Системы телекоммуникации и связи

Системы телекоммуникации и связи

Министерство Образования Украины

Восточноукраинский Государственный Университет

Кафедра Экономической Кибернетики

по дисциплине:

«Информатика»

Тема: Системы телекоммуникации и связи

Выполнил: студент группы ФН-191 Куцевол Максим

Проверила: Дубинина Т.В.

Луганск, 1999

Содержание

1. Модемы 4

1.1 Введение 4

1.2 Типы модемов 4

1.3 Программирование модемов 6

1.3.1 Основные команды модема 7

1.3.2 Стандартный набор ответов модема 9

1.3.3 Основные принципы программирования модемов 9

1.4 Последовательность действий для установления связи 10

1.5 Протоколы обмена данными 11

1.5.1 Протоколы коррекции ошибок нижнего уровня 11

1.5.2 MNP-протоколы 11

1.5.3 Протоколы V.42 и V.42bis. 12

1.5.4 Режимы MNP-модемов. 12

2. Локальные Вычислительные Сети 14

2.1 Введение 14

2.2 Файл-сервер и рабочие станции 14

2.3 Операционная система рабочей станции 14

2.4 Топология локальных сетей 14

2.5 Методы доступа и протоколы передачи данных 16

2.5.1 Метод доступа Ethernet. 16

2.5.2 Метод доступа Arcnet. 16

2.5.3 Метод доступа Token-Ring. 17

2.6 АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ 17

2.6.1 Аппаратура Ethernet 17

2.6.1.1 Толстый коаксиальный кабель. 17

2.6.1.2 Тонкий коаксиальный кабель 19

2.6.1.3 Неэкранированная витая пара. 20

2.6.1.4 Сетевой адаптер Ethernet. 20

2.6.1.5 Репитер. 21

2.6.2 Аппаратура Arcnet. 21

2.6.3 Аппаратура Token-Ring. 22

2.7 Программное обеспечение локальных сетей. 22

2.7.1 Сети с централизованным управлением. 22

2.7.2 Одноранговые сети. 23

2.7.3 Мосты 24

2.7.3.1 Внутренние 24

2.7.3.2 Внешние 24

2.7.4 Транзакции. 24

2.7.5 Зеркальные диски. 25

2.7.6 Резервирование дисков и каналов. 25

2.7.7 Горячее резервирование серверов. 25

2.8 Управление доступом. 25

3, INTERNET 27

3.1 Введение 27

3.2 История сети Internet 27

3.3 Протоколы сети Internet 29

3.4 Спутники – это не только телевидение... 29

3.4.1 Как это происходит 30

3.4.2 Сервисы DirecPC 30

3.4.3 Полный комплект 31

3.4.4 Запад есть Запад, а Восток есть Восток 31

3.4.5 Русские уже ушли вперед 32

3.4.6 Интернет из Кувейта 32

3.4.7 Европа ставит спутниковый Интернет на поток 33

3.4.8 Система комбинированного доступа NetStar 33

3.4.9 Украинские «ворота» 33

3.4.9.1 Оборудование 34

3.4.9.2 Особенности системы 34

3.4.10 Новинка Hughes Украине 34

3.4.10.1 Оборудование 35

3.4.10.2 Особенности системы 35

3.5 Услуги предоставляемые сетью 35

3.6 Общая характеристика сети Internet 37

3.7 Место абонентского программного обеспечения в комплексе программных

средств сети Internet 37

3.8 Телекоммуникационные пакеты 38

3.9 Элементы охраны труда и защиты информации 38

4. Список использованной литературы. 40

1. Модемы

1.1 Введение

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьютера.

Установив модем на свой компьютер, вы фактически от-крываете для себя новый

мир. Ваш компьютер превращается из обособленного компьютера в звено

глобальной сети.

Модем позволит вам, не выходя из дома, получить доступ к базам данных,

которые могут быть удалены от вас на многие тысячи километров, разместить

сообщение на BBS (электронной доске обьявлений), доступной другим

пользователям, скопировать с тойже BBS интересующие вас файлы,

интегрировать домашний компьютер в сеть вашего офиса, при этом создается

полное ощущение работы в сети офиса. Кроме того, воспользовавшись

глобальными сетями (RelCom, FidoNet, Internet) можно принимать и посылать

электронные письма не только внутри города, но фактически в любой конец

земного шара. Глобальные сети дают возможность не только обмениваться

почтой, но и участвовать во всевозможных конференциях, получать новости

практически по любой интересующей вас тематике.

Существует три основных способа соединения компьютеров для обмена

информацией:

. непосредственная связь, через асинхронный порт;

. связь с использованием модема;

. связь через локальные сети.

