просторова
· тимчасова.
Просторова комутація уявляє собою електронне з'єднання. У загальному випадку вузол має М вхідних каналів і N вихідних. Метод гарний тим, що просто й повнодоступен, тобто будь-який ВК має можливість з'єднання з будь-яким вихідним каналом.
Рис. 4 - Каскада пpосторова комутація
Для з'єднання A з B існує безліч шляхів, що забезпечують надійність системи комутації.
Тимчасова комутація каналів призначена для комутації каналів з розміщенням у часі. По вхідному каналу надходить інформація у вигляді кадрів
Рис. 5 – Тимчасова комутація
Для оpганізації тимчасової комутації создаються спеціальні буфеpні канали. Число буфеpних каналів фіксовано. Число вхідних каналів більше, ніж число буфеpних каналів.
Мережеві технології архітектури WAN.
WAN - Wide Area Network. Регіональні і глобальні обчислювальні мережі. Фізична комунікаційна мережа, що зв'язує географічно віддалені один від одного комп'ютери і мережеві сегменти. Це поняття використовується в даний час для позначення глобальних мереж.
Класифікація WAN за архітектурою: FDDI, ATM, FrameRelay, X.25, ISDN (Ethernet10GBase -xx) WLAN (Wi-Fi, Wi-MAX)
Для WAN :
модеми (при роботі аналогових ліній);
пристрій підключення до цифрових каналів (TA - термінальні адаптери мереж ISDN, пристрою обслуговування цифрових виділених каналів типу CSU/DSU і т.п.).
комутатори - Switch ATM, X.25; маршрутизатори - Router. Шлюзи - Gateway.
Сеть Х.25 - это глобальная сеть с асинхронной связью и пакетной коммутацией. Для пользователя она представляется в виде облака. Все телекоммуникационные процессы скрыты. Имеется интерфейс (аппаратные и программные требования), возможность единичного и сетевого подключения.
Х.25 определяет характеристики телефонной сети для передачи данных. Чтобы начать связь, один компьютер обращается к другому с запросом о сеансе связи. Вызванный компьютер может принять или отклонить связь. Если вызов принят, то обе системы могут начать передачу информации с полным дублированием. Любая сторoнa может в любой момент прекратить связь.
Frame Relay обеспечивает возможность передачи данных с коммутацией пакетов через интерфейс между устройствами пользователя (например, маршрутизаторами, мостами, главными вычислительными машинами) и оборудованием сети (например, переключающими узлами). Устройства пользователя часто называют терминальным оборудованием (DTE), в то время как сетевое оборудование, которое обеспечивает согласование с DTE, часто называют устройством завершения работы информационной цепи (DCE). Сеть, обеспечивающая интерфейс Frame Relay, может быть либо общедоступная сеть передачи данных и использованием несущей, либо сеть с оборудованием, находящимся в частном владении, которая обслуживает отдельное предприятие.
В роли сетевого интерфейса, Frame Relay является таким же типом протокола, что и Х.25 . Однако Frame Relay значительно отличается от Х.25 по своим функциональным возможностям и по формату. В частности, Frame Relay является протоколом для линии с большим потоком информации, обеспечивая более высокую производительность и эффективность.
Технологія ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — Асиметрична цифрова абонентська лінія) входить до числа технологій високошвидкісної передачі даних, відомих як технології DSL (Digital Subscriber Line — Цифрова абонентська лінія) що мають загальне позначення xDSL. Детальніше див. в Бібліотеці.
Технологія VDSL (Very high bitrate Digital Subscriber Line — надвисокошвидкісна цифрова абонентська лінія) є найбільш високошвидкісною технологією xDSL.Вона забезпечує швидкість передачі даних «низхідного» потоку в межах від 13 до 54 Мбіт/с, а швидкість передачі даних «висхідного» потоку в межах від 1,5 до 33 Мбіт/с, причому по одній витій парі телефонних дротів. Технологія VDSL може розглядатися як економічно ефективна альтернатива прокладенню волоконно-оптичного кабелю до кінцевого користувача. Проте, максимальна відстань передачі даних для цієї технології складає від 300 до 1700 метрів.
Існує також симетричний варіант VDSL (до 33 Мбіт/с в кожному напрямі). Технологія VDSL може використовуватися з тими ж цілями, що і ADSL (використовувати паралельно телефонну лінію для високошвидкісної передачі даних і традиційного телефонного зв'язку).
