
- •Информационные сети
- •23. Некоторые типы современных сетей 156
- •1. Основные понятия информационных сетей
- •Сообщения
- •Пользователь
- •Открытая система
- •Классификация сетей
- •3. Модели и структуры информационных сетей Локальная сеть (лвс)
- •Территориальная сеть
- •Классификация территориальных сетей
- •Глобальная сеть
- •Виртуальная сеть
- •4. Топология и виды информационных сетей Топология сетей
- •5. Информационные ресурсы сетей
- •Информационное хранилище
- •Информационно-поисковая система
- •Базы знаний
- •Электронная библиотека
- •6. Теоретические основы современных информационных сетей. Теория очередей.
- •Пуассоновский процесс
- •Система обслуживания м/м/1
- •7. Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем (бэмвос)
- •Передача данных между уровнями мвос
- •Соединения.
- •Физические средства соединений
- •8. Компоненты информационной сети
- •Абонентская система
- •Ретрансляционная система
- •Ретрансляционные системы, осуществляющие коммутацию имаршрутизацию: Узел коммутации каналов
- •Узел коммутации пакетов
- •Узел смешанной коммутации
- •Узел интегральной коммутации
- •Коммутатор
- •Ретрансляционные системы, преобразующие протоколы Шлюз
- •Маршрутизатор
- •Объединение сетей
- •Административные системы
- •Управление конфигурацией сети и именованием
- •Обработка ошибок
- •Анализ производительности и надежности
- •Управление безопасностью
- •Учет работы сети
- •9. Коммуникационная сеть
- •Универсальный интерфейс коммуникационной сети
- •10. Моноканальные подсети и моноканал
- •Моноканальная сеть
- •Множественный доступ
- •Множественный доступ с разделением времени (Time Division Multiple Access (tdma))
- •Множественный доступ с передачей полномочия (Token Passing Multiple Access (tpma))
- •Множественный доступ с контролем передачи и обнаружением столкновений (csma/cd)
- •Множественный доступ с разделением частоты (Frequency Division Multiple Access (fdma))
- •Множественным доступом с разделением волны (wdma)
- •11. Циклические подсети. Циклическое кольцо
- •Типы локальных сетей по методам передачи информации Метод доступа Ethernet
- •Метод доступа Token Ring
- •Метод доступа ArcNet
- •12. Узловые подсети Сеть с маршрутизацией данных
- •13. Методы маршрутизации информационных потоков
- •Rip(Метод рельефов)
- •Метод ospf
- •14. Методы коммутации информации Коммутация
- •Коммутация Каналов (кк)
- •Коммутация Пакетов (кп)
- •Коммутация сообщений
- •Смешанная коммутация
- •Ретрансляция кадров и ячеек
- •Ретрансляция кадров
- •Ретрансляция ячеек
- •Баньяновая сеть
- •Матричный коммутатор
- •15. Протокольные реализации Протокол
- •Стандарты протоколов физического уровня.
- •Стандарты протоколов канального уровня.
- •Стандарты протоколов сетевого уровня.
- •Протоколы транспортного уровня.
- •Протоколы верхних уровней.
- •Протокол ipx/spx
- •Протокол управления передачей/межсетевой протокол
- •16. Сетевые службы
- •Сетевая служба ds*
- •Сетевая служба edi
- •Сетевая служба ftam
- •Сетевая служба jtm
- •Сетевая служба mhs/motis
- •Сетевая служба nms
- •Сетевая служба oda
- •Сетевая служба vt
- •17. Модель распределённой обработки информации
- •Технологии распределенных вычислений.
- •Распределенная среда обработки данных
- •18. Безопасность информации
- •Технические аспекты информационной безопасности Криптографические методы и средства защиты.
- •Методы и средства аутентификации пользователей и сообщения.
- •Методы и средства управления доступом к информационным и вычислительным ресурсам
- •19. Базовые функциональные профили Функциональный профиль
- •Базовый функциональный профиль
- •Коллапсный функциональный профиль
- •20. Полные функциональные профили
- •Открытая сетевая архитектура
- •21. Методы оценки эффективности информационных сетей Эффективность информационной сети
- •Показатели целевой эффективности информационной сети.
- •Показатели технической эффективности информационной сети.
- •Показатели экономической эффективности информационной сети.
- •Методы оценки эффективности информационных сетей.
- •22. Сетевые программные и технические средства информационных сетей Сетевые операционные системы
- •Требования к сетевым операционным системам.
