Принцип передачи информации по компьютерным сетям

Лекция 8 §14 Принципы передачи информации в сети

Основной функцией сети является соединение между собой различного оборудования, поэтому проблема обеспечения открытости сетей (возможность расширения и реконфигурации, стандартизации) имеет особое значение.

В 70-е годы в связи с расширяющимися масштабами разработки и внедрения телекоммуникационных и вычислительных сетей было решено сформулировать единую модель взаимодействия систем и сетей. Это было поручено Комитету по вычислительной технике и обработке информации Международной организации по стандартизации (ISO – International Standards Organization).

В 1979 году ISO опубликовала модель архитектуры вычислительной сети, так называемую «модель взаимодействия открытых систем» (OSI – Open System Interconnection). Эта модель является международным стандартом для передачи данных, основой как для анализа существующих систем, так и для создания новых стандартов и систем.

П.1 Семиуровневая модель osi

Модель OSI содержит семь отдельных уровней – подзадач. Каждому уровню отводится конкретная роль. Благодаря этому общая задача передачи данных расчленяется на отдельные простые задачи. При этом взаимодействие осуществляется только между соседними уровнями. Полное описание модели OSI занимает более 1000 страниц текста.

Для сетевого взаимодействия устройств необходимо согласовать между собой электрические уровни сигналов, задержки и длительности импульсов, типы соединителей, способы кодирования информации, способы обеспечения достоверности передачи, формы и форматы адресации, форматы данных, способы доступа к сети, способы буферизации данных, способы деления их на пакеты и восставновления целостности сообщений и др.

Протокол – необходимые соглашения для связи одного уровня с рядом расположенными. То есть это набор правил, которые управляют обменом информацией. Он определяет синтаксис и семантику сообщений, операции управления, синхронизацию и состояния при коммуникации. Стек протоколов – набор связанных коммуникационных протоколов, которые функционируют совместно и используют некоторые или все семь уровней модели OSI.

Модель OSI описывает только средства, реализуемые операционной системой, системными утилитами и аппаратурой. Стандартизируются не интерфейсы между уровнями, а протоколы связи соответствующих устройств между уровнями.

1) физический – битовые протоколы передачи информации;

2) канальный – формирование кадров, управление доступом к среде;

3) сетевой – маршрутизация, управление потоками данных;

4) транспортный – обеспечение взаимодействия удаленных процессов;

5) сеансовый – поддержка диалога между удаленными процессами;

6) представления данных – интерпретация передаваемых данных;

7) прикладной – пользовательское управление данными.

Первые четыре уровня образуют транспортную сеть, а три последних – сеть обработки данных.

Каждый уровень базовой модели OSI обслуживает уровни, расположенные выше, и пользуется услугами нижних уровней. Данные проходят в направлении вниз от источника данных (от седьмого уровня к первому) и в направлении вверх от приемника данных (от первого уровня к седьмому уровню). Пользовательские данные передаются в нижерасположенный уровень вместе со специфическим для уровня заголовком до тех пор, пока не будет достигнут последний уровень. На приемной стороне поступающие данные анализируются и, по мере надобности, передаются далее в вышерасположенный уровень, пока информация не будет передана в пользовательский прикладной уровень (рис.24).

Сеансовый уровень и уровень представления на практике используются редко, тогда как сетевой и канальный уровень практически всегда сильно перегружены.

Большинство уровней модели OSI имеют смысл только в сетях с коммутацией пакетов.

Источник

16. ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

16.1. Формы передачи информации на большие расстояния

Как уже говорилось в начале этого курса, информацию из окружающего мира человек получает с помощью органов чувств. Непосредственное общение людей возможно лишь на очень небольшом расстоянии. Поэтому человек за свою историю придумывал разные способы, позволяющие передавать информацию на большие расстояния. Это костры, морская флажковая азбука, семафоры и т.п., в настоящее время, это телеграф, почта, телефон, радио, телевидение, передача информации по компьютерным сетям. Характерными особенностями передачи данных на большие расстояния являются: ∙ для передачи данных на большое расстояние, необходим ряд промежуточных участников передачи (ретрансляторов, промежуточных станций и т.п.); ∙ всякая такая передача должна быть подчинена заранее установленным правилам. Должны быть определены виды сигналов, смысл каждого из них, действия, которые надо совершать при успешном приеме сообщения или при необходимости повторной передачи (обычно устанавливается какой-нибудь способ подтверждения приема или запроса на повторную передачу). Такого рода правила при передаче информации с помощью компьютеров называются протоколами передачи ; Передачи бывают двусторонними (разговор на большом расстоянии), односторонними и ли широковещательными – адресованные большому числу участников.

16.2. Передача информации между компьютерами

В 1969 году Министерство обороны США начало разрабатывать проект DARPA, который привел к созданию сети Internet. Однако, широкое распространение сети получили с 80-х годов двадцатого столетия. Несмотря на то что компьютерные сети появились сравнительно недавно, но уже сейчас существуют сферы человеческой деятельности, которые не могут существовать без компьютерных сетей. Это управление крупными производствами, газопроводами, энергетической системой, банков, электростанций – везде, где требуется слаженная работа многообразного сложного оборудования. Компьютеры для передачи информации используют разнообразные физические каналы, которые называются средой передачи . Это может быть электрически кабель, радио, непосредственно друг другу, ретрансляторы, спутники связи, с помощью инфракрасных лучей, оптоволоконные кабели, телефонная сеть. Любая передача данных должна подчиняться четко установленным правилам, которые заранее известны всем участникам передачи и строго

119 соблюдаются ими. Эти правила называются протоколом – набором соглашений о взаимодействии. Взаимодействие между компьютерами использует несколько уровней протоколов: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый и т.д.

16.3. Компьютерные сети

В различных областях жизнедеятельности возникает множество задач, нуждающихся в централизованных общих данных, удаленном доступе к базам данных, передаче данных на расстоянии и их распределенной обработке. К таким задачам относятся организация работы банковской структуры, системы резервирования билетов, дистанционная медицинская диагностика, компьютерное обучение и т.п. Решать эти задачи помогают компьютерные сети. Развитие этих сетей позволило не только решить названные задачи, но и сделать доступным для миллионов людей новый вид отдыха и развлечений. Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективным использованием ресурсов сети: аппаратным, программным и информационным.

16.4. Классификация сетей

По ряду признаков сети делят на три вида: глобальные, региональные и локальные сети. Глобальные сети объединяют пользователей по всему миру, часто используют спутниковые каналы связи, позволяющие соединять узлы сети связи и ЭВМ, находящиеся на расстоянии 10−15 тыс. км друг от друга. Региональные сети объединяют пользователей города, области, небольших стран. В качестве каналов связи используются телефонные линии. Расстояние между узлами сети 10−1000 км. Локальные сети связывают абонентов одного предприятия, расположенных на расстоянии до 10-20 км друг от друга. Главной отличительной чертой локальных сетей является высокоскоростной канал передачи данных. В качестве канала передачи данных используются: витая пара, коаксильный кабель, оптический кабель и др. Увеличивать расстояние до 20 км позволяют радиоканалы связи. Каналы связи в локальных сетях являются собственностью организации.

16.5. Локальные сети. Общие понятия

Локальные сети дают возможность использовать в многопользовательском режиме общие ресурсы сети: диски, принтеры, модемы, программы и данные, хранящиеся на общедоступных дисках, а также передавать информацию с одного компьютера на другой. Для реализации услуг сети необходимо специальное программное обеспечение. В настоящее время получили распространение две концепции построения такого ПО. В первой, сетевое программное обеспечение ориентировано на

Источник