Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

СетиЭВМ - лучше конспекта

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
11.04.2015
Размер:
2.15 Mб
Скачать

Содержание

Top Previous Next

1. Введение.

1.1.Понятие информатизации.

1.2.Факты, обуславливающие необходимость информатизации.

2. Информационные модели элементов инфраструктуры системы информатизации.

2.1.Канал передачи информации.

2.2.Информационная модель источника информации.

2.3.Информационные модели кодирования.

2.3.1.Способы получения эффективных кодов.

2.3.1.1.Код Фено.

2.3.1.2.Метод Шеннона.

2.3.1.3.Метод Хаффмана.

2.3.2.Помехоустойчивое кодирование.

2.3.2.1.Оценки помехоустойчивых кодов.

2.3.2.2.Требования к эффективности кода.

2.3.2.3.Линейные коды.

2.3.2.4.Циклические коды.

2.3.2.5.Свёрточные коды.

2.4.Формы физических сигналов, применяемые для передачи цифровых сигналов.

2.5.Модуляция.

2.5.1.Амплитудная модуляция.

2.5.2.Частотная модуляция.

2.5.3.Фазовая модуляция.

2.6.Линия связи.

2.7.Приёмник.

2.8.Интерфейс с оконечным оборудованием данных.

3. Уплотнение каналов.

3.1.Частотное уплотнение каналов.

3.2.Временное уплотнение каналов.

3.3.Статистическое уплотнение каналов (мультиплексирование).

3.4.Кодовое адресное уплотнение каналов.

4. Коммутация данных.

4.1.Пространственная коммутация данных.

4.2.Временная коммутация данных.

5. Маршрутизация данных.

5.1.Алгоритм надписывания узлов.

5.2.Системная маршрутизация.

6.Понятие сети.

7.Классификация вычислительных сетей.

8.Архитектура вычислительных сетей.

9.Эталонная модель взаимодействия открытых систем.

10.Принципы коммутации в вычислительных сетях.

11.Принципы маршрутизации в вычислительных сетях.

12.Принципы межсетевого взаимодействия.

13.Цифровая служба.

14.Сеть SONET.

Понятие информатизации

Top Previous Next

В современном производстве одним из основных понятий является глобализация. Глобализация подразумевает соответствующую структуризацию материальных, финансовых, трудовых, социальных и других процессов. Структуризация базируется на построении некоторого универсального информационного процесса. Решение глобализации на уровне информационного процесса связывают с решением проблемы информатизации общества. Концепция решения этой проблемы как одного из возможных вариантов решения задачи глобализации включает следующие задачи:

1. Активизация знаний: огромный потенциал знаний, накопленный человечеством, должен стать доступным каждому члену общества.

2. Обеспечение качества информации: обеспечение каждого члена общества достоверной, своевременной, доступной, побуждающей к действию информацией.

3. Интеллектуализация средств вычислительной техники и информатики.

4.Математическая поддержка принимаемых решений: на смену волевых решений должны прийти процедуры принятия решений, включающие в себя математические модели оптимизации деятельности, теорию принятия решений, модели многовариантного описания ситуации.

5. Симбиоз производственных и информационных технологий.

6. Гуманизация информатизации: информация должна развивать личность, улучшать духовное состояние личности.

7. Самозащита системы информатизации: мощные средства воздействия системы информатизации на окружающую среду и человека могут быть как положительными, так и отрицательными; отрицательные воздействия нужно выявлять и предотвращать их влияние.

Факты, обуславливающие необходимость

Top Previous

информатизации

 

Next

 

 

1. Информационные характеристики хранения информации

 

 

Таблица 1 – Информационные характеристики хранения информации

 

№ п/п

Объект

Объём информации, соответствующий

объекту, байт

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1 страница машинопечатного текста

2 103

 

2

Фотография невысокого качества

105

 

3

Небольшой роман

106

 

4

Полное собрание сочинений Шекспира

5 106

 

5

1 м. книжной полки

108

 

6

1 грузовик с книгами

109

 

7

Хорошая коллекция из произведений Бетховена

2 1010

 

8

Информация, напечатанная на бумаге,

1012

 

произведённой из 50000 деревьев

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Университетская библиотека

2 1012

 

10

База данных национального центра исследований

4 1014

 

климата

 

 

 

 

 

 

 

 

11

Все университетские библиотеки США

2 1015

 

12

Объём всех жёстких дисков, произведённых в 1995

2 1016

 

году

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Слова, произнесённые людьми за всё время

5 1018

 

существования человечества

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Потоки информации, передаваемые по различным электронным каналам в 2002 году Таблица 2 – Потоки информации, передаваемые по различным электронным каналам в 2002 году