1.2 Типы модемов

Боды и биты в секунду. Когда говорят о модемах, то очень часто путают

боды и биты в секунду (бит/с). Скорость передачи выраженная в бодах,

указывает, сколько раз в секунду изменяется состояние сигнала,

передаваемого из одного устройства в другое. Если, например, частота или

фаза сигнала меняется 300 раз в секунду, то говорят, - скорость передачи

сигнала равна 300 бодам. Если при этом каждое состояние (изменение)

передаваемого сигнала используется для передачи одного бита, то 300 бод в

данном случае эквивалентны 300 бит/с. Если же в каждом состоянии сигнала

передается два бита информации, то скорость передачи в битах в секунду

будетв 2 раза больше, т.е. 600 бит/с. В большинстве модемов каждому

состоянию соответствует несколько битов, поэтому фактическая скорость

передачи в бодах меньше скорости в битах в секунду.

В настоящее время выпускается огромное количество всевозможных модемов,

начиная от простейших, обеспечивающих скорость передачи около 300 бит/сек,

до сложных факс-модемных плат, позволяющих вам послать с вашего компьютера

факс или звуковое письмо в любую точку мира.

Аппаратно модемы выполнены либо как отдельная плата, вставляемая в слот

на материнской плате компьютера, либо в виде отдельного корпуса с блоком

питания, который подключается к последовательному асинхронному порту

компьютера. Первый из низ называется внутренним модемом, а второй -

внешним.

Типичный модем содержит следующие компоненты: специализированный

микропроцессор, управляющий работой модема, оперативную память, хранящую

значения регистров модема и буферизующие входную/выходную информацию,

постоянную память, динамик, позволяющий выполнять звуковой контроль связи,

а также другие вспомогательные элементы (трансформатор, резисторы,

конденсаторы, разьемы). Если у вас достаточно современный модем, то он

скорее всего дополнительно содержит электрически перепрограммируемую

постоянную память (EEPROM), в которой может быть сохранена конфигурация

модема даже при выключении питания.

Чтобы модемы могли обмениваться друг с другом информацией, надо, чтобы

они использовали одинаковые способы передачи данных по телефонным линиям.

Для разработки стандартов передачи данных был создан специальный

международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (CCITT) и

приняты следующие рекомендации:

. Bell 103

Стандарт со скоростью передачи 300 бит/с принят в США и Канаде. Тип

используемой модуляции - частотная, каждому состоянию сигнала

соответствует один бит. В большинстве быстродействующих современных

компьютеров этот стандарт предусмотрен, хотя он уже устарел.

. Bell 212A

Стандарт со скоростью передачи 1200 бит/с принят в США и Канаде. В нем

используется дифференциальная фазовая модуляция DPSK (Differential

Phase-Shift Keying), скорость передачи—600 бод, каждому состоянию

соответствует 2 бит данных.

. V.21

Этот международный стандарт передачи данных со скоростью 300 бит/с

подобен стандарту Bell 103, однако из-за различий в используемых

диапазонах частот модемы V.21 не совместимы с модемами Bell 103. В

основном V.21 используется за пределами США.

. V.22

Данный международный стандарт передачи данных со скоростью 1200 бит/с

подобен Bell 212A, однако не совместим с ним по некоторым

характеристикам, в частности по способу ответа на вызов. Этот стандарт

используется, в основном, за пределами США.

. V.22bis

Это международный стандарт передачи данных со скоростью 2400 бит/с.

Слово bis означает второй, т.е улучшенный вариант стандарта V.22.

Применяется V.22bis как в США, так и в других странах. Используется

амплитудно-фазовая модуляция (QAM), скорость передачи данных— 600 бод,

в каждом состоянии сигнала кодируется 4 бит.

. V.23

Данным стандартом предусматривается передача данных со скоростью 1200

бит/с в одном направлении и 75 бит/с— в обратном. Модем,

соответствующий этому стандарту, оказывается псевдодуплексным, т.е. он

может обмениваться данными в обоих направлениях, но с разными

скоростями. V.23 был разработан для того, чтобы снизить стоимость

модемов со скоростью передачи 1200 бит/с, которые были довольно

дорогими в начале 80-х годов. Используется, в основном, в Европе.

. V.29

Этот стандарт определяет полудуплексный (однонаправленный) способ

передачи данных со скоростью 9600 бит/с. Обычно он используется для

факсимильных аппаратов (факсов), и очень редко для модемов. Поскольку

указанный стандарт является полудуплексным, соответствующие устройства

оказываются намного проще тех, которые работают в высокоскоростных

дуплексных режимах. V.29 в качестве стандарта для модемов не является

функционально полным, так как он не определяет полного набора

требований к стандартам. Именно поэтому устройства разных серий редко

оказываются совместимыми. Эти недостатки стандарта не касаются

факсимильных аппаратов, параметры которых определены в V.29 полностью.

. V.32

Это стандарт дуплексной передачи данных со скоростью 9600 бит/с. В нем

определены методы коррекции ошибок и способы связи. Используется

амплитудно-фазовая модуляция с так называемым кодированием TCQAM, при

котором каждому состоянию сигнала соответствует 4 бит. При таком

кодировании вместе с каждой группой из 4 бит передается дополнительный

контрольный бит. Это позволяет выполнять коррекцию ошибок в приемном

устройстве, что, в свою очередь, повышает устойчивость модемов,

работающих в стандарте V.32, к воздействию шумов в линии передачи.

