Utilizarea eficientă a IP este imposibilă fără utilizarea tehnologiilor de rețea. O rețea de calculatoare este o colecție posturi de lucru(de exemplu, bazat pe computere personale), interconectate canale de transmisie a datelor, prin care circulă mesaje. Operațiunile de rețea sunt guvernate de un set de reguli și convenții - protocol de rețea, care definește parametrii tehnici ai echipamentelor necesare lucrului în comun, semnale, formate de mesaje, metode de detectare și corectare a erorilor, algoritmi de funcționare a interfețelor de rețea etc.

Rețelele locale permit utilizarea eficientă a unor astfel de resurse de sistem cum ar fi baze de date, dispozitive periferice precum imprimante laser, unități de disc magnetice de mare viteză de volum mare etc., precum și utilizarea e-mailului.

Rețelele globale au apărut când a fost creat un protocol care vă permite să conectați rețelele locale între ele. Acest eveniment este de obicei asociat cu apariția unei perechi de protocoale interconectate - protocolul de control al transmisiei / protocolul de internetwork TCP / IP (transmitere Control Protocol/ Internet Protocol), care la 1 ianuarie 1983 a legat rețeaua ARPANET și rețeaua de informații de apărare a SUA într-un singur sistem. Astfel a fost creată „rețeaua de rețele” – Internetul. Alte eveniment importantîn istoria Internetului a fost crearea unui sistem de informare hipertext distribuit WWW (din engleză, World Wide Web - „The World Wide Web”). A devenit posibil datorită dezvoltării unui set de reguli și cerințe care facilitează scrierea de software pentru stații de lucru și servere. Și, în sfârșit, al treilea eveniment important din istoria Internetului a fost dezvoltarea unor programe speciale care facilitează căutarea de informații și procesează documente text, imagini și sunete.

Rețeaua de internet este formată din computere care sunt nodurile sale permanente (se numesc gazdă din engleza. gazdă- proprietar) și terminale, care se conectează la gazdă. Gazdele sunt conectate între ele prin protocolul de Internet, iar orice computer personal poate fi folosit ca terminal prin rularea unui special program emulator. Un astfel de program îi permite să „pretindă” că este un terminal, adică să accepte comenzi și să trimită aceleași semnale de răspuns ca un terminal real. Pentru a rezolva problema contabilizării milioanelor de computere conectate la o singură rețea, Internetul folosește coduri unice - un număr și un nume care sunt atribuite fiecărui computer. Numele de țări sunt folosite ca parte a numelui (Rusia - RU, Marea Britanie - Marea Britanie, Franța - FR), iar în SUA - tipuri de organizații (comerciale - COM, sistem educațional EDU, servicii de rețea - NET).

Pentru a vă conecta la rețea prin Internet Protocol, trebuie să fiți de acord cu organizația furnizorului (din engleză. furnizor - furnizor), care va redirecționa informațiile folosind protocolul de rețea TCP/IP prin linii telefonice către acest computer printr-un dispozitiv special - modem. De obicei, furnizorii de internet, atunci când înregistrează un nou abonat, îi oferă acestuia un pachet software special scris care instalează automat software-ul de rețea necesar pe computerul abonatului.

Internetul oferă utilizatorilor multe resurse diferite. Din punctul de vedere al utilizării Internetului în scopuri educaționale, două sunt de cel mai mare interes - sistemul de arhive de fișiere și baza de date World Wide Web (WWW, „World Wide Web”),

Sistemul de arhivare a fișierelor devine disponibil prin protocolul FTP { fişier Transfer Protocol - protocol de transfer de fișiere); acest sistem de arhivare se numește arhive FTP. Arhivele FTP sunt un depozit distribuit de diverse date acumulate pe parcursul a 10-15 ani. Orice utilizator poate accesa anonim acest depozit și poate copia materialele de interes pentru el. Comenzile protocolului FTP definesc parametrii canalului de transfer de date și procesul de transfer în sine, precum și natura lucrului cu sistemul de fișiere. Protocolul FTP permite utilizatorilor să copieze fișiere de pe un computer conectat la rețea pe altul. Un alt instrument, protocolul de acces la aparatul Telnet, vă permite să vă conectați la un alt terminal în același mod în care vă conectați prin telefon la un alt abonat și să lucrați împreună cu acesta.