Технологія ISDL (ISDN Digital Subscriber Line — цифрова абонентська лінія IDSN) забезпечує повністю дуплексну передачу даних на швидкості до 144 Кбіт/с. На відміну від ADSL можливості IDSL обмежуються лише передачею даних. Технологія HomePNA 1.0 (1 Мбіт/с) використовує метод IEEE 802.3 CSMA/CD (Ethernet) доступу до середовища передачі. Смуга пропускання сигналу розташована в межах від 5,5 Мгц до 9.5 Мгц, що дозволяє не впливати на роботу ADSL і VDSL — пристроїв і телефонів. У HomePNA застосовується багатократне кодування одиничного бітового імпульсу. Усередині кожного мережевого інтерфейсу ланцюг приймача адаптується до різних рівнів перешкод, які можуть виникнути в лінії. На додаток до цього передавальний ланцюг може варіювати рівень сигналу. Приймаючий і передавальний ланцюги постійно контролюють умови проходження сигналу і підстроюють свої параметри під ці умови. Саме ця адаптивність дозволила істотно понизити вимоги до середовища передачі. По суті, технологія HPNA — це мегабітний Ethernet, що працює по телефонних дротах. Це дозволяє використовувати велику кількість Ethernet — сумісних програм, драйверів, застосунків і устаткування.
Технологія PON (Passive Optical Networks) пасивні оптичні мережі або оптичні мережі з пасивним розподілом — це оптична кабельна система з топологією дерева, що використовує пасивні оптичні розгалужувачі 1:n. Між центральним вузлом і віддалені абонентськими вузлами створюється повністю пасивна оптична мережа, що має топологію дерева. У проміжних вузлах дерева розміщуються пасивні оптичні розгалужувачі, що роздають загальний сигнал джерела на багато абонентських приймачів. Висхідні потоки від абонентів йдуть по зворотному каналу з використанням протоколу множинного доступу з тимчасовим розділенням (TDMA).
Технологія MPLS (Multiprotocol Label Switching)— мультипротокольна комутація на основі міток, розроблена комітетом IETF, з'явилася в результаті злиття різних фірмових механізмів, таких, як IP Switching (Ipsilon), Tag Switching (Cisco Systems), Aris (IBM) і Cell Switch Router (Toshiba). В її основі лежить принцип відображення мережевих адрес на спеціальні мітки, які можуть використовуватися для маршрутизації пакетів. У архітектурі MPLS зібрані найбільш вдалі елементи всіх згаданих фірмових механізмів, і завдяки зусиллям IETF і компаній, зацікавлених в швидкому просуванні даної технології на ринку, вона перетворилася на стандарт Internet.
HDLC протокол: Сімейство, призначення, використовування, структура
Протокол HDLC (Hіgh-level Data Lіnk Control) представляє ціле сімейство протоколів, створюючих канальний рівень для наступних мереж і пристроїв:
– LAP-B - мереж X.25
– LAP-D - мереж ІSDN
– LAP-M - асинхронно-синхронний модемів
– LAP-F - мереж Frame Relay
Протокол HDLC може працювати в декількох режимах, що відрізняються один від одного, підтримує не лише двоточкові з'єднання, але і з'єднання з одним джерелом і декількома приймачами, він також передбачає різні функціональні ролі взаємодіючих станцій
HDLC підтримує три режими логічного з'єднання, взаємодіючих пристроїв, що відрізняються ролями.
Логічний канал HDLC є дуплексним, так що інформаційні кадри і позитивні квитанції можуть передаватися в обох напрямках.
При роботі HDLC, для забезпечення надійності передачі, використовується ковзаюче вікно розміром в 7 кадрів або 127 кадрів. Для підтримки алгоритму вікна в інформаційних кадрах станції-відправника відводиться 2 поля:
1) N(S) – номер кадру, що відправляється;
2) N(R) – номер кадру, який станція чекає отримати від свого партнера по діалогу.
Поля HDLC-кадру
– Відкриваючий закриваючий прапори
– Поле даних
– Адреса
– Поле управління
Структура й призначення різних типів кадрів
протоколу HDLC
Ненумеровані кадри призначені для встановлення і розриву логічного з'єднання, а також інформування про помилки.
Кадри, що управляють, призначені для передачі команд і відповідей в контексті встановленого логічного з'єднання, у тому числі для передачі запитів на повторну передачу спотворених інформаційних блоків: REJ, RNR, RR.
Інформаційні кадри призначені для передачі даних користувача
Мережеві ОС. Однорангові та багатоpангові операційні системи
Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле понимается совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам - протоколам. В узком смысле сетевая ОС - это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.
В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети, сетевые операционные системы, а следовательно, и сети делятся на два класса: одноранговые и двухранговые (рисунок 1.4). Последние чаще называют сетями с выделенными серверами.
(а)
(б)
Рис. 1.4. (а) - Одноранговая сеть, (б) - Двухранговая сеть
Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим пользователям сети, то он играет роль сервера. При этом компьютер, обращающийся к ресурсам другой машины, является клиентом. Как уже было сказано, компьютер, работающий в сети, может выполнять функции либо клиента, либо сервера, либо совмещать обе эти функции.
Если выполнение каких-либо серверных функций является основным назначением компьютера (например, предоставление файлов в общее пользование всем остальным пользователям сети или организация совместного использования факса, или предоставление всем пользователям сети возможности запуска на данном компьютере своих приложений), то такой компьютер называется выделенным сервером. В зависимости от того, какой ресурс сервера является разделяемым, он называется файл-сервером, факс-сервером, принт-сервером, сервером приложений и т.д.