Поскольку даже при однонаправленной передаче данных со скоростью 9600

бит/с используется практически вся полоса пропускания телефонной

линии, в модемах V.32 реализуется сложная процедура прослушивания

ответного сигнала, которая заключается в периодическом отключении

собственных передаваемых сигналов и приеме ответных сигналов. До

последнего времени распространение модемов, работающих в стандарте

V.32, сдерживалось их сложностью и высокой стоимостью. Однако

появление на рынке дешевых комплектов микросхем, разработанных

специально для этих целей, изменило ситуацию, и V.32 постепенно

превратился в общепринятый стандарт передачи данных со скоростью 9600

бит/с.

. V.32bis

Стандарт V.32bis — это расширение V.32 со скоростью передачи 14400

бит/с. В нем применяется та же модуляция, что и в V.32 (TCQAM),

скорость передачи - 2400 бод, в каждом состоянии кодируется 6 бит.

Благодаря такому кодированию связь получается весьма надежной.

Протокол V.32bis обеспечивает дуплексную связь. Если качество

телефонной линии невысокое, то модемы переключаются в обычный режим

V.32. Этот стандарт, благодаря своей производительности и

помехоустойчивости, стал общепринятым при работе в современных

телефонных линиях.

. V.32fast

Стандарт V.32fast, также называемый V.FC (Fast Class), — это новый

предложенный ССIТТ стандарт который является расширением V.32 и

V.32bis. В нем предусмотрена скорость передачи данают 28800 бит/с,

однако впоследствии он заменился стандартом V.34.

. V.34

Стандарт V.34 — стандарт передачи данных со скоростью 31,2 и 33,6

Кбит/с. Многие существующие модемы V.34, оснащены сложными цифровыми

процессорами Digital Signal Processors (DSPs).

. V.90

Стандарт V.90 – стандарт передачи данных, который позволяет модему

передавать со скоростью 57600 бит/с, и принимать данные со скокостью

33600 бит/с.

1.3 Программирование модемов

После выпуска американской фирмой Hayes модемов серии Smartmodem,

система команд, использованная в ней, стала неким стандартом, которого

придерживаются остальные фирмы - разработчики модемов. Система команд,

применяемая в этих модемах, носит название hayes-команд, или AT-команд.

Со времени выпуска первых AT-совместимых модемов набор их команд

несколько расширился, но все основные команды остались без изменения.

Все команды, передаваемые компьютером модему, надо начинать префиксом

AT (ATtention - внимание) и заканчивать символом возврата каретки ( <CR> ).

Только команда А/ и Escape-последовательность "+++" не требуют для себя

префикса AT.

После префикса AT могут идти одна или сразу несколько команд. Для

ясности эти команды могут быть отделены друг от друга символами пробела,

тире, скобками. В большинстве случаев команды могут быть написаны как

заглавными, так и строчными буквами.

При передаче модему команд они сначала заносятся во внутренний буфер,

который, как правило, имеет размер 40 символов. Команды, записанные в буфер

модема, исполняются после поступления символа возврата каретки. Вследствие

ограниченности размера буфера не следует передавать модему слишком длинные

команды (больше размера буфера). Длинные команды можно разбивать на части и

передавать в несколько заходов. При этом каждая часть должна начинаться

префиксом АТ и заканчиваться символом возврата каретки.

Если вы допустили ошибку при наборе команды, то ее можно исправить,

используя клавишу BackSpace.

После выполнения каждой команды модем посылает обратно компьютеру ответ

в виде числа или слова. Этот ответ означает, выполнена ли команда или

произошла ошибка. Если у вас внешний модем, то на его лицевой панели

находится восемь световых индикаторов. Хотя их расположение на различных

моделях может меняться, их обозначения являются стандартными:

. MR Modem Ready - Модем готов к обмену данными. Если этотиндикатор

не горит, то надо проверить линию питания модема.

. TR Terminal Ready - Компьютер готов к обмену данными с модемом.

Этот индикатор горит, когда модем получил от компьютерасигнал DTR.

. CD Carrier Detect - Индикатор зажигается, когда модем обнаружил

несущую частоту на линии. Индикатор должен гореть на протяжении

всего сеанса связи и гаснуть, когда один из модемов освободит

линию.

. SD Send Data - Индикатор мигает, когда модем получает данные от

компьютера.

. RD Receive Data - Индикатор мигает, когда модем передает данные к

компьютеру

. HS High Speed - Модем работает на максимально возможной для него

скорости.

. AA Auto Answer - Модем находится в режиме автоответа. То есть модем

автоматически будет отвечать на приходящие звонки. Когда модем

обнаружит звонок на телефонной линии, этот индикатор замигает.

. OH Off-Hook - Этот индикатор горит, когда модем снял трубку

(занимает линию).