O caracteristică a sistemului de informații hipertext distribuit pe WWW este utilizarea de link-uri hipertext, care fac posibilă vizualizarea materialelor în ordinea în care sunt selectate de utilizator.

WWW este construit pe patru pietre de temelie:

limbaj de marcare hipertext pentru documente HTML;

mod universal de adresare URL;

Protocolul de livrare a mesajelor hipertext HTTP;

gateway CGI generic.

Obiectul de stocare standard dintr-o bază de date este un document HTML, care corespunde unui fișier text simplu. Cererile clienților sunt deservite de un program numit HTTP-Server. Implementează comunicarea HTTP { hipertext Transfer Protocol - Hypertext Transfer Protocol), care este un add-on prin TCP / IP - protocolul standard al Internetului. Obiectul informațional completat, care este afișat de program de către clientul utilizatorului la accesarea resursei informaționale, este pagină baze de date www,

Locația fiecărei resurse este determinată unificatindicator de resurseURL(din engleza. Uniformă resursă localizator). O adresă URL standard constă din patru părți: formatul de transfer (tipul de protocol de acces), numele gazdei unde se află resursa solicitată, calea către acest fișier și numele fișierului. Folosind sistemul de denumire URL, linkurile din hipertext descriu locația unui document. Comunicarea cu toate resursele rețelei se realizează printr-o singură interfață CUI cu utilizatorul (Uzual utilizator Interfață). Scopul principal al acestui instrument este de a oferi un flux uniform de date între server și programul de aplicație care rulează sub controlul său. Vizualizarea unei resurse de informații se realizează folosind programe speciale - browsere(din engleza. naviga - citeste, rasfoieste).

Termenul „browser” nu se referă la toate resursele de pe Internet, ci doar la acea parte a acestora, care se numește „World Wide Web”. Numai aici se folosește protocolul HTTP, care este necesar pentru transferul documentelor scrise folosind limbajul HTML, iar browserul este un program care recunoaște codurile HTML pentru formatarea documentului transferat și îl afișează pe ecranul computerului în forma pe care autorul a dorit-o. , cu alte cuvinte, programul care vizualizează un document HTML.

Până în prezent, au fost dezvoltate un număr mare de programe de browser pentru Internet. Printre acestea se numără Netscape Navigator, MS Internet Explorer, Mosaic, Tango, Ariadna, Cello, Lynx.

Să ne oprim asupra modului în care funcționează spectatorii (browsere).

Procesarea datelor în HTTP constă în patru etape: deschiderea unei conexiuni, redirecționarea unui mesaj de solicitare, redirecționarea datelor de răspuns și închiderea unei legături.

Pentru a deschide o conexiune, browserul World Wide Web se conectează la serverul HTTP (server Web) specificat în adresa URL. După ce conexiunea este stabilită, browserul WWW trimite un mesaj de solicitare. Îi spune serverului ce document este necesar. După procesarea cererii, serverul HTTP trimite datele solicitate către serverul WWW. Toate aceste acțiuni sunt vizibile pe ecranul monitorului - toate acestea sunt făcute de browser. Utilizatorul vede doar funcția principală, care este indicația, adică selectarea hyperlinkurilor din textul general. Acest lucru se realizează prin schimbarea modelului indicatorului mouse-ului: atunci când indicatorul lovește un hyperlink, se rotește de la „săgeată” la „degetul arătător” - o mână cu degetul arătător întins. Dacă faceți clic pe butonul mouse-ului în acest moment, browserul va „părăsi” adresa indicată în hyperlink.

