Стандарт передачи информации

Преимущества локальных вычислительных сетей

Понятие локальная вычислительная сеть - ЛВС (англ. LAN - Lokal Area Network) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связаны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому со­единению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС.

В производственной практики ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удален­ных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объеди­няются в единую систему. Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети.

Разделение ресурсов

Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций.

Разделение данных

Разделение данных предоставляет возможность доступа и управле­ния базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в инфор­мации.

Разделение программных средств

Разделение программных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.

Разделение ресурсов процессора

При разделение ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляе­мая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы пользовательские программы не “набрасываются” моментально, а только лишь че­рез специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.

Многопользовательский режим

Многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых. Например, если пользователь системы работает с другим заданием, то те­кущая выполняемая работа отодвигается на задний план.

Все ЛВС работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей, - в стандарте OSI (англ. Open Systems Interconnection). В данном разделе описана базовая модель OSI.

Для того чтобы взаимодействовать, люди используют общий язык. Если они не могут разговаривать друг с другом непосредственно, они применяют соответствующие вспомогательные средства для передачи сообще­ний.

Показанные выше стадии общения необходимы, когда сообщение передается от отправителя к получателю.

Для того чтобы привести в движение процесс передачи данных, используются машины с одинаковым кодированием данных и связанные одна с другой. Для единого представления данных в линиях связи, по которым передается информация, сформи­рована Международная организация по стандартизации ISO (англ. ISO - International Standards Organization).

ISO предназначена для разработки модели международного коммуникационного протокола, в рамках которой можно разрабатывать международные стандарты. Для наглядного по­яснения расчленим ее на семь уровней.

ISO разработала указанную базовую модель взаимодействия открытых систем OSI. Модель содержит семь отдельных уровней:

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. представление данных - интерпретация передаваемых данных;

7. прикладной - пользовательское управление данными.

Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится кон­кретная роль, в том числе и транспортной среде. Благодаря этому общая задача передачи дан­ных расчленяется на отдельные, легко обозримые, задачи. Необходимые соглашения для связи одного уровня с выше- и нижерасположенными называют про­токолом.

Так как пользователи нуждаются в эффективном управлении, система вычис­лительной сети представляется как комплексное строение, которое координирует взаимодействие задач пользователей.

С учетом вышеизложенного можно вывести следующую уровневую модель с админи­стративными функциями, выполняющимися в пользова­тельском прикладном уровне.

Отдельные уровни базовой модели проходят в направлении вниз от источника данных (от уровня 7 к уровню 1) и в направлении вверх от прием­ника данных (от уровня 1 к уровню 7). 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.

Уровень 1. Физический

На физическом уровне определяются электрические, механические, функ­циональные и процедурные параметры для физической связи в системах. Физическая связь и неразрывная с ней экс­плуатационная готовность явля­ются основной функцией 1-го уровня.

Уровень 2. Канальный

Канальный уровень формируют из данных, передаваемых 1-м уров­нем, так на­зываемые "кадры" последовательности кадров. На этом уровне осуществляются управление доступом к передающей среде, используемой несколькими ЭВМ, синхро­низация, обнаружение и исправле­ние ошибок.

Уровень 3. Сетевой

Сетевой уровень устанавливает связь в вычислительной сети между двумя абонентами. Соединение происходит благодаря функциям маршрутизации, которые требуют наличия сете­вого адреса в пакете. Сетевой уровень должен также обеспечи­вать обработку ошибок, мультиплексирование, управление потоками данных.

Уровень 4. Транспортный

Транспортный уровень поддерживает непрерывную передачу данных между двумя взаимодействующими друг с другом пользовательскими процессами. Качество транспорти­ровки, безошибочность передачи, независимость вычислительных сетей, сервис транспорти­ровки из конца в конец, ми­нимизация затрат и адресация связи га­рантируют непрерывную и безоши­бочную передачу данных.

Уровень 5. Сеансовый

Сеансовый уровень координирует прием, передачу и выдачу одного сеанса связи. Для координации необходимы контроль рабочих параметров, управление потоками данных промежуточных накопителей и диалоговый контроль, гарантирующий передачу, имеющихся в распоряжении данных. Кроме того, сеансовый уровень содержит дополнительно функции управления паролями подсчета платы за пользование ресурсами сети, управления диалогом, синхрони­зации и отмены связи в сеансе передачи после сбоя вследствие ошибок в нижерасположенных уровнях.