№ п/п

Электронный канал

Объём информации, переданный по каналу в 2002 году, Тб

 

 

 

1

Радиовещание

2488

 

 

 

2

Телевидение

68955

 

 

 

3

Телефон

17300000

 

 

 

4

Интернет

932891

 

 

 

Обобщённо система информатизации общества представляет собой некий глобальный информационный процесс. Всё, что не входит в него, составляет инфраструктуру системы информатизации общества. Вопросами, связанными с изучением и формированием инфраструктуры системы информатизации, занимается наука, называемая телематикой. Предметом телематики являются методы и средства передачи информации на расстояния, существенно превышающие линейные размеры площади, занимаемой участками связи. Термин телематика был введён как объединение понятий “телекоммуникация” и “информатика”.

Основные термины, используемые в телематике

Top Previous Next

Коммуникационная сеть – это система, состоящая из пунктов сети и линий передачи (линий связи, линий коммуникации, линий соединения). Пункты (узлы) сети представляют собой объекты, осуществляющие функции генерации, преобразования, хранения и потребления некоторого продукта. Линии связи осуществляют передачу продукта между пунктами сети. Отличительной особенностью коммуникационной сети является большие расстояние между пунктами сети по сравнению с геометрическими размерами участков пространств, занимаемых этими пунктами. В качестве продукта могут выступать информация, энергия, масса. Соответственно виду продукта, передаваемого между узлами сети, выделяют соответственно информационные, энергетические и вещественные группы сетей. В таких группах сетей возможно разделение сетей на подгруппы. Например, среди вещественных сетей могут быть выделены транспортные, водопроводные и другие подгруппы сетей. Создание сети, как правило, производится в 2 этапа:

1. Функциональное проектирование.

2. Конструкторское проектирование.

На этапе функционального проектирования сети решаются задачи синтеза топологии сети, распределения продукта по её узлам. На этапе конструкторского проектирования сети выполняется размещение её пунктов в пространстве и проведение соединений между пунктами. Процесс соединения пунктов сети между собой получил название трассировка.

Информационная сеть – это телекоммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования является информация.

Вычислительная сеть – это информационная сеть, в состав которой входит вычислительное оборудование. Основными компонентами вычислительной сети являются электронно-вычислительные машины и периферийные устройства. Каждое из этих устройств может работать в режиме источника (передатчика) и приёмника данных. Эти устройства называются оконечным оборудованием данных (ООД). Место доступа к сети называется портом.

Особенности передачи продукта по сети связаны с понятием протокола.

Протокол – набор семантических и синтаксических правил, определяющих порядок поведения функциональных блоков сети при передаче данных. Протокол представляет собой совокупность соглашений относительно способа представления данных, обеспечивающего их передачу в нужных направлениях и правильную их интерпретацию всеми участниками процесса информационного обмена.

Классификация вычислительных сетей

Top Previous Next

Вычислительные сети классифицируют по следующим признакам:

 

1. Расстояние между связываемыми узлами сети

 

Таблица 1 – Расстояние между связываемыми узлами сети

 

Классификационная группа

Описание

 

п/п

вычислительных сетей

 

 

 

 

 

 

 

 

Такие сети охватывают значительное географическое

1

Территориальные

пространство. Среди территориальных вычислительных сетей

 

 

выделяют региональные и глобальные

 

 

 

 

2

Локальные (ЛВС)

Такие сети охватывают ограниченную территорию. Пункты ЛВС

удалены друг от друга на несколько десятков (сотен) метров

 

 

 

 

 

 

Корпоративные

Такие сети представляют собой совокупность связанных между

 

собой ЛВС. Они охватывают территорию, на которой размещено

3

(вычислительные сети

одно предприятие (учреждение), занимающее одно здание или

 

масштаба предприятия)

 

несколько близко расположенных зданий

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Топологии

3.Способу доступа к сети

4.Способ передачи данных между пунктами сети

При классификации вычислительных сетей по данному признаку выделяют: Таблица 2 – Способ передачи данных между пунктами сети

Классификационная

 

группа вычислительных

Описание

п/п

 

сетей

 

 

 

 

 

 

Абонент (ООД), нуждающийся в передаче сведений корреспонденту,

 

 

подаёт заявку на передачу сообщений в ближайший к нему порт

 

 

сети. В этом порте анализируется заявка и устанавливается

 

 

сквозной канал, по которому сообщение передаётся корреспонденту.

 

Сети с коммутацией

В случае, если нет свободных промежуточных каналов, то абоненту

1

посылается отказ, и этот абонент должен повторно послать запрос.