Tehnologia serverului HTTP este atât de simplă și ieftină încât nu există restricții pentru crearea unui sistem asemănător WWW într-o singură organizație. Deoarece este necesar doar să existe o rețea locală internă cu protocol TCP/IP, este posibil să se creeze un mic (comparativ cu global) hipertext „Web”. Această tehnologie de creare a rețelelor locale de tip Internet se numește Intranet.

În prezent, peste 30 de terabiți de informații (adică aproximativ 30 de milioane de cărți a câte 700 de pagini) se deplasează lunar pe Internet, iar numărul utilizatorilor, conform diverselor estimări, este de la 30 la 60 de milioane de oameni.

• cuvânt înainte
• Capitolul 1.
  Condiții istorice pentru dezvoltarea rețelelor de date de mare viteză
• capitolul 2
  Model de referință de interacțiune a sistemelor deschise EMBOS (Open System Interconnection - model OSI)
• capitolul 3
  Organizațiile internaționale de standardizare
• capitolul 4
  Codificarea datelor fizice și logice
• capitolul 5
  Sisteme de bandă îngustă și de bandă largă. Multiplexarea datelor
• Capitolul 6
  Moduri de transfer de date. Mijloace de transmisie
• Capitolul 7
  Sisteme de cablare structurată
• Capitolul 8
  Topologii ale sistemelor de transmisie a datelor
• Capitolul 9
  Metode de acces la canal
• Capitolul 10
  Schimbarea tehnologiilor
• Capitolul 11
  Comunicarea segmentelor de rețea
• Literatură

Capitolul 5. Sisteme de bandă îngustă și de bandă largă. Multiplexarea datelor

Un sistem în bandă îngustă (bandă de bază) utilizează o metodă de transmisie a semnalului digital. Deși un semnal digital are un spectru larg și ocupă teoretic o lățime de bandă infinită, în practică lățimea de bandă a semnalului transmis este determinată de frecvențele armonicilor sale fundamentale. Ele aduc principala contribuție energetică la formarea semnalului. Într-un sistem de bandă îngustă, transmisia se realizează în banda de frecvență originală, nu există transfer al spectrului de semnal către alte regiuni de frecvență. În acest sens sistemul se numește bandă îngustă. Semnalul ocupă aproape toată lățimea de bandă a liniei. Pentru a regenera semnalul și a-l amplifica în rețelele de date, se folosesc dispozitive speciale - repetoare (repetitor, repetor).

Un exemplu de implementare a transmisiei în bandă îngustă sunt rețelele locale și specificațiile IEEE corespunzătoare (de exemplu, 802.3 sau 802.5).

Anterior, transmisia în bandă îngustă datorită atenuării semnalului era folosită la distanțe de ordinul a 1-2 km pe cabluri coaxiale, dar în sistemele moderne, datorită diferitelor tipuri de codificare și multiplexare a semnalelor și tipuri de sisteme de cabluri, restricțiile au fost împinse. înapoi la 40 de kilometri sau mai mult.

Termenul de transmisie în bandă largă (bandă largă) a fost utilizat inițial în sistemele de comunicații telefonice, unde desemna un canal analog cu o gamă de frecvență (lățime de bandă) mai mare de 4 kHz. Pentru a economisi resurse la transmiterea unui număr mare de semnale telefonice cu o bandă de frecvență de 0,3-3,4 kHz au fost dezvoltate diverse scheme de compactare (multiplexare) a acestor semnale pentru a asigura transmisia lor pe un singur cablu.

În aplicațiile de rețea de mare viteză, transmisia în bandă largă înseamnă că, în loc de impuls, este utilizat un purtător analogic pentru transmisia de date. Prin analogie, termenul internet în bandă largă„ înseamnă că utilizați o lățime de bandă mai mare de 128 Kbps (Europa) sau 200 Kbps (SUA). Sistemul de bandă largă are o lățime de bandă mare, oferă date de mare viteză și informații multimedia (voce, video, date). Exemple sunt rețelele ATM, B-ISDN, Frame Relay, rețelele de difuzare prin cablu CATV.