- •Сети с централизованным управлением
- •Сети с децентрализованным управлением или одноранговые сети
- •Прикладные программы сети
- •Специализированные программные средства
- •Техническое обеспечение
- •1. Средства коммуникаций
- •2. Сетевые адаптеры
- •3. Концентратор (Hub)
- •4. Приемопередатчики (transceiver) и повторители (repeater)
- •5. Коммутаторы (switch), мосты (bridge) и шлюзы (gateway)
- •6. Маршрутизаторы
- •7. Коммутаторы верхних уровней
- •8. Модемы и факс-модемы (fax-modem)
- •9. Анализаторы лвс
- •10. Сетевые тестеры
- •Терминальное оборудование
- •23. Некоторые типы современных сетей
- •1. Сети X.25
- •2. Сети Frame Relay
- •3. Сети, основанные на технологии atm
Моноканальная сеть
Моноканальная сеть– это локальная сеть, ядром которой является моноканал.
Моноканал в соответствии с базовой эталонной моделью взаимодействия открытых систем выполняет в сети роль физических средств соединения. Блоки доступа и абонентские звенья обеспечивают включение в сеть абонентских систем. В последних физический уровень и канальный уровень определяются характеристиками моноканала. Более высокие уровни от этих характеристик не зависят.
Выбор физических средств моноканала зависит от предъявляемых к ним требований, среди которых, в первую очередь — скорость передачи сигналов, надежность работы, стоимость средств.
Рис. 1. Структура магистрального моноканала
В зависимости от способа передачи сигналов по моноканалам, последние делятся на два вида: физические и частотные. Физическимназовем канал, через который возможна одновременная передача только одного сигнала. Вчастотном канале за счет создания частотных полос одновременно передается группа сигналов (по каждой полосе по сигналу).
На рис. 1 изображен физический моноканал. Он строится на основе коаксиального либо оптического кабеля, скрученной пары проводов, плоского кабеля, через который одновременно направляется только один сигнал. Последний использует физическую среду полностью.
Частотный моноканал, напротив, занимает только одну полосу, в используемой физической среде. Так, на рис. 2 показана группа частотных каналов, построенных на основе широкополосного коаксиального кабеля. Для упрощения рисунка здесь изображены лишь две используемые полосы: а, б. В действительности же в кабеле создается значительное число частотных полос, на основе которых строится большое число частотных моноканалов.
На основе двух частотных моноканалов, показанных на рис. 2 образованы две не связанные друг с другом информационные сети. Первая из них охватывает абоненты A1- M1, а вторая - А2- М2.
Частотные моноканалы чаще всего создаются на основе коаксиальных кабелей. В этих случаях общий канал кроме собственного кабеля имеет значительное число вспомогательных технических устройств: усилителей, разветвителей и т. д.
Рис. 2. Частотный моноканал
Так как они пока являются однонаправленными, это создает определенные трудности: сигналы по общему каналу передаются только в одну сторону. Вследствие этого приходится принимать специальные меры.
Первая из них заключается в том, что общий канал (рис. 2) прокладывается так, чтобы он дважды проходил мимо всех абонентских систем. Далее происходит следующее. В первой сети (полоса а, стрелки) общий канал (в верхней его части) вначале собирает информацию, передаваемую абонентами A1- M1. Затем в нижней части канала осуществляется раздача полученной информации абонентам A1- M1. Аналогично этому абоненты А2 - М2передают информацию через моноканал, созданный на основе частотной полосы б.
Вторая специальная мера заключается в добавлении к общему каналу компонента, именуемого головным преобразователем (рис. 3). Его задачей является передача сигналов из одного частотного канала в другой. Появление в моноканале головного преобразователя, естественно, усложняет его структуру. Однако в этом случае общий канал не должен, как в схеме на рис. 2 дважды проходить мимо всех абонентских систем. Это позволяет вдвое сократить длину дорогостоящего кабеля.
Вместе с тем, в схеме, показанной на рис. 3 каждый частотный моноканал использует уже не одну, как на рис. 2 две частотные полосы. По одной из них (например, а) информация собирается со всех абонентских систем. По второй частотной полосе (например, б) информация раздается всем абонентским системам сети. Головной преобразователь осуществляет преобразование частот, обеспечивающее соединение пар частотных; полос, например полос а, б на рис. 3.
Рис. 3. Моноканал с преобразованием частоты
В коммуникационных подсетях все шире начинают применяться оптические моноканалы. Это связано с тем, что оптическое волокно по сравнению с металлом имеет ряд важных преимуществ. К ним, прежде всего, следует отнести высокую защищенность от электромагнитных помех, малую массу и отсутствие все более дефицитной меди. Кроме того, если затухание сигнала, передаваемого по коаксиальному кабелю, составляет 50—200 дБ/км, то в качественном оптическом волокне оно равно всего 2—5 дБ/км. Это позволяет резко повысить частоту передаваемых в моноканале сигналов и увеличить длину кабеля без повторителей и усилителей. Современные оптические кабели обеспечивают передачу данных со скоростями, превышающими 500 Мбит/с, при расстоянии между повторителями до 5 км.
