Режимы и качество передачи данных

Режим передачи данных определяет способ коммуникации между приемником и передатчиком. Существует три базовых режима передачи.

1. Симплексный режим позволяет передавать данные только в одном направлении, причем передающий узел полностью занимает канал. В телекоммуникациях такой режим практически не используется.

2. Полудуплексный режим допускает двустороннюю передачу, но в каждый момент времени только в одном направлении. Для смены направления используется подача специального сигнала и получение подтверждения.

3. Полнодуплексный режим допускает одновременную передачу сразу в двух направлениях. При этом передача в одном направлении занимает только часть общего канала. Дуплексный режим может быть симметричным, где полоса пропускания канала в обоих направлениях одинакова, и несимметричным, где пропускная способность в одном направлении значительно больше, чем в противоположном.

Качество передачи информации в канале определяется несколькими параметрами, основными их которых являются следующие:

1. Скорость передачи данных. Определяет количество бит данных, переданных по каналу связи за единицу времени.

2. Задержка передачи данных. Определяет время, прошедшее от посылки блока информации в канал связи передатчиком до его получения приемником;

3. Уровень ошибок. Определяет вероятность безошибочной передачи блока данных.

Вопросы для самоконтроля по главе 1

1. Как называется характеристика канала, определяющая спектр частот, которые канал пропускает без существенных искажений?

2. От чего зависит скорость передачи данных?

3. Что определяет пропускная способность канала?

4. Назовите основные преимущества цифровой передачи данных перед аналоговой.

5. В чем суть процесса модуляции?

6. В чем разница между амплитудным, фазовым и частотным способами модуляции?

7. Определите сущность, назначение и виды импульсно-кодовой модуляции.

8. Дайте краткую характеристику асинхронного и синхронного способов передачи данных. Определите области их применения.

9. На чем основывается техника стробирования при асинхронной передаче данных.

10. Что входит в понятие протокола синхронной передачи данных?

11. Приведите классификацию синхронных протоколов передачи данных.

12. Назовите основные режимы передачи данных и дайте их краткие характеристики.

15. Какими параметрами определяется качество передачи данных.

ГЛАВА 2. БАЗОВЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ.

Сетевая система представляет собой совокупность электронных устройств, програм­много обеспечения, периферийного оборудования, терминалов, физических процессов и средств передачи информации. Она осуществляет обработку и передачу информации в информационных сетях. Сетевая система предназначена для выполнения прикладных сетевых про­цессов. Последние подразделяются на прикладные процессы поль­зователей и специальные прикладные процессы. Сетевыми поль­зователямисчитаются клиенты, для которых сетевые системы выполняют передачу и обработку информации. Прикладные процессы пользователей можно разделить на две большие группы:

1. Программные прикладные процессы.Каждый такой процесс определяется одной прикладной програм­мой либо группой взаимосвязанных прикладных программ.

2. Чело­веко-машинные прикладные процессы. Здесь обработка информации ведется не программой, а человеком. Для взаимо­действия с сетевой системой человек использует тер­миналы.

Специальные прикладные процессы являются вспомогатель­ными и необходимы для оказания помощи в выполне­нии прикладных процессов пользователей. Например, специальными явля­ются процессы управления сетевой системой, процессы диагностики работы сети, процессы обеспечения безопасности в сетях и т. д.

Информационную сеть можно определить как совокупность або­нентских сетевых систем, взаимодействующих друг с другом через ком­муникационную сеть. Ком­муникационная сеть представляет собой совокупность физической среды, в которой передаются электромагнитные сигналы, программных и технических средств, обеспечивающих передачу информационных блоков по адресам назначения.

Существует множество определений компьютерной сети. Приведем некоторые их них. Компьютерная сеть - группа компьютеров, периферийных устройств и средств передачи информации, соединенных линиями связи, которые позволяют всем устройствам взаимодействовать друг с другом. Компьютерная сеть - совокупность компьютеров и каналов связи для объединения вычислительных ресурсов и обмена информацией. Компьютерная сеть - группа компьютеров, между которыми может быть установлено соединение посредством физических линий передачи данных. Компьютерная сеть - это система, включающая компьютеры, системное и прикладное программное обеспечение, сетевое и каналообразующее оборудование, кабельную и/или беспроводную среду передачи информации. Компьютеры в сети выполняют функции: организации доступа к среде передачи информации, управления передачей информации, предоставления вычислительных ресурсов пользователям, организации сетевых сервисов.