каналов

 

Такие сети называют сетями с отказами. Недостатком подобного

 

 

 

 

рода сетей является то, что если трафик сети повышен (сеть

 

 

загружена), то для абонента увеличивается вероятность получить

 

 

отказ. Преимуществом сетей такого типа является высокая

 

 

надёжность передачи данных

 

 

 

 

 

Абонент посылает в ближайший порт сети заявку и сообщение. В

 

 

порте это сообщение анализируется. По мере освобождения

 

 

каналов сообщение продвигается между узлами сети. Попав в пункт

 

Сети с коммутацией

назначения, сообщение передаётся корреспонденту. Преимущество

2

таких сетей заключается в том, что их абонент свободен от

сообщений

 

ожидания. Недостатком подобного рода сетей является то, что сеть

 

 

 

 

отвечает за сообщение, и при высоком трафике повышается

 

 

вероятность потери сообщений. Такие сети называют сетями с

 

 

потерями

 

 

 

 

 

Сообщение разбивается на части, называемые пакетами. Каждый

 

 

пакет может двигаться по такого рода сети независимо от других

 

 

пакетов этого же сообщения. В пункте назначения сообщение

3

Сети с коммутацией

формируется путём объединения пакетов и передаётся

пакетов

корреспонденту. Коммутация пакетов в настоящее время

 

 

 

используется в качестве основного способа передачи данных в

 

 

вычислительных сетях. Особенно такой способ эффективен в

 

 

вычислительных сетях с ячеистой структурой

 

 

 

5. Вид сигнала (продукта), передаваемого по сети Таблица 3 – Вид сигнала (продукта), передаваемого по сети

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификационная

 

 

 

 

п/п

группа вычислительных

Описание

 

 

 

 

сетей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первоначально появились аналоговые телефонные сети общего

 

 

1

Телефонные сети общего

пользования. Информацией, передаваемой в таких сетях, является

 

 

пользования (ТСОП)

человеческий голос, а в качестве носителя информации выступает

 

 

 

 

 

 

 

 

электрический сигнал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве оконечного оборудования данных в таких сетях

 

 

 

 

 

выступают ЭВМ. Сигналы в сетях подобного типа представляют

 

 

2

Сети передачи данных

собой последовательность импульсов. Такие сети называются

 

 

(СПД)

цифровыми. Информация в них представляется в цифровой форме,

 

 

 

 

 

 

 

 

а цифры в свою очередь представляются в двоичной системе

 

 

 

 

 

исчисления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эти сети строятся по тем же принципам, что и сети передачи данных.

 

 

 

 

 

Цифровой сигнал в таких сетях преобразуется к виду, пригодному

 

 

3

Гибридные сети

для передачи по телефонной сети общего пользования. Подобного

 

 

рода сети получили название цифровых сетей интегрального

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обслуживания (ЦСИО). ООД в таких сетях снабжено устройствами,

 

 

 

 

 

преобразующими аналоговый сигнал в цифровой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Режим передачи

 

 

 

 

Таблица 4 – Режим передачи

 

 

 

 

 

Классификационная группа

Описание

 

 

п/п

 

вычислительных сетей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

Сети с симплексным режимом

Передача в таких сетях ведётся в одном направлении от

 

 

 

передачи

 

источника к получателю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Сети с дуплексным режимом

Передача в таких сетях может одновременно вестись в

 

 

 

передачи

 

двух направлениях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Сети с полудуплексным режимом

В таких сетях для получателя предусмотрена

 

 

 

передачи

 

возможность изменить направление передачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эталонная модель взаимодействия открытых систем Top Previous Next

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ЭМВОС) является в настоящее время одной из наиболее распространённых методологий проектирования инфраструктуры системы информатизации. ЭМВОС представляется собой модель проектирования информационных систем.

Открытыми называют такие системы, которые могут взаимодействовать друг с другом с использованием одинакового набора стандартов (языков, протоколов) взаимодействия. Международная организация по стандартизации ISO разработала стандарт, называемый семиуровневой моделью взаимодействия открытых систем. В этой модели предполагается, что взаимодействие открытых систем осуществляется на следующих семи уровнях.

Таблица 1 – Семиуровневая модель взаимодействия открытых систем

Наименование уровня

Задачи, решаемые на данном уровне

Описание

п/п

 

 

 

 

 

1

Физический (уровень

1.

соединение всех необходимых для

-----

 

физического канала)

 

прохождения сигнала разъёмов

 

 

 

 

технических устройств;

 

 

 

2.

реализация трассирования

 

 

 

 

(объединения элементов канала в

 

 

 

 

стойки).

 

 

 

 

 

 

2

Канальный (уровень

1.

мультиплексирование сообщений

-----

 

информационного

 

(распределение сообщений по

 

 

канала)

 

абонентам);

 

 

 

 

2. преобразование кодов;

 

 

 

3. обнаружение и исправление ошибок.