1.3.1 Основные команды модема

AT - Начало (префикс) командной строки. После получения этой команды

модем автоматически подстраивает скорость передачи и формат данных к

параметрам компьютера.

. A - Автоответ. Если режим автоматического ответа выключен (S0=0),

команда используется для ответа на звонок от удаленного модема.

Команда заставляет модем снять трубку ( подключиться к линии ) и

установить связь с удаленным модемом.

. A/ - Модем повторяет последнюю введенную команду. Команда

передается на модем без префикса AT и исполняется модемом

немедленно, не ожидая прихода символа возврата каретки. Если вы

передадите модему строку AT A/ <CR>, то модем укажет на ошибку и

вернет слово ERROR.

. Bn - Команда производит выбор стандарта, согласно которому будет

происходить обмен данными между модемами. При скорости передачи 300

бит/с происходит выбор между стандартами BELL 103 и CCITT V.21, при

скорости 1200 bps - между BELL 212A и CCITT V.22bis. При скорости

2400 bps эта команда игнорируется и используется стандарт CCITT

V.22. Если n=0, устанавливаются стандарты CCITT V.21/V.22, а если

n=1 - стандарты BELL 103/212A.

. Ds - Команда используется для набора номера. После получения этой

команды модем начинает набор номера и при установлении связи

переходит в режим передачи данных. Команда состоит из префикса AT,

символа D и телефонного номера, в состав которого могут входить

следующие управляющие модификаторы: P или T. Эти модификаторы

производят выбор между импульсной и тоновой системой набора ( в

нашей стране используется импульсная система).

. , - Символ запятой вызывает паузу при наборе номера. Длительность

паузы определяется содержимым регистра S8.

. ; - Символ точки с запятой, если он находится в конце командной

строки, переводит модем после набора номера в командный режим.

. @ - Модем ожидает пятисекундной тишины на линии в течение заданного

промежутка времени. Промежуток времени, в течение которого модем

ожидает тишины, задается в регистре S7. Если в течение этого

времени паузы тишины не было, модем отключается и отвечает NO

ANSWER.

. ! - Если знак ! стоит перед знаками последовательности набора,

модем переходит в состояние ON HOOK (кладет трубку) на 1/2 секунды,

а затем снова переходит в состояние OFF HOOK (снимает трубку).

. S - Модем набирает телефонный номер, записанный в его памяти. Эта

команда выполняется только для модемов, имеющих встроенную

энергонезависимую память и возможность записи в нее номеров

телефонов.

. R - После набора номера переводит модем в режим автоответа. Этот

модификатор должен находиться в конце набираемого номера.

. W - Перед дальнейшим набором телефонного номера модем ожидает

длинный гудок из линии. Причем время ожидания гудка содержится в

регистре S7. Если в отведенное время гудок не появился, модем

прекращает набор номера и возвращает сообщение NO DIALTONE. Этот

параметр может быть полезен при наборе междугородних номеров.

. En - Управление эхо-выводом команд, передаваемых модему. После

команды Е1 модем возвращает каждый знак, передаваемый ему, обратно

компьютеру, что позволяет узнать, как работает связь модема и

компьютера. Команда Е0 запрещает эхо-вывод.

. Fn - Переключение между дуплексным/полудуплексным режимами. При n=0

переход в полудуплексный режим, а при n=1 - в дуплексный.

. Hn - Эта команда используется для управления телефонной линией.

Если n=0, то происходит отключение модема от линии, если n=1, модем

подключается к линии.

. In - Выдает идентификационный код модема и контрольную сумму

содержимого памяти модема. Если n=0, модем сообщает свой

идентификационный код, если n=1, модем проводит подсчет контрольной

суммы EPROM и передает ее компьютеру, n=2 - модем проверяет

состояние внутренней памяти ROM и возвращает сообщение OK или

CHECKSUM ERROR (ошибка контрольной суммы). При n=3 выдается

состояние модема.

. Ln - Установка громкости сигнала внутреннего динамика: n=0,1

соответствует низкой громкости, n=2 - средней и n=3 - максимальной.

. Mn - Управление внутренним динамиком. При n=0 динамик выключен. При

n=1 динамик включен только во время набора номера и выключен после

обнаружения несущей. При n=2 динамик включен все время. При n=3

динамик включается после набора последней цифры номера и

выключается после обнаружения несущей отвечающего модема.

. Qn - Управление ответом модема на AT-команды. При n=0 ответ

разрешен, при n=1 ответ запрещен. Независимо от состояния Q0 или Q1

модем всегда сообщает содержание S-регистров, свой

идентификационный код, контрольную сумму памяти и результаты теста.

. On - Команда переводит модем из командного режима в режим передачи

данных. При этом модем отвечает CONNECT. Команда О и О0 переводят

модем в режим передачи данных без инициирования последовательности

сигналов проверки линии связи. Команда О1 переводит модем в режим

передачи данных и заставляет модем передать последовательности

сигналов проверки линии связи, т.е. производить повторное

квитирование с удаленным модемом.