Уровень 6. Представление данных

Уровень представления данных предназначен для интерпретации данных; а также под­готовки данных для пользовательского прикладного уровня. На этом уровне происходит преоб­разование данных из кадров, используемых для передачи данных в экранный формат или фор­мат для печатающих устройств конечной системы.

Уровень 7. Прикладной

В прикладном уровне необходимо предоставить в распоряжение пользовате­лей уже пе­реработанную информацию. С этим может спра­виться системное и пользовательское приклад­ное программное обеспече­ние.

Для передачи информации по коммуникационным линиям, данные преобразу­ются в це­почку следующих друг за другом битов (двоичное кодирование с помощью двух состояний:"0" и "1".

Передаваемые алфавитно-цифровые знаки представляются с помо­щью бито­вых комби­наций. Битовые комбинации располагают в определен­ной кодовой таблице, содержащей 4-, 5-, 6-, 7- или 8-битовые коды.

Количество представленных знаков в ходе зависит от количества би­тов, ис­пользуемых в коде: код из четырех битов может представить макси­мум 16 значений, 5-битовый код - 32 зна­чения, 6-битовый код - 64 значения, 7-битовый - 128 значений и 8-битовый код - 256 алфавитно-цифровых зна­ков.

При передаче информации между одинаковыми вычислительными системами и разли­чающимися типами компьютеров применяют следующие коды:

На международном уровне передача символьной информации осуществляется с помо­щью 7-битового кодирования, позволяющего закодировать заглавные и строч­ные буквы англий­ского алфавита, а также некоторые спец­символы.

Национальные и специальные знаки с помощью 7-битового кода пред­ставить нельзя. Для представления национальных знаков применяют наиболее употребляемый 8-битовый код.

Для правильной и, следовательно, полной и безошибочной передачи данных необхо­димо придерживаться согласованных и установленных пра­вил. Все они огово­рены в протоколе передачи данных.

Протокол передачи данных требует следующей информации:

· Синхронизация. Под синхронизацией понимают механизм распознавания начала блока данных и его конца.

· Инициализация. Под инициализацией понимают установление соединения между взаимодейст­вующими партнерами.

· Блокирование. Под блокированием понимают разбиение передаваемой информации на блоки данных строго определенной максимальной длины (включая опо­знава­тельные знаки начала блока и его конца).

· Адресация. Адресация обеспечивает идентификацию различного используемого оборудо­вания дан­ных, которое обменивается друг с другом информацией во время взаимодей­ствия.

· Обнаружение ошибок. Под обнаружением ошибок понимают установку битов четности и, следова­тельно, вы­числение контрольных битов.

· Нумерация блоков. Текущая нумерация блоков позволяет установить ошибочно переда­ваемую или поте­рявшуюся информацию.

· Управление потоком данных. Управление потоком данных служит для распределения и синхрони­зации ин­формаци­онных потоков. Так, например, если не хватает места в бу­фере устройства данных или данные недостаточно быстро обрабатыва­ются, в периферийных устройст­вах (например, принтерах), со­общения и / или за­просы накапливаются.

· Методы восстановления. После прерывания процесса передачи данных используют методы восстанов­ления, чтобы вернуться к определенному положению для повтор­ной передачи инфор­мации.

· Разрешение доступа. Распределение, контроль и управление ограничениями доступа к данным вме­няются в обязанность пункта разрешения доступа (например, "только передача" или "только прием").

11.5 Глобальные сети. INTERNET

Общение компьютеров между собой через мировые сети с помощью разнообразных средств коммуникаций –это стремительно развивающееся направление компьютерной технологии.

Крупнейшей глобальной информационной системой является сеть Internet, которая в действительности не имеет определенной организационной структуры и представляет собой некий конгломерат самостоятельных компьютерных сетей, созданных усилиями различных правительств, научных коммерческих и некоммерческих организаций.

В основе Internet лежит система магистральных сетей, иначе называемых опорными. Сети среднего уровня, региональные сети подсоединяются к высокоскоростной опорной сети.