Termenul „multiplexare” este folosit în tehnologia computerelor în multe feluri. Prin aceasta înțelegem combinarea mai multor canale de comunicație într-un canal de transmisie a datelor.

Enumerăm principalele tehnici de multiplexare: multiplexare în frecvență - Frequency Division Multiplexing (FDM), multiplexare în timp - Time Division Multiplexing (TDM) și multiplexare spectrală sau de lungime de undă (wave) - Wavelength Division Multiplexing (WDM).

WDM este utilizat numai în sistemele cu fibră optică. Televiziunea prin cablu, de exemplu, folosește FDM.

FDM

În multiplexarea în frecvență, fiecărui canal i se atribuie propria purtătoare analogică. În acest caz, în FDM poate fi utilizat orice tip de modulație sau o combinație a acestora. De exemplu, în televiziunea prin cablu, un cablu coaxial cu o lățime de bandă de 500 MHz asigură transmisia a 80 de canale de 6 MHz fiecare. Fiecare dintre aceste canale este la rândul său obținut prin multiplexarea subcanalelor pentru transmisia audio și video.

TDM

Cu acest tip de multiplexare, canalele de viteză mică sunt combinate (unite) într-unul de mare viteză, prin care se transmite un flux de date mixt, format ca urmare a agregării fluxurilor originale. Fiecărui canal de viteză mică i se atribuie propriul interval de timp (durata de timp) într-un ciclu de o anumită durată. Datele sunt reprezentate ca biți, octeți sau blocuri de biți sau octeți. De exemplu, canalului A îi sunt alocați primii 10 biți într-un interval de timp de o durată dată (cadru, cadru), canalului B îi sunt alocați următorii 10 biți etc. Pe lângă biții de date, cadrul include biți de serviciu pentru sincronizarea transmisiei și alte scopuri. Un cadru are o lungime strict definită, care este de obicei exprimată în biți (de exemplu, 193 de biți) și o structură.

Dispozitivele de rețea care multiplexează fluxuri de date ale canalelor cu viteză redusă (fluxuri afluente, componente) într-un flux comun agregat (agregat) pentru transmisie pe un canal fizic sunt numite multiplexoare (multiplexor, mux, mux). Dispozitivele care împart fluxul agregat în fluxuri componente sunt numite demultiplexoare.

Multiplexoarele sincrone folosesc o diviziune fixă ​​a intervalului de timp. Datele aparținând unui anumit flux de componente au aceeași lungime și sunt transmise în același interval de timp în fiecare cadru al canalului multiplexat. Dacă informațiile nu sunt transmise de pe un dispozitiv, atunci intervalul său de timp rămâne gol. Muxurile statistice rezolvă această problemă prin atribuirea dinamică a unui interval de timp liber dispozitivului activ.

WDM

WDM utilizează diferite lungimi de undă de semnal luminos pentru a organiza fiecare canal. De fapt, acesta este un tip special de multiplexare a frecvenței la frecvențe foarte înalte. Cu acest tip de multiplexare, emițătoarele funcționează la lungimi de undă diferite (de exemplu, 820nm și 1300nm). Fasciculele sunt apoi combinate și transmise printr-un singur cablu de fibră optică. Dispozitivul de recepție separă transmisia după lungimea de undă și direcționează fasciculele către diferiți receptori. Pentru a îmbina / separa canalele după lungimea de undă, se folosesc dispozitive speciale - cuple (cupler). Următorul este un exemplu de astfel de multiplexare.

Fig.5.1. Multiplexare WDM

Printre principalele modele de cuplare, se face o distincție între cuplele reflectorizante și cuplele reflectorizante simetrice central (SCR). Cuplajele reflectorizante sunt bucăți minuscule de sticlă „răsucite” în centru sub forma unei stele. Numărul de fascicule de ieșire corespunde numărului de porturi de cuplare. Iar numărul de porturi determină numărul de dispozitive care transmit la diferite lungimi de undă. Două tipuri de cuple reflectorizante sunt prezentate mai jos.