 

3

Сетевой

 

1. маршрутизация;

Этот уровень отражает

 

 

2. обнаружение и исправление ошибок;

особенности передачи

 

 

данных по конкретной сети

 

 

 

3. кодопреобразование;

 

 

 

4. взаимодействие с канальным уровнем.

 

4

Транспортный

1.

определение логических каналов, по

Функции этого уровня

 

 

 

которым должен двигаться блок от

реализуются в узлах,

 

 

 

одного абонента к другому;

называемых портами

 

 

 

2. кодирование данных;

 

 

 

 

3. выявление ошибок;

 

 

 

4.

взаимодействие с сервисом сетевого

 

 

 

 

уровня.

 

5

Сеансовый

1.

определение типа связи (симплекс,

Этот уровень

 

 

 

дуплекс или полудуплекс);

предназначен для

 

 

2.

определение начала и окончания

организации и

 

 

 

сеанса;

синхронизации диалога,

 

 

3.

определение последовательности и

ведущегося объектами

 

 

 

режима обмена запросами и ответами

(станциями) сети

 

 

 

взаимодействующих партнёров;

 

 

 

4.

установление требований к передаче

 

 

 

 

данных (скорость передачи данных,

 

 

 

 

вероятность ошибки).

 

 

 

 

 

 

6

Представительный

1.

представление данных (кодирование,

-----

 

 

 

форматирование, структурирование).

 

7

Прикладной

1.

определение и оформление в блоки тех

Этот уровень включает

 

 

 

данных, которые подлежат передачи по

средства управления

 

 

 

сети.

прикладными процессами

 

 

 

 

 

Основная функция, которая реализуется на этой модели, - соединение узлов. Соединение

осуществляется на каждом уровне своими средствами. Общая идея соединения узлов заключается в том, что на каждом уровне данные организуются в блоки и к этим блокам данных добавляется служебная информация данного уровня, называемая заголовком.

Общее правило установления соединения определяется следующим образом. На данном уровне к данным присоединяется заголовок и полученный блок передаётся на нижеследующий уровень. На уровне физического канала образуется блок со всеми заголовками. Эти данные передаются. Далее данные с нижележащего уровня передаются по вертикали вышележащему уровню. При этом заголовок нижележащего уровня убирается. К пункту назначения доставляются только данные сообщения.

В отдельных узлах сети функции могут реализовываться на всех семи уровнях либо лишь на некоторых из них. Обмен блоками между уровнями осуществляется как в горизонтальном направлении, так и в вертикальном. Данные внутри уровня передаются по правилам, задаваемым внутриуровневыми протоколами.

Для каждого из семи уровней ЭМВОС разработаны протоколы обмена, в которых указаны особенности реализации соответствующих сервисов.

ЭМВОС основывается на множестве международных стандартов для каждого из уровней.

Канал передачи информации

Top Previous Next

Первичным элементом системы информатизации является канал передачи информации.

Канал передачи информации – это аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий передачу информации от источника к получателю. Структура канала передачи информации определяется свойствами источника информации.

В процессе передачи информации от источника к получателю последовательно выполняются следующие функции.

Таблица 1 – Функции, выполняемые при передаче информации от источника к получателю

№ п/п

Функция

Устройство, выполняющее данную функцию

 

 

 

1

Квантование по времени

Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП)

 

 

2

Квантование по уровню

 

 

 

 

3

Кодирование

Кодер

 

 

 

4

Модуляция

Модулятор

 

 

 

5

Передача информации по линии связи

Линия связи

 

 

 

6

Оптимальный приём

Устройство оптимального приёма

 

 

 

7

Демодуляция

Демодулятор

 

 

 

8

Исправление ошибок

Устройство исправления ошибок

 

 

 

9

Реализация интерфейса с получателем

Интерфейс

 

 

 

Функции, выполняемые при передаче информации от источника к получателю, приведены ниже на рисунке.

Рисунок 1 – Функции, выполняемые при передаче информации от источника к получателю Канал передачи информации отражает схему коммуникации, представленную ниже на рисунке.

Рисунок 2 – Схема коммуникации Каналы передачи данных, используемые в инфраструктуре системы информатизации, делятся на три вида.

Таблица 2 – Виды каналов передачи данных, используемых в инфраструктуре системы информатизации

№ п/п

Вид канала передачи

Описание

 

данных

 

 

 

 

1

Аналоговый

Сигналы, с помощью которых передаётся информация, описываются

(непрерывный)

непрерывными функциями времени

 

 

 

 

2

Дискретный

Сигналы представляются импульсами, отсчитанными в некоторой

системе исчисления

 

 

 

 

 

3

Цифровой

Сигналы представляются числами в выбранной системе исчисления

(как правило, в двоичной)