Компьютерная сеть характеризуется:

· Сетевой топологией (физической связностью и логической структурой);

· Сетевыми протоколами;

· Сетевыми интерфейсами;

· Сетевыми техническими средствами;

· Сетевыми программными средствами.

Сетевая топология - это взаимное пространственное расположение сетевых узлов (компьютеров, сетевого и периферийного оборудования), а также каналов и средств передачи данных, определяющих физическую связность между узлами. Под физической связностью узлов сети будем понимать способность сетевых компонент принимать и передавать информацию друг друга с требуемой вероятностью надежной передачи за заданное время.

В сетевую логическую структуру принято включать следующие типовые модули или сетевые узлы:

1. Хост – модуль, выполняющий информационно-вычислительные функции;

2. Терминал – модуль, выполняющий взаимодействие удаленных терминальных узлов с вычислительной сетью;

3. Коммуникационный модуль – модуль, выполняющий функции маршрутизации, управления потоками данных, передачи блоков данных в коммуникационной сети;

4. Интерфейс – модуль, обеспечивающий сопряжение разнородных (гетерогенных) сетей, хостов или терминалов;

5. Модуль управления сетью – модуль, организующий сбор статистики о работе сети, изменение технологии и характера передачи информационных потоков.

Сетевой протокол - это формальное описание формата сообщений и правил, которым должны следовать сетевые системы для обмена информацией. В настоящее время существует большое количество сете­вых протоколов, причем в рамках одной и той же сети определяется сра­зу несколько из них. В общем случае любой протокол передачи данных регламентирует следующие типичные функции:

1. Синхронизация - механизм распознавания начала и конца блока данных;

2. Инициализация - установление соединения между абонентами;

3. Блокирование - разбиение потока информации на блоки данных;

4. Адресация - идентификация сетевого оборудо­вания;

5. Обнаружение ошибок - установка битов четности и вы­числение контрольной суммы;

6. Нумерация блоков – механизм определения ошибочно переда­нной или поте­рянной информации;

7. Управление потоком данных – механизм распределения и синхрони­зации ин­формаци­онных потоков;

8. Методы восстановления – механизм возврата к определенному положению для повтор­ной передачи инфор­мации;

9. Разрешение доступа -контроль и управление ограничениями доступа к данным.

Сетевой интерфейс – это программные или аппаратные технические средства сопряжения функциональных сетевых узлов.

Сетевые технические средства – это устройства, обеспечивающие объединение сетевых узлов в единую информационную сеть.

Сетевые программные средства – этопрограммное обеспечение, предназначенное для управления работой информационной сети и обеспечения пользовательского интерфейса.

Сетевые программные средства работают по технологии «клиент-сервер». Технология клиент-сервер — это способ взаимодействия узлов сети, при котором один из узлов, называемый аппаратным сервером,предоставляет свои ресурсы другим узлам, называемым клиентами. Серверы, как правило, управляют общими разделяемыми ресурсами сети. Программы, запрашивающие сетевые услуги называются программами-клиентами, а программы, обрабатывающие запросы называются программными серверами. Приведем примеры аппаратных серверов:

1. Файл-сервер - служит для хранения и управления передачей файлов в сети;

2. Сетевой сервер - компьютер, предоставляющий свои вычислительные ресурсы другим узлам сети и выполняющий функции управления сетью;

3. Сервер печати – разделяемоепечатающее устрой­ство, которое предоставляет свои ресурсыдругим узлам сети;

4. Коммуникационный сервер – устройство, предназначенные для установления связи между узлами и управления потоком данных в сети.

Вопросы для самоконтроля по главе 2

1. Как в общем случае можно определить сетевую систему?

2. Приведите классификацию прикладных сетевых процессов.

3. Какие основные отличия существуют между понятиями информационная сеть, коммуникационная сеть, компьютерная сеть?

4. Какими основными понятиями может быть охарактеризована любая компьютерная сеть?

5. Приведите определения сетевого протокола, интерфейса, топологии, физической связности и логической структуры сети.

6. Опишите логическую структуру вычислительной сети.

7. Какие основные функции регламентирует типовой сетевой протокол?

8. Опишите основную технологию взаимодействия сетевых технических и программных средств.

9. Приведите примеры аппаратных серверов.