. Sr? - Чтение содержимого регистра модема, имеющего номер r. Sr=n -

Запись в регистр модема с номером r числа n. Число n может иметь

значения от 0 до 255. Все команды модифицируют содержимое одного

или более S-регистров. Некоторые S-регистры содержат временные

параметры, которые можно поменять только командой S.

. Vn - Производит выбор вида ответа модема на AT-команды. При n=0

ответ происходит цифровым кодом, а при n=1 модем отвечает в

символьном виде на английском языке. Использование цифровой формы

ответа облегчает обработку результатов выполнения команды при

написании собственных программ управления модемом.

1.3.2 Стандартный набор ответов модема

. OK - Модем выполнил команду без ошибок

. CONNECT - Модем установил связь со скоростью 300 bps

. RING - Модем обнаружил сигнал звонка

. NO CARRIER - Модем потерял несущую частоту

. ERROR - Ошибка в командной строке

. CONNECT X - Модем установил связь со скоростью X

. NO DIALTONE - Отсутствие сигнала станции при снятии трубки

. BUSY - Модем обнаружил сигнал "занято"

. NO ANSWER - Нет ответа после ожидания сигнала

1.3.3 Основные принципы программирования модемов

Доступ к модему происходит через последовательный асинхронный порт. При

этом для передачи модему команд их необходимо просто записать в регистр

данных COM-порта, на котором находится модем. Ответ от модема также

поступает через последовательный порт.Передавая модему команды, его можно

проинициализировать, перевести в режим автоответа или заставить набрать

номер.

Когда модем наберет номер удаленного абонента или когда модему в режиме

автоответа придет вызов, он попытается установить связь с удаленным

модемом. После установления связи модем передает компьютеру через COM-порт

специальное сообщение и переключится из командного режима в режим передачи

данных. После этого данные, передаваемые модему, перестают восприниматься

им как команды и сразу передаются по телефонной линии на удаленный модем.

Итак, после установления связи с удаленным модемом, коммуникационная

программа может начинать обмен данными. Обмен данными так же, как и

передача команд, осуществляется через COM-порт. Затем при помощи

специальной Escape-последовательности можно переключить модем из режима

передачи данных обратно в командный режим и положить трубку, разорвав связь

с удаленным модемом.

1.4 Последовательность действий для установления связи

1. Инициализация COM-порта.

Проводим инициализацию COM-порта, к которому подключен мо- дем. Для этого

программируем регистры микросхемы UART, задавая формат данных и скорость

обмена. Заметим, что модем будет проводить соединение с удаленным модемом

как раз на этой скорости. Чем скорость выше, тем быстрее будет

происходить обмен данными с удаленным модемом. Однако при увеличении

скорости на плохих телефонных линиях сильно возрастает количество ошибок.

2. Инициализация модема.

Передавая модему AT-команды через СОМ-порт, производим его инициализацию.

При помощи АТ-команд можно установить различные режимы работы модема -

выбрать протокол обмена, установить набор диагностических сообщений

модема и т.д.

3. Соединение с удаленным модемом.

Передаем модему команду набора номера (ATD). В этом случае модем набирает

номер и пытается установить связь с удаленным модемом. Или передаем

модему команду AT S0=1 для перевода его в режим автоответа. После этого

модем ожидает звонка от удаленного модема, а когда он приходит, пытается

установить с ним связь.

4. Ожидаем ответ от модема.

В зависимости от режима, в котором находится модем, он может передавать

компьютеру различные сообщения. Например, если модем производит вызов

удаленного модема (АТ-команда ATD), то модем может выдать следующие

сообщения:

. CONNECT - Успешное соединение

. BUSY - Номер занят

. NO DIALTONE - На линии отсутствует сигнал коммутатора

. NO ANSWER - Абонент не отвечает

. NO CARRIER - Неудачная попытка установить связь

Когда приходит звонок, модем передает компьютеру сообщение RING,

если регистр модема S0 равен нулю. В этом случае для ответа на звонок

надо послать модему команду АТА. Если модем находится в режиме

автоответа и регистр модема S0 не равен нулю, то модем автоматически

пытается ответить на звонок и может выдать следующие сообщения:

. CONNECT - Успешное соединение

. NO DIALTONE - Нет несущей частоты удаленного модема

. NO CARRIER - Неудачная попытка установить связь

Если модем передал компьютеру сообщение CONNECT ,значит, он успешно

произвел соединение и теперь работает в режиме передачи данных. Теперь

все данные, которые вы передадите модему через СОМ-порт, будут

преобразованы модемом в форму, пригодную для передачи по телефонным

линиям, и переданы удаленному модему. И наоборот, данные, принятые

модемом по телефонной линии, переводятся в цифровую форму и могут быть

прочитаны через СОМ-порт, к которому подключен модем.

Если модем передал компьютеру сообщения BUSY, NO DIALTONE, NO

ANSWER, NO CARRIER значит, произвести соединение с удаленным модемом не

удалось и надо попытаться повторить соединение.