Каждая из сетей отвечает за поток сообщений, циркулирующих внутри нее - трафик и маршрутизирует его по своему усмотрению. Кроме того, сеть несет ответственность за соединение с сетью более высокого уровня. Любая сеть сама отвечает за свое финансирование и может устанавливать собственные административные процедуры.

Адресация в сети. Данные в сети передаются по частям, пакетами, между компьютерами - маршрутизаторами. За доставку пакетов и адресацию отвечает межсетевой протокол IP, лежащий в основе Internet. Компьютер, являющийся частью Internet, имеет уникальный IP-адрес, который состоит из четырех чисел от 0 до 255, например, 128.250.33.190. Самое правое число обозначает номер конкретного компьютера. Остальные числа в зависимости от класса адреса соответствуют номерам сетей и локальных подсетей. Размер сообщения в протоколе IP от 1 до 1500 байтов. Передачей данных управляет протокол TCP. Согласно протоколу TCP, информация, превышающая максимальный размер, разбивается на отдельные пакеты, каждый из которых передается отдельно и затем собирается в одно сообщение в пункте назначения. Итак, TCP/IP – это набор протоколов, определяющих порядок взаимодействия компьютеров в сети Internet.

В настоящее время принята доменная система имен (DNS), согласно которой ответственность за назначение имен возлагается на различные группы пользователей, отвечающих за определенную область сети - домен. Самым первым слева в имени стоит имя реального компьютера, имеющего IP- адрес, далее следует имя группы, присвоившей имя этому компьютеру, затем имя более крупной группы и так далее. Например, в адресе dush.zhukov.derevnya.ru edush имя компьютера в сети zhukov, derevnya - название организации, региона или города, а ru - код страны (Russia). Последний, самый общий элемент имени называется доменом первого уровня, derevnya - доменом второго и т.д.

Способы доступа к Internet.

Стандартным устройством, с помощью которого ваш компьютер может быть подключен к мировой сети, является модем.

Виды доступа к Internet отличаются схемами подключения, используемыми линиями связи и протоколами, которые определяют предоставляемые возможности. Чем больше возможностей дает вид доступа и чем более он быстр, тем он дороже. Доступ к Internet предоставляют поставщики сетевых услуг - провайдеры.

Полноценное подключение к Internet - непосредственный доступ – с арендой выделенного канала связи с большой пропускной способностью и высокой скоростью.

Доступ с использованием протоколов PPP или SLIP. При этом выделенного канала не требуется, связь осуществляется по коммутируемой телефонной линии. На момент соединения компьютер является частью сети и может использовать все ее ресурсы.

Доступ по вызову (Dial - Up) проще и дешевле. Компьютер не подключается к сети непосредственно, а с помощью модема работает как терминал компьютера, подключенного к сети. Можно пользоваться только теми возможностями, которые предоставляет провайдер.

Подключение по протоколу UUCP – позволяет обмениваться только сообщениями по электронной почте.

Основные возможности Internet.

Сеть Internet предоставляет своим клиентам следующие возможности:

Электронная почта – самое распространенное и популярное

Удаленный доступ - работа по удаленном компьютере в режиме эмуляции терминала.

Передача файлов по сети с использованием протокола ftp (File Transfer Protocol) и одноименной программы. Ftp позволяет переходить из каталога в каталог на удаленном компьютере, просматривать их, пересылать текстовые и двоичные файлы.

Сетевые новости – еще одна из широко используемых возможностей Internet. Это распределенная система телеконференций, принятая в сети UsNet.

Системы поиска в Internet

Для поиска файлов используется система Archie. Это специальная прикладная программа, выполняемая на некоторых входящих в Internet компьютерах и позволяющая проводить поиск файлов по всем FTP-серверам с открытым доступом. Она состоит из двух частей. Первая Archie - серверы, их около 40 по всему миру. Они поддерживают БД файлов для поиска. Вторая часть – набор всех компьютеров с файлами, которые можно загрузить. Их приблизительно 1500. Archie - серверы периодически опрашивают эти компьютеры, чтобы изменить БД. Поиск файлов можно осуществить двумя способами: по имени файла или по ключевому слову.

