Сетевые технологии передачи информации.

Современные системы передачи информации – это вычислительные сети. Совокупность всех абонентов вычислительной сети называют абонентской сетью. Средства связи и передачи данных образуют сеть передачи данных (рис. 2.1).

Рис. 2.1 - Структурная схема сети ЭВМ.

Сеть передачи данных состоит из множества территориально рассредоточенных узлов коммутации, соединенных друг с другом и с абонентами сети при помощи различных каналов связи.

Узел коммутации представляет собой комплекс технических и программных средств, обеспечивающих коммутацию каналов, сообщений или пакетов. При этом термин коммутация означает процедуру распреде­ления информации, при которой поток данных, поступающих в узел по одним каналам связи, передается из узла по другим каналам связи с учетом требуемого маршрута передачи.

Концентратор в сети передачи данных представляет собой устройство, объединяющее нагрузку нескольких каналов передачи данных для последую­щей передачи по меньшему числу каналов. Использование концентраторов позволяет снизить затраты на организацию каналов связи, обеспечиваю­щих подключение абонентов к сети передачи данных.

Канал связи является совокупностью технических средств и среды рас­пространения, обеспечивающей передачу сообщения любого вида от источника к получателю при помощи сигналов электросвязи.

Структура сети ЭВМ, построенная но принципу организации обмена информацией через узлы коммутации сети передачи данных, предполагает, что абоненты сети не имеют между собой прямых (выделенных) каналов связи, а соединяется с ближайшим узлом коммутации и через него (и другие промежуточные узлы) с любым другим абонентом данной или даже другой сети ЭВМ.

Преимуществами построения сетей ЭВМ с использованием узлов коммутации сети передачи данных являются: значительное сокращение общего количества каналов связи и их протя­женности из-за отсутствия необходимости организации прямых каналов между различными абонентами сети; высокая степень использования пропускной способности каналов свя­зи за счет использования одних и тех же каналов для передачи различных видов информации между абонентами сети; возможность унификации технических решений по программно-техни­ческим средствам обмена для различных абонентов сети, включая созда­ние узлов интегрального обслуживания, способных осуществлять комму­тацию информационных потоков, содержащих сигналы данных, голоса, телефакса и видео.

В настоящее время в сетях передачи данных применяются три метода коммутации: коммутация каналов, коммутация сообщений и коммутация пакетов.

При коммутации каналов в сети создается непосредственное соедине­ние путем создания сквозного канала передачи данных (без промежуточ­ного накопления информации при передаче). Физический смысл коммутации каналов заключается в том, что до момента начала передачи информации в сети через узлы коммутации устанавливается непосредственное электрическое соединение между абонентом-отправителем и получателем сообщения. Такое соедине­ние устанавливается путем посылки отправителем специального со­общения-вызова, которое содержит номер (адрес) вызываемого або­нента, и при прохождении по сети занимает каналы связи на всем пути последующей передачи сообщения. Очевидно, что при коммутации каналов все составные части формируемого сквозного канала связи должны быть свободными. Если на каком-либо участке сети не будет обеспечено прохождение вызова (например, нет свободных каналов между узлами коммутации, составляющими путь передачи сообщения), то вызывающий абонент получает отказ в установлении соединения и для сети его вызов считается потерянным Для осуществления передачи сообщения абонент-отправитель должен вызов повторить

После установления соединения абонент-отправитель получает сооб­щение о том, что он может начинать передачу данных. Принципиальной особенностью коммутации каналов является то, что все каналы, занятые при установлении соединения, используются в процессе передачи данных одновременно и освобождаются только после завершения передачи дан­ных между абонентами. Типичным примером сети с коммутацией каналов является сеть теле­фонной связи.

При коммутации сообщений производится прием и накопление сооб­щения в узле коммутации, а затем осуществляется его последующая пере­дача. Из этого определения следует основное отличие коммутации сооб­щений от коммутации каналов, которое заключается в том, что при комму­тации сообщений происходит промежуточное хранение сообщений в уз­лах коммутации и производится их обработка (определение приоритета сообщения, размножение для многоадресной рассылки, запись сообщения и архив и т.п.). Для обработки сообщений они должны иметь принятый в сети формат, то есть однотипное расположение отдельных элементов со­общения. Сообщение от абонента сначала поступает в узел коммутации сети, к которому подключен данный абонент. Далее в узле производится обработ­ка сообщения и определяется направление его дальнейшей передачи с учетом адреса. Если все каналы в выбранном направлении передачи заняты, то сообщение ожидает в очереди момента освобождения нужного канала. После достижения сообщением узла сети, к которому подключен абонент-получатель, сообщение выдается ему в полном объеме по каналу связи между этим узлом и абонентом. Таким образом, сообщение при прохождении по сети в любой момент времени занимает лишь один канал связи.

Коммутация пакетов определяется как разновидность коммутации со­общений, при которой сообщения разбиваются на части, называемые па­кетами, и передаются, принимаются и накапливаются в виде таких пакетов данных.

Эти пакеты нумеруются и снабжаются адресами, что позволяем передавать их по сети одновременно и независимо друг от друга.