5. Подключение модема в командный режим.

После окончания работы коммуникационная программа должна перевести модем

в командный режим и передать ему команду положить трубку (ATH0). Для

перевода модема в командный режим можно воспользоваться Escape-

последовательностью "+++". После того как модем перешел в командный

режим, можно опять передавать ему АТ-команды.

6. Сбрасываем сигналы на линиях DTR и RTS.

Низкий уровень сигналов DTR и RTS сообщает модему, что компьютер не готов

к приему данных через COM-порт. При работе с асинхронным

последовательным адаптером вы можете использовать механизм прерываний.

Так как передача и прием данных модемом представляют собой длительный

процесс, то применение прерываний от порта позволяет использовать

процессорное время для других нужд.

1.5 Протоколы обмена данными

1.5.1 Протоколы коррекции ошибок нижнего уровня

При передаче данных по зашумленным телефонным линиям всегда существует

вероятность, что данные, передаваемые одним модемом, будут приняты другим

модемом в искаженном виде. Например, некоторые передаваемые байты могут

изменить свое значение или даже просто исчезнуть.

Для того, чтобы пользователь имел гарантии, что его данные переданы без

ошибок, используются протоколы коррекции ошибок.

Общая форма передачи данных по протоколам с коррекцией ошибок

следующая: данные передаются отдельными блоками (пакетами) по 16-20000

байт, в зависимости от качества связи. Каждый блок снабжается заголовком, в

котором указана проверочная информация, например контрольная сумма блока.

Принимающий компьютер самостоятельно подсчитывает контрольную сумму каждого

блока и сравнивает ее с контрольной суммой из заголовка блока. Если эти две

контрольный суммы совпали, принимающая программа считает, что блок передан

без ошибок. В противном случае принимающий компьютер передает передающему

запрос на повторную пере-

дачу этого блока.

Протоколы коррекции ошибок могут быть реализованы как на аппаратном

уровне, так и на програмном. Аппаратный уровень реализации более

эффективен. Быстродействие аппаратной реализации протокола MNP примерно на

30% выше, чем програмной.

1.5.2 MNP-протоколы

MNP (Microcom Network Protocols) - серия наиболее распространенных

аппаратных протоколов, впервые реализованная на модемах фирмы Microcom. Эти

протоколы обеспечивают автоматическую коррекцию ошибок и компрессию

передаваемых данных. Сейчас известны 10 протоколов:

. MNP класса 1. Протокол коррекции ошибок, использующий асинхронный

полудуплексный метод передачи данных. Это самый простой из

протоколов MNP.

. MNP класса 2. Протокол коррекции ошибок, использующий асинхронный

дуплексный метод передачи данных.

. MNP класса 3. Протокол коррекции ошибок, использующий синхронный

дуплексный метод передачи данных между модемами (интерфейс модем -

компьютер остается асинхронным).

Так как при асинхронной передаче используется десять бит на байт -

восемь бит данных, стартовый бит и стоповый бит, а при синхронной только

восемь, то в этом кроется возможность ускорить обмен данными на 20%.

. MNP класса 4. Протокол, использующий синхронный метод передачи,

обеспечивает оптимизацию фазы данных, которая несколько улучшает

неэффективность протоколы MNP2 и MNP3. Кроме того, при изменении

числа ошибок на линии соответственно меняется и размер блоков

передаваемых данных. При увеличении числа ошибок размер блоков

уменьшается, увеличивая вероятность успешного прохождения отдельных

блоков. Эффективность этого метода составляет около 20% по

сравнению с простой передачей данных.

. MNP класса 5. Дополнительно к методам MNP4, MNP5 часто использует

простой метод сжатия передаваемой информации. Символы часто

встречающиеся в передаваемом блоке кодируются цепочками битов

меньшей длины, чем редко встречающиеся символы. Дополнительно

кодируются длинные цепочки одинаковых символов. Обычно при этом

текстовые файлы сжимаются до 35% своей исходной длины. Вместе с 20%

MNP4 это дает повышение эффективности до 50%.

Заметим, что если вы передаете уже сжатые файлы, а в большинстве это

так и есть, дополнительного увеличения эффективности за счет сжатия данных

модемом этого не происходит.

. MNP класса 6. Дополнительно к методам протокола MNP5 автоматически

переключается между дуплексным и полудуплексным методами передачи в

зависимости от типа информации. Протокол MNP6 также обеспечивает

совместимость с протоколом V.29.

. MNP класса 7. По сравнению с ранними протоколами использует более

эффективный метод сжатия данных.

. MNP класса 8. Использует протокол V.32 и соответствующий метод

работы, обеспечивающий совместимость с низкоскоростными модемами.

