Інформаційно-комунікаційні системи

1. Компоненти комп’ютерної мережі та їх призначення.

1. Пристрої

2. Середовище передавання даних

3. Сервіси

Пристрої і середовище — це фізичні елементи та/або технічні засоби телекомунікацій. Компоненти мережі використовуються для надання сервісів і процесів. Сервісом називається комунікаційна програма, яка призначена для надання

даних у відповідь на запит. Кінцевим пристроєм або вузлом називається пристрій, який утворює інтерфейс між користувачем і комунікаційною мережею, що надає послуги зв’язку.

Технічні засоби телекомунікацій служать для зв’язку кінцевих пристроїв. Дані пристрої забезпечують комунікацію, працюючи "за кулісами", здійснюючи передачу

даних через мережу.

Процеси, що виконуються на технічних засобах телекомунікацій реалізують такі функції:

• регенерація і ретрансляція сигналів передавання даних;

• підтримання актуальною інформацію про те, які шляхи передавання інформації існують в мережі і між мережами;

• повідомлення інших пристроїв про помилки в відмови комунікації;

• перенаправлення даних через альтернативні маршрути передавання при вихід каналу зв’язку з ладу;

• класифікація і передавання повідомлень відповідно до пріоритетів якості обслуговування (QoS);

• дозвіл або заборона потоку трафіка на базі налаштувань безпеки.

2. Правила обміну даними. Основні характеристики.

Незалежно від вибраного способу зв’язку всі комунікації мають три спільних елементи. Перший – джерело повідомлення, або відправник. Відправником може бути пристрій, якому потрібно відправити повідомлення іншому пристрою. Другий елемент – адресат, або отримувач повідомлення. Адресат отримує і інтерпретує повідомлення. Третій елемент називається каналом зв’язку, який складається з мережевого середовища, через яке проходить передача даних – шлях, через який повідомлення передається від відправника до отримувача.

Комунікації починаються з повідомлення, або інформації, яку потрібно передати від відправника до отримувача. Передавання повідомлення регулюється правилами, які називаються протоколами. Протоколи відповідають типу способу комунікації. Кожен спосіб комунікації використовує власні протоколи. Протоколи різних способів комунікації не сумісні.

Протоколи, що використовуються в комп’ютерних мережах, окрім ідентифікації адрес відправника та отримувача, також мають спільними основні характеристики:

- кодування повідомлення;

- форматування і інкапсуляція повідомлення;

- розмір повідомлення;

- синхронізація повідомлення;

- параметри доставки повідомлення.

Одним з перших етапів відправлення повідомлення – кодування. Кодування – процес перетворення інформації в форму, прийнятну для подальшого передавання. Декодування - зворотний процес, в результаті якого інформація перетворюється до вихідного вигляду.

Кодування даних під час обміну між вузлами повинно відповідати середовищу зв’язку. Перш за все вузол-відправник перетворює повідомлення в біти. Кожен біт кодується набором звуків, світлових імпульсів або електричних імпульсів, залежно від типу середовища. Вузол-адресат приймає і декодує сигнали і інтерпретує повідомлення.

Форматування і інкапсуляція повідомлення

Під час відправлення повідомлення від відправника до отримувача необхідно використовувати відповідний його формат і структуру. Формат залежить від типу повідомлення і каналу зв’язку. Процес розміщення повідомлення одного формату в середині іншого називається інкапсуляцією. Деінкапсуляція проводиться в той момент, коли отримувач дістає одне повідомлення з іншого. Для інкапсуляції кожного повідомлення, перед його відправленням через мережу використовується формат, який називається кадром.

Формат і вміст кадра залежить від типу повідомлення і каналу зв’язку. Вузол-адресат не може правильно отримати і обробити повідомлення, яке неправильно відформатоване.

Розмір повідомлення

При передаванні великого повідомлення від одного вузла до іншого через мережу, повідомлення необхідно розділити на частини. Розмір частин повідомлення або кадрів – строго регламентований. Одним з факторів, що визначають розмір кадра є характеристики каналу зв’язку – занадто довгі або короткі кадри не доставляються. Обмеження за розміром кадрів змушує вузол-відправник розділяти великі повідомлення на частини, які відповідають вимогам до мінімального і максимального розміру. Даний метод називається сегментацією. Кожна частина повідомлення інкапсулюється з інформацією про отримувача в окремий кадр і передається через мережу. Вузол-адресат розпаковує повідомлення і складає їх разом для обробки і інтерпретації.

Синхронізація повідомлення

Одним з факторів, що впливають на якість отримання і оброблення повідомлення є час. Розрахунок часу дозволяє визначити початок сеансу зв’язку, наскільки швидко або повільно проводити передавання повідомлень, і скільки часу очікувати на відповідь. Часові параметри передавання повідомлення визначають правила підтримування сеансу зв’язку.

Метод доступу - метод доступу визначає, коли конкретний вузол зможе відправити повідомлення. Метод доступу до середовища повинен бути узгоджено для всіх вузлів, що дає змогу встановити, момент початку відправлення повідомлення та порядок реагування на помилки. Управління потоком - часові параметри впливають також на кількість відправленої інформації і швидкість доставки. В процесі передавання даних через мережу вузол-відправник може передавати повідомлення швидше ніж вузол-отримувач може їх приймати та обробляти. Управління потоком дає змогу вузлу-відправнику і  вузлу-отримувачу узгоджувати час для ефективної комунікації.

Тайм-аут відповіді - в процесі комунікації мережеві вузли використовують правило, що визначає час очікування на відповідь і дію, яка виконується після вичерпання даного часу.

Параметри доставки повідомлення

Варіант доставки повідомлення "один до одного" називається одноадресним (unicast) – у повідомлення є тільки один адресат. Якщо вузол розсилає повідомлення методом "один до багатьох", такий варіант доставки повідомлення називається багатоадресним або груповим розсилання (multicast). Багатоадресна розсилка передбачає одночасне відправлення одного і того ж повідомлення групі вузлів.

Якщо всім вузлам мережі необхідно отримати повідомлення в один і той самий час, використовується широкомовне розсилання (broadcast). Широкомовне розсилання переставляє собою метод доставки повідомлень "один до всіх". Також, вузли використовують правила розсилання повідомлення з підтвердження (connection orient) і без підтвердження (connection less).