Fig.5.2. steaua transmisoare

Fig.5.3. stea reflectorizante

Cuplajul reflectorizant simetric central folosește reflectarea luminii dintr-o oglindă sferică. În acest caz, fasciculul de intrare este împărțit în două fascicule simetric față de centrul de îndoire a sferei oglinzii. Când oglinda este rotită, poziția îndoirii sferei se schimbă și, în consecință, traseul fasciculului reflectat se modifică. Puteți adăuga un al treilea cablu de fibră optică (fibră) și redirecționați fasciculul reflectat către încă un port. Implementarea WDM - multiplexoare și comutatoare de fibră optică se bazează pe această idee.

Fig.5.4. Cuplaj reflectorizant simetric central

Multiplexoarele optice pot fi implementate nu numai cu cuple CSR, ci și cu filtre reflectorizante și rețele de difracție. Ele nu sunt acoperite în acest tutorial.

Principalii factori care determină posibilitățile diferitelor implementări sunt diafonia interferentă și separarea canalelor. Cantitatea de diafonie determină cât de bine sunt separate canalele și, de exemplu, arată cât de mult din puterea fasciculului de 820 nm a fost pe portul de 1300 nm. O creștere de 20 dB înseamnă că 1% din semnal a apărut pe portul greșit. Pentru a asigura o separare fiabilă a semnalelor, lungimile de undă trebuie să fie distanțate „larg”. Este dificil de recunoscut lungimi de undă apropiate, cum ar fi 1290 și 1310 nm. De obicei se folosesc 4 scheme de multiplexare: 850/1300, 1300/1550, 1480/1550 și 985/1550 nm. Cele mai bune caracteristiciîn timp ce au cuple CSR cu un sistem de oglinzi, de exemplu, două (Fig. 5.5).

Fig.5.5. Cuplaj SCR cu două oglinzi

WDM, care este una dintre cele trei varietăți de WDM, ocupă o poziție mijlocie în ceea ce privește eficiența spectrului. În sistemele WDM, canalele spectrale sunt combinate, ale căror lungimi de undă diferă unele de altele cu 10 nm. Cea mai productivă tehnologie este DWDM (Dense WDM). Acesta asigură combinarea de canale distanțate în spectru cu cel mult 1 nm, iar în unele sisteme chiar cu 0,1 nm. Datorită acestei distribuții dense a semnalului pe spectru, costul echipamentului DWDM este de obicei foarte mare. Resursele spectrale sunt utilizate cel mai puțin eficient în sistemele noi bazate pe tehnologia CWDM (Coarse WDM, sparse WDM systems). Aici, canalele spectrale sunt separate de cel puțin 20 nm (în unele cazuri, această valoare ajunge la 35 nm). Sistemele CWDM sunt utilizate în mod obișnuit în rețelele din zona metropolitană și rețelele LAN unde costul redus al echipamentelor este un factor important și sunt necesare 8-16 canale WDM. Echipamentul CWDM nu este limitat la o singură parte a spectrului și poate funcționa în intervalul de la 1300 la 1600 nm, în timp ce echipamentul DWDM este legat la un interval mai restrâns de 1530 - 1565 nm.

concluzii

Un sistem de bandă îngustă este un sistem de transmisie în banda de frecvență inițială care utilizează semnale digitale. Pentru a transmite mai multe canale de bandă îngustă într-un canal de bandă largă, sistemele moderne de transmisie prin cabluri de cupru utilizează multiplexarea în timp TDM. Sistemele de fibră optică utilizează multiplexarea undelor WDM.