Очевидно, что на выделенных серверах желательно устанавливать ОС, специально оптимизированные для выполнения тех или иных серверных функций. Поэтому в сетях с выделенными серверами чаще всего используются сетевые операционные системы, в состав которых входит нескольких вариантов ОС, отличающихся возможностями серверных частей. Например, сетевая ОС Novell NetWare имеет серверный вариант, оптимизированный для работы в качестве файл-сервера, а также варианты оболочек для рабочих станций с различными локальными ОС, причем эти оболочки выполняют исключительно функции клиента. Другим примером ОС, ориентированной на построение сети с выделенным сервером, является операционная система Windows NT. В отличие от NetWare, оба варианта данной сетевой ОС - Windows NT Server (для выделенного сервера) и Windows NT Workstation (для рабочей станции) - могут поддерживать функции и клиента и сервера. Но серверный вариант Windows NT имеет больше возможностей для предоставления ресурсов своего компьютера другим пользователям сети, так как может выполнять более широкий набор функций, поддерживает большее количество одновременных соединений с клиентами, реализует централизованное управление сетью, имеет более развитые средства защиты.
Выделенный сервер не принято использовать в качестве компьютера для выполнения текущих задач, не связанных с его основным назначением, так как это может уменьшить производительность его работы как сервера. В связи с такими соображениями в ОС Novell NetWare на серверной части возможность выполнения обычных прикладных программ вообще не предусмотрена, то есть сервер не содержит клиентской части, а на рабочих станциях отсутствуют серверные компоненты. Однако в других сетевых ОС функционирование на выделенном сервере клиентской части вполне возможно. Например, под управлением Windows NT Server могут запускаться обычные программы локального пользователя, которые могут потребовать выполнения клиентских функций ОС при появлении запросов к ресурсам других компьютеров сети. При этом рабочие станции, на которых установлена ОС Windows NT Workstation, могут выполнять функции невыделенного сервера.
Важно понять, что несмотря на то, что в сети с выделенным сервером все компьютеры в общем случае могут выполнять одновременно роли и сервера, и клиента, эта сеть функционально не симметрична: аппаратно и программно в ней реализованы два типа компьютеров - одни, в большей степени ориентированные на выполнение серверных функций и работающие под управлением специализированных серверных ОС, а другие - в основном выполняющие клиентские функции и работающие под управлением соответствующего этому назначению варианта ОС. Функциональная несимметричность, как правило, вызывает и несимметричность аппаратуры - для выделенных серверов используются более мощные компьютеры с большими объемами оперативной и внешней памяти. Таким образом, функциональная несимметричность в сетях с выделенным сервером сопровождается несимметричностью операционных систем (специализация ОС) и аппаратной несимметричностью (специализация компьютеров).
В одноранговых сетях все компьютеры равны в правах доступа к ресурсам друг друга. Каждый пользователь может по своему желанию объявить какой-либо ресурс своего компьютера разделяемым, после чего другие пользователи могут его эксплуатировать. В таких сетях на всех компьютерах устанавливается одна и та же ОС, которая предоставляет всем компьютерам в сети потенциально равные возможности. Одноранговые сети могут быть построены, например, на базе ОС LANtastic, Personal Ware, Windows for Workgroup, Windows NT Workstation.
В одноранговых сетях также может возникнуть функциональная несимметричность: одни пользователи не желают разделять свои ресурсы с другими, и в таком случае их компьютеры выполняют роль клиента, за другими компьютерами администратор закрепил только функции по организации совместного использования ресурсов, а значит они являются серверами, в третьем случае, когда локальный пользователь не возражает против использования его ресурсов и сам не исключает возможности обращения к другим компьютерам, ОС, устанавливаемая на его компьютере, должна включать и серверную, и клиентскую части. В отличие от сетей с выделенными серверами, в одноранговых сетях отсутствует специализация ОС в зависимости от преобладающей функциональной направленности - клиента или сервера. Все вариации реализуются средствами конфигурирования одного и того же варианта ОС.
Одноранговые сети проще в организации и эксплуатации, однако они применяются в основном для объединения небольших групп пользователей, не предъявляющих больших требований к объемам хранимой информации, ее защищенности от несанкционированного доступа и к скорости доступа. При повышенных требованиях к этим характеристикам более подходящими являются двухранговые сети, где сервер лучше решает задачу обслуживания пользователей своими ресурсами, так как его аппаратура и сетевая операционная система специально спроектированы для этой цели.
Сервери програмні та апаратні. Технології кластерів, GRID, Cloud Computing.
Се́рвер (англ. server от to serve — служить) — аппаратное обеспечение, выделенное и/или специализированное для выполнения на нём сервисного программного обеспечения (в том числе серверов тех или иных задач).
Содержание
|