Ключевые слова – это слова, наиболее характерные для данного текста или интересующей пользователя тематики. В результате поиска будет дан список, в котором указывается:

· все файлы, отвечающие критериям поиска;

· адрес, где находится файл;

· каталог;

· размер;

· дата внесения последних изменений.

Правила работы в Internet.

Internet состоит из множества сетей, каждая из которых может иметь собственную политику и собственные правила.

Общие правила работы в Internet:

1. В Internet входят коммерческие и некоммерческие сети. Не разрешается некоммерческие сети использовать для распространения коммерческой информации.

2. Следует соблюдать законы, регулирующие Internet.

3. Следует учитывать право собственности, особенно при пересылке данных через государственные границы.

11.6 Word Wide Web (Всемирная паутина)

Система WWW является самым современным, самым удобным, перспективным и динамичным сервисом сети. Web обладает двумя свойствами, которые выделяют ее из ряда других систем. Это интерактивные средства мультимедиа и гиперссылки. Первое свойство отражает тот факт, что Web предоставляет доступ к самым разным средствам и ресурсам - документам, графике, фотографиям, аудио- и видеозаписям.

Гиперссылка - это ссылки между различными ресурсами Internet. Текст, использующий гиперссылки, называется гипертекстом. В WWW для передачи и приема гипертекстовой информации используется протокол НТТР (Hypertext Transfer Protocol). Гипертекстовые документы могут содержать текст, изображения, анимацию, звук и различные ссылки

Электронная почта (e-mail) - это совокупность аппаратных и программных средств для обмена информацией (как в текстовом так и в бинарном виде) между пользователями сети. Она дает следующие преимущества по сравнению с обычной почтой:

· высокая скорость передачи сообщений;

· надежность;

· относительная дешевизна услуг;

· обмен корреспонденциями в удобное для пользователя время.

В зависимости от количества участников переписки принято выделять три основных разновидности электронной почты:

· простая электронная почта (один к одному);

· почтовые списки (один ко многим);

· телеконференции (многие ко многим).

Простая электронная почта обеспечивает отправку сообщения по нужному адресу и получение адресатом сообщения. При отправке письма можно дать команду подтвердить факт получения письма с указанием даты и времени получения. Конфиденциальность переписки гарантируется.

Почтовые списки используют, когда абонент хочет отправить одно письмо нескольким адресатам. Они обеспечивают: организацию специальной службы переписки, ведение списка абонентов, автоматическую рассылку по всем адресам списка.

Самым сложным видом почты является телеконференция. Она посвящена обычно какому- либо вопросу и при ее проведении большая роль отводится ведущему. Ведущий, организует проведение конференции в сети, направляет и планирует ее работу, приглашает участников и, подводя итоги работы, закрывает конференцию. Число участников - не ограничено, время ее проведения 1-2 месяца. При проведении конференции автор сообщения посылает его всем, кто хочет его прочесть.

По такому же принципу организована разновидность телеконференции - электронные доски объявлений (BBS), куда помещается любая информация, представляющая интерес для абонентов. Электронные доски действуют постоянно, не структурированы по разделам.

Каждый абонент почты имеет свой почтовый адрес. Адрес имеет вид:

пользователь@домашний адрес.

Например, [email protected]. В этом имени до знака @ помещено имя пользователя, структура имени после знака @ соответствует доменной структуре имен сети.

В письме можно выделить следующие элементы:

To: (кому) – Адрес получателя, который читается почтовым шлюзом для определения маршрута сообщения.

From: (от кого) – Адрес отправителя

Subject - (тема) – Краткое описание содержания письма

CC: (копии) – Электронные адреса, которым рассылаются копии письма.

Затем идет само письмо.

Предельный размер текстовых сообщений, передаваемых в Internet, равен 2 000 000 символов. Это соответствует четырем сотням страниц текста. Кроме того ограничения могут накладываться почтовой программой, а также поставщиком услуг.

К письму можно присоединить отдельные файлы, такие как: графика; аудио; фото; электронные таблицы; БД; документы; программы. Эти файлы, в отличие от текста письма, являются двоичными. Они отправляются как файлы, присоединенные к тексту письма и помещаются в разделе письма Attachments (приложения).

Дата добавления: 2014-12-10