Informații suplimentare

Întrebări de control

• Dispozitivul, în care toate fluxurile de informații primite sunt combinate într-o singură interfață de ieșire, îndeplinește următoarele funcții:
  • intrerupator
  • repetitor
  • multiplexor
  • demultiplexor
• Zece semnale, fiecare necesitând o lățime de bandă de 4000 Hz, sunt multiplexate într-un singur canal folosind FDM. Care ar trebui să fie lățimea de bandă minimă a canalului multiplexat cu o lățime a intervalului de gardă de 400 Hz?
  • 40800 Hz
  • 44000 Hz
  • 4800 Hz
  • 43600 Hz

Se acordă atenție tehnologiei din ce în ce mai populare definit de software retelelor.<...>Desigur, în acest caz, este necesar să se prevadă cerințe pentru alți indicatori care definesc conceptul QoS(calitatea serviciilor).<...>Iată o descriere a unor tehnologii precum ATM, SDH, MPLS-TP, PBB-TE.<...>Este atasat manualului rezumat principii de construcție definit de software rețelele care câștigă în În ultima vreme din ce în ce mai populare.<...>Este oferită descrierea tehnologiei de virtualizare a funcțiilor de rețea NFV(Virtualizarea funcției de rețea), comparativ SDNȘi NFV. <...>Fizic miercuri transmitere date Caracteristici generale fizic medii. <...>Fizic miercuri transmitere datele (medii) pot fi un cablu, atmosfera terestră sau spațiul cosmic.<...> Cabluri superior categorii au mai multe ture pe unitate de lungime.<...> Cabluri categorii 1 sunt utilizate atunci când cerințele pentru rata de biți sunt minime.<...> Cabluri categorii 2 au fost folosite pentru prima dată de IBM la construirea propriului sistem de cabluri.<...> Cabluri categorii 4 este o versiune ușor îmbunătățită cabluri categorii 3. <...> de mare viteză difuzat Media wireless bazată pe date este discutată în Capitolul 7.<...>Alegerea topologiei rețelei este cea mai importantă sarcină care trebuie rezolvată în timpul construcției acesteia și este determinată de cerințele de eficiență și structural fiabilitate. <...>Lucrările privind standardizarea sistemelor deschise au început în 1977. În 1983, o referință model WOS- cel mai descriere generala structuri pentru standarde de constructii.<...> Model WOS, care definește principiile relației dintre standardele individuale, stă la baza dezvoltării paralele a multor standarde și asigură o tranziție treptată de la implementările existente la standarde noi.<...>Referinţă model WOS nu definește protocoalele și interfețele de interacțiune, structura și caracteristicile mijloacelor fizice de conectare.<...>Al treilea, reţea nivel, efectuează rutarea<...>

Tehnologii_de_rețea_de_transmisie_de_date_de_înaltă viteză._Tutorial_pentru_universități._-_2016_(1).pdf

UDC 621.396.2 LBC 32.884 B90 Recenzători: Doctor în Inginerie. științe, profesor de tehnologie. stiinte, profesor; Dr. Budyldina N. V., Shuvalov V. P. B90 Tehnologii de rețea pentru transmisia de date de mare viteză. Manual pentru universități / Ed. Profesorul V.P. Şuvalov. - M.: Hotline - Telecom, 2016. - 342 p.: ill. ISBN 978-5-9912-0536-8. Într-o formă compactă, sunt subliniate problemele construirii rețelelor de infocomunicații care oferă transmisie de date de mare viteză. Sunt prezentate secțiuni care sunt necesare pentru a înțelege cum este posibilă asigurarea transmisiei nu numai la viteză mare, ci și cu alți indicatori care caracterizează calitatea serviciului furnizat. Este prezentată descrierea protocoalelor la diferite niveluri ale modelului de referință de interacțiune a sistemelor deschise, tehnologiilor rețelelor de transport. Sunt luate în considerare problemele transmisiei de date în rețelele de comunicații fără fir și abordările moderne care asigură transmiterea unor cantități mari de informații în perioade de timp acceptabile. Se acordă atenție tehnologiei din ce în ce mai populare a rețelelor definite de software. Pentru studenții care studiază în direcția de formare „Tehnologii infocomunicații și sisteme de comunicare” calificări (grade) „licență” și „master”. Cartea poate fi folosită pentru a îmbunătăți abilitățile lucrătorilor din telecomunicații. LBC 32.884 Budyldina Nadezhda Veniaminovna, Shuvalov Vyacheslav Petrovich Tehnologii de rețea de transfer de date de mare viteză Manual pentru universități Toate drepturile rezervate. Nicio parte a acestei publicații nu poate fi reprodusă sub nicio formă sau prin niciun mijloc fără permisiunea scrisă a deținătorului drepturilor de autor. Budyldina, V.P. Şuvalov L. D. G. Nevolin G. Dorosinsky