Невосприимчивость к электромагнитным помехам позволяет прокладывать оптические кабели в цехах и даже возле высоковольтных электрических линий передач. На оптическое волокно не действуют даже грозовые разряды. Так как волокно не заземляется, то в нем не могут возникнуть паразитные контуры.
Масса оптического кабеля резко отличается от массы коаксиального. Так, при замене коаксиального кабеля в подсети Ethernet массой 68 кг, оказалось, что масса оптического кабеля всего 2,3—4,5 кг.
Случайный разрыв оптического кабеля, в отличие от коаксиального, не приводит к появлению искр и поэтому имеет высокую противопожарную безопасность. Важна еще одна особенность. Скорость передачи по оптическому каналу лимитируется не волокном, а электронными устройствами, передающими и принимающими световые сигналы. Поэтому часто повышение скорости в оптическом канале может быть осуществлено лишь при замене излучателей и приемников света. В противоположность этому, для повышения скорости передачи данных в коаксиальном кабеле нужно полностью заменить весь кабель.
Следует также иметь в виду, что оптическое волокно имеет сердцевину и покрытие. Энергия светового сигнала распространяется главным образом внутри сердцевины и очень мало выходит в материал покрытия. В большинстве случаев сердцевина и ее покрытие образуют неразделимую структуру, поэтому покрытие не может быть снято с сердцевины для того, чтобы получить доступ к сигналу.
Благодаря этому оптический канал хорошо защищен от несанкционированного доступа и подслушивания, а точнее говоря - подсматривание информации в оптическом канале является очень сложной проблемой.
У
Моноканал, в котором сигналы по оптическим волокнам передаются только в одном направлении, показан на рис. 4. Моноканал имеет форму звезды, исходящей из специального устройства, именуемого смесителем (СМ) сигналов. К нему от каждого блока доступа (БД) подходит два оптических волокна. Каждое из них передает сигналы в одном направлении. Задачей смесителя является передача пришедшего по одному из волокон сигнала параллельно всем волокнам, направленным к абонентским системам сети.
В большом оптическом моноканале используется группа активных смесителей, располагаемых в несколько ярусов.
Рис. 4. Оптический моноканал со смесителем сигналов
В трехъярусном моноканале (рис. 5) к каждому смесителю подходит по 16 пар оптических волокон. Поэтому на первом ярусе располагается один смеситель, на втором - 16, а на третьем ярусе находится уже до 256 смесителей. Это позволяет охватывать подобной коммуникационной сетью большую территорию (десятки километров) и подключать к моноканалу до 4096 абонентских систем.
Рис. 5. Трехъярусный моноканал
В оптическом моноканале с зеркальным отражателем (рис. 6) общий канал дважды проходит мимо всех абонентских систем. В каждой точке подключения абонентской системы в оптическое волокно встраивается зеркало. Благодаря ему при приеме информации световой сигнал, отражаясь от общего канала, попадает к блоку доступа (БД), а от него – к абонентской системе.
Рис. 6. Оптический моноканал с зеркальным отражателем
Большое число абонентских систем, включаемых в моноканальную сеть, все возрастающие объемы информации требуют увеличения скоростей передачи блоков данных. Эта задача может быть решена созданием многоканальных моноканалов.
Первый способ повышения скорости передачи данных заключается в создании не одного, а нескольких общих каналов. Так, на рис. 7 показан моноканал, содержащий три общих канала (1, 2, 3). Однако следует отметить, что несмотря на наличие нескольких каналов, здесь не возникает, как в узловой подсети, проблема маршрутизации информации. В рассматриваемом моноканале выбирается не маршрут передачи, а номер общего канала. И несмотря на наличие нескольких каналов осуществляется, как обычно, селекция (выбор по адресам назначения) принимаемых блоков информации.
Рис. 7. Трехканальный моноканал
Второй способ повышения скорости передачи информации заключается в создании иерархии моноканалов. Сущность этого способа иллюстрируется схемой, показанной на рис. 8. В сети функционирует 18 абонентских систем (А - Т). Однако они подключены не к одному, а к шести моноканалам (1—6).
Рис. 8. Иерархия моноканалов
В рассматриваемой сети в большинстве случаев взаимодействующие системы передают данные соответственно через свои моноканалы 1, 2, 4, 5, 6. Что касается моноканала 3, то он используется только тогда, когда необходимо взаимодействие систем, подключенных к разным моноканалам.
В результате использования иерархии моноканалов можно резко повысить скорость передачи информации.