. MNP класса 9. Предназначен для обеспечения связи на сильно

зашумленных линиях, таких, как линии сотовой связи, междугородними

линиями, сельские линии. Это достигается при помощи следующих

методов:

. многократного повторения попытки установить связь

. изменения размера пакетов в соответствии с изменением уровня

помех на линии

. динамического изменения скорости передачи в соответствии с

уровнем помех линии

Все протоколы MNP совместимы между собой снизу вверх. При установлении

связи происходит установка наивысшего возможного уровня MNP-протокола. Если

же один из связывающихся модемов не поддерживает протокол MNP, то MNP-модем

работает без MNP-протокола.

1.5.3 Протоколы V.42 и V.42bis.

Протокол с коррекцией ошибок и преобразованием асинхронный-синхронный.

Протокол использует метод компрессии, при котором определяется частота

появления отдельных символьных строк и происходит их замена на

последовательности символов меньшей длины. Этот метод компрессии носит

название Lempel-Ziv. Данный метод компрессии обеспечивает 50% сжатие

текстовых файлов. Вместе с 20% выигрышем от синхронного преобразования это

увеличивает эффективность на 60%.

1.5.4 Режимы MNP-модемов.

MNP-модем обеспечивает следующие режимы передачи данных:

. Стандартный режим. Обеспечивает буферизацию данных, что позволяет

работать с различными скоростями передачи данных между компьютером

и модемом и между двумя модемами. В результате для повышения

эффективности передачи данных вы можете установить скорость обмена

компьютер-модем выше, чем модем-модем. В стандартном режиме работы

модем не выполняет аппаратной коррекции ошибок.

. Режим прямой передачи. Данный режим соответствует обычному модему,

не поддерживающему MNP-протокол. Буферизация данных не производится

и аппаратная коррекция ошибок не выполняется.

. Режим с коррекцией ошибок и буферизацией. Это стандартный режим

работы при связи двух MNP-модемов. Если удаленный модем не

поддерживает протокол MNP, связь не устанавливается.

. Режим с коррекцией ошибок и автоматической настройкой. Режим

используется, когда заранее не известно, поддерживает ли удаленный

модем протокол MNP. В начале сеанса связи после определения режима

удаленного модема устанавливается один из трехдругих режимов.

2. Локальные Вычислительные Сети

2.1 Введение

Система NetWare фирмы Novell позволяет так организовать архитектуру

ЛВС, чтобы удовлетворить любым специфическим требованиям. Эта способность к

модификации относится не только к прикладным программам, которые

выполняются в сети, но также к аппаратным средствам и используемым функциям

систем.

ЛВС могут состоять из одного файл-сервера, поддерживающего небольшое

число рабочих станций, или из многих файл-серверов и коммуникационных

серверов, соединенных с сотнями рабочих станций. Некоторые сети

спроектированы для оказания сравнительно простых услуг, таких, как

совместное пользование прикладной программой и файлом и обеспечение доступа

к единственному принтеру. Другие сети обеспечивают связь с большими и мини-

ЭВМ, модемами коллективного пользования, разнообразными устройствами

ввода/вывода (графопостроителями, принтерами и т. д.) и устройствам памяти

большой емкости (диски типа W.O.R.M.).

2.2 Файл-сервер и рабочие станции

Файл-сервер является ядром локальной сети. Этот компьютер (обычно

высокопроизводительный мини-компьютер) запускает операционную систему и

управляет потоком данных, передаваемых по сети. Отдельные рабочие станции и

любые совместно используемые периферийные устройства, такие, как принтеры,

- все подсоединяются к файл-серверу.

Каждая рабочая станция представляет собой обычный персональный

компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной

системы (такой, как DOS, Windows или Linux). Однако в отличие от

автономного персонального компьютера рабочая станция содержит плату

сетевого интерфейса и физически соединена кабелями с файлом-сервером. Кроме

того, рабочая станция запускает специальную программу, называемой оболочкой

сети, которая позволяет ей обмениваться информацией с файл-сервером,

другими рабочими станциями и прочими устройствами сети. Оболочка позволяет

рабочей станции использовать файлы и программы, хранящиеся на файл-сервере,

так же легко, как и находящиеся на ее собственных дисках.

2.3 Операционная система рабочей станции

Каждый компьютер рабочей станции работает под управлением своей

собственной операционной системы (такой, как DOS, Windows или Linux). Чтобы

включить каждую рабочую станцию с состав сети, оболочка сетевой

операционной системы загружается в начало операционной системы компьютера.

Оболочка сохраняет большую часть команд и функций операционной системы,

позволяя рабочей станции в процессе работы выглядеть как обычно. Оболочка

просто добавляет локальной операционной системе больше функций и придает ей

гибкость.

2.4 Топология локальных сетей

Термин "топология сети" относится к пути, по которому данные

перемещаются по сети. Существуют три основных вида топологий: "общая шина",

"звезда" и "кольцо".

[pic]

Топология "общая шина" предполагает использование одного кабеля, к

которому подключаются все компьютеры сети (рис. 2.2). В случае "общая шина"

кабель используется совместно всеми станциями по очереди. Принимаются

специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не

мешали друг другу передавать и принимать данные.

