Лекция 4: Физическая и логическая структура ИВС
(4 часа)
План занятия:
|
№ п/п |
Содержание раскрываемого вопроса: |
|
10 мин. |
1. |
Физическая структура ИВС |
|
35 мин. |
2. |
Топологические структуры |
|
35 мин. |
3. |
Логическая структура ИВС |
|
|
4. |
Эталонная модель взаимодействия открытых систем |
|
|
5. |
Структура сообщений |
1. Физическая структура ивс
Физическая структура информационной сети (ИС) представляет собой совокупность абонентских комплексов (АК) двух типов:
Хост-модулей или вычислительных машин, осуществляющих управление информационно-вычислительными и технологическими процессами;
Терминалов, объединенных в единую систему базовой сетью обмена доменами (БСОД).
Первый тип АК представляет пользователям услуги по обработке данных и управлению, а также терминалы обеспечивают пользователям доступ к этим услугам. Терминалы могут сопрягаться с базовой сетью как самостоятельно, так и через специальные комплексы сопряжения, которые реализуют со стороны терминалов частные протоколы сопряжения (свои для каждого типа терминалов), а со стороны базовой сети – унифицированный интерфейс взаимодействия.
ИС можно условно разделить на локальные и распределенные.
Локальные сети характеризуются компактностью размещения, имеют множественный доступ и, как правило, используются в интересах одной организации.
Распределенные сети характеризуются удаленностью расположения абонентов, наличием магистральных, как правило, коммутируемых каналов связи, могут представлять интересы многих организаций.
Базовая сеть обмена данными – это ядро ИС. Она строится на основе единой системной идеологии, а ее внутренние характеристики в значительной степени определяют потребительские характеристики (рис. 1).
Базовая сеть состоит из коммуникационной сети, включающей узлы коммутации и магистральные линии связи (радиоканалы), и комплексов сетевого доступа абонентов, обеспечивающих подключение разнородных пользователей к сети.
Рис. 1. Физическая структура ИВС
Коммутационные элементы сети включают в себя магистральные и зональные узлы коммутации, осуществляющие физическое распределение потоков информации в сети.
Магистральные линии связи предназначены для передачи больших объемов информации и используют сложные методы уплотнения и физического кодирования информации. Вместе они составляют магистральную сеть обмена данными или чаще – коммуникационную сеть.
Пользователями сети могут быть операторы, взаимодействующие с сетью через терминальные устройства, разнообразные технологические процессы, базы данных, сосредоточенные вычислительные ресурсы, другие глобальные и локальные сети.
Доступ пользователей к коммуникационной сети осуществляется с помощью специальных элементов:
1. Индивидуальные процессоры сопряжения (ИПС) выполняют подключение отдельных хостов, выполняющих функции управления технологическими процессами, к сети. Они осуществляют преобразование интерфейсов, поддержание одного или нескольких логических соединений, управление потоками в линии подключения хоста.
2. Групповые процессоры сопряжения (ГПС) обеспечивают подключение нескольких хостов, при этом осуществляют концентрацию потоков данных, локальную коммутацию и распределение входящей информации.
3. Мультиплексоры (М) предназначены для подключения терминалов (абонентов). Это прозрачное устройство, которое делит пропускную способность линии между несколькими терминалами. Данные при этом не меняются. Протокол согласования с сетью должен выполнять каждый терминал самостоятельно. Существует три основных подхода к мультиплексированию: с временным разделением, с частотным разделением и кодовым разделением.
При временном разделении (рис. 2) каждому терминалу (абоненту) в высокоскоростной линии "нарезается" квант времени и существует однозначное соответствие временных интервалов низкочастотных и высокочастотных линий. Если терминал молчит, интервал для него выделяется все равно.
Рис.
2. Временное разделение каналов
При частотном разделении формируются несколько низкочастотных каналов путем деления полосы частот.
Временное разделение более эффективно, так как при частотном необходимо выделять специальные пограничные зоны для защиты рабочей полосы частот.
4. Концентраторы (К) также предназначены для подключения терминалов через линии привязки различной производительности (рис. 3). Они реализуют преобразование протокола, сбор низкоскоростной информации от терминала и ввод в высокоскоростную линию и промежуточное хранение информации. При этом может меняться вид потоков (коды, форматы, скорости).
Рис. 3. Использование концентраторов
5. Зональные узлы коммутации (УКЗ) могут использоваться для связи с другими сетями, если в них реализуются те же протоколы сетевого обмена. При этом другая сеть воспринимается как обобщенный пользователь и УКЗ выполняет маршрутизацию в ней.
6. Шлюзы (gateway) служат для перехода в сети, реализующие иные протоколы сетевого обмена либо для соединения отдельных частей сети. Обычно основной причиной, по которой в сети используют шлюз, является необходимость объединить сети с различными типами системного и прикладного программного обеспечения (например, сети IP и IPX). Кроме того, шлюз обеспечивает и локализацию трафика в качестве некоторого побочного эффекта.