В топологии "общая шина" все сообщения, посылаемые отдельными

компьютерами, подключенными к сети. Надежность здесь выше, так как выход из

строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособности сети в целом.

Поиск неисправностей в кабеле затруднен. Кроме того, так как используется

только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети.

[pic]

На рис. 2.3 показаны компьютеры, соединенные звездой. В этом случае

каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным

кабелем к объединяющему устройству.

При необходимости можно объединять вместе несколько сетей с топологией

"звезда", при этом получаются разветвленные конфигурации сети.

С точки зрения надежности эта топология не является наилучшим решением,

так как выход из строя центрального узла приведет к остановке всей сети.

Однако при использовании топологии "звезда" легче найти неисправность в

кабельной сети.

Используется также топология "кольцо" (рис. 2.4). В этом случае данные

передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если

компьютер получит данные, предназначенные для другого компьютера, он

передает их дальше по кольцу. Если данные предназначены для получившего их

компьютера, они дальше не передаются.

Локальная сеть может использовать одну из перечисленных топологий.

Это зависит от количества объединяемых компьютеров, их взаимного

расположения и других условий. Можно также объединить несколько локальных

сетей, выполненных с использованием разных топологий, в единую локальную

сеть. Может, например, древовидная топология

2.5 Методы доступа и протоколы передачи данных

В различных сетях существуют различные процедуры обмена данными в сети.

Эти процедуры называются протоколами передачи данных, которые описывают

методы доступа к сетевым каналам данных.

Наибольшее распространение получили конкретные реализации методов

доступа: Ethernet, Arcnet и Token-Ring.

2.5.1 Метод доступа Ethernet.

Это метод доступа, разработанный фирмой Xerox в 1975 году, пользуется

наибольшей популярностью. Он обеспечивает высокую скорость передачи данных

и надежность.

Для данного метода доступа используется топология "общая шина". Поэтому

сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно

всеми остальными, подключенными к общей шине. Но сообщение, предназначенное

только для одной станции (оно включает в себя адрес станции назначения и

адрес станции отправителя). Та станция, которой предназначено сообщение,

принимает его, остальные игнорируют.

Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с

прослушиванием несущей и разрешением коллизий (конфликтов) (CSMA/CD -

Carier Sense Multiple Access with Collision Detection).

Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или

занят. Если канал свободен, станция начинает передачу.

Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений

двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие

конфликты, называемые коллизиями. После обнаружения конфликта станции

задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой

станции свое. После задержки передача возобновляется.

Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети только в

том случае, если работает порядка 80-100 станций.

2.5.2 Метод доступа Arcnet.

Этот метод доступа разработан фирмой Datapoint Corp. Он тоже получил

широкое распространение, в основном благодаря тому, что оборудование Arcnet

дешевле, чем оборудование Ethernet или Token -Ring. Arcnet используется в

локальных сетях с топологией "звезда". Один из компьютеров создает

специальный маркер (сообщение специального вида), который последовательно

передается от одного компьютера к другому.

Если станция желает передать сообщение другой станции, она должна

дождаться маркера и добавить к нему сообщение, дополненное адресами

отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения,

сообщение будет "отцеплено" от маркера и передано станции.

2.5.3 Метод доступа Token-Ring.

Метод доступа Token-Ring был разработан фирмой IBM и рассчитан на

кольцевую топологию сети.

Этот метод напоминает Arcnet, так как тоже использует маркер,

передаваемый от одной станции к другой. В отличие от Arcnet, при методе

доступа Token-Ring имеется возможность назначать разные приоритеты разным

рабочим станциям.

2.6 АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

2.6.1 Аппаратура Ethernet

Аппаратура Ethernet обычно состоит из кабеля, разъемов, Т-

коннекторов, терминаторов и сетевых адаптеров. Кабель, очевидно,

используется для передачи данных между рабочими станциями. Для подключения

кабеля используются разъемы. Эти разъемы через Т-коннекторы подключаются к

сетевым адаптерам - специальным платам, вставленным в слоты расширения

материнской платы рабочей станции. Терминаторы подключаются к открытым

концам сети.

Для Ethernet могут быть использованы кабели разных типов: тонкий

коаксиальный кабель, толстый коаксиальный кабель и неэкранированная витая

пара. Для каждого типа кабеля используются свои разъемы и свой способ

подключения к сетевому адаптеру.

В зависимости от кабеля меняются такие характеристики сети, как

максимальная длина кабеля и максимальное количество рабочих станций,

подключаемых к кабелю.

Как правило, скорость передачи данных в сети Ethernet достигает 10

Мбит в секунду, что достаточно для многих приложений.

Рассмотрим подробно состав аппаратных средств Ethernet для различных

типов кабеля.

2.6.1.1 Толстый коаксиальный кабель.

Толстый коаксиальный кабель, используемый Ethernet, имеет диаметр 0.4

дюйма и волновое сопротивление 50 Ом. Иногда этот кабель называют "желтым

Страницы: 1, 2