Pagina 2

Titlu Introducere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Referințe pentru introducere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Capitolul 1. Concepte de bază și definiții. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1. Informație, mesaj, semnal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2. Rata de transfer de informații. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3. Mediul fizic de transmisie a datelor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.4. Metode de conversie a semnalului. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.5. Metode de acces multiplu la mediu. . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.6. Rețele de telecomunicații. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.7. Organizarea lucrărilor de standardizare în domeniul transmisiei de date. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.8. Model de referință al interacțiunii sistemelor deschise. . . . . . . 47 1.9. Întrebări de control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 1.10. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Capitolul 2. Asigurarea indicatorilor de calitate a serviciilor. . 58 2.1. Calitatea serviciului. Dispoziții generale. . . . . . . . . . . . . . . 58 2.2. Asigurarea fidelitatii transmisiei datelor. . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.3. Asigurarea indicatorilor de fiabilitate structurală. . . . . . . . 78 2.4. rutare QoS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.5. Întrebări de control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.6. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Capitolul 3. Reţele locale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1. protocoale LAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1.1. Tehnologia Ethernet (IEEE 802.3). . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1.2. Tehnologia Token Ring (IEEE 802.5). . . . . . . . . . . . . . . 93 3.1.3. Tehnologia FDDI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.1.4. Fast Ethernet (IEEE 802.3u). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 3.1.5. Tehnologia 100VG-AnyLAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.1.6. Tehnologie Gigabit Ethernet de mare viteză. . . . . 102 3.2. Mijloace tehnice care asigură funcționarea rețelelor de transmisie de date de mare viteză. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.2.1. Concentratoare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.2.2. Poduri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.2.3. Comutatoare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.2.4. Protocolul STP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 3.2.5. Routere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 3.2.6. Gateway-uri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 3.2.7. Rețele locale virtuale (Virtual local area Network, VLAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Pagina 341

342 Cuprins 3.3. Întrebări de control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 3.4. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Capitolul 4. Protocoale de nivel de legătură. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 4.1. Sarcinile principale ale stratului de legătură, funcții de protocol 138 4.2. Protocoale orientate pe octeți. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 4.3. protocoale orientate pe biți. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 4.3.1. Protocolul stratului de legătură HDLC (High-Level Data Link Control). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 4.3.2. Protocolul cadru SLIP (Serial Line Internet Protocol). 152 4.3.3. Protocol PPP (Point-to-Point Protocol - protocol point-to-point). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 4.4. Întrebări de control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 4.5. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Capitolul 5. Protocoale de rețea și nivel de transport. . . . . . . . 161 5.1. protocol IP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 5.2. protocol IPv6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 5.3. Protocolul de rutare RIP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 5.4. Protocolul de rutare intern OSPF. . . . . . . . . . . . . . 187 5.5. Protocolul BGP-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 5.6. Protocolul de rezervare a resurselor - RSVP. . . . . . . . . . . . . . 203 5.7. Protocol de transfer RTP (Real-Time Transport Protocol). . . . 206 5.8. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). . . 211 5.9. Protocolul LDAP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 5.10. Protocoale ARP, RARP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 5.11. TCP (Transmission Control Protocol). . . . . . . . . . . . 220 5.12. Protocolul UDP (User Datagram Protocol). . . . . . . . . . . . . . . . . 229 5.13. Întrebări de control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 5.14. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Capitolul 6. Transport rețele IP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 6.1. Tehnologia ATM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 6.2. Ierarhie digitală sincronă (SDH). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 6.3. Comutarea etichetelor multiprotocol. . . . . . . . . . . . . . . 245 6.4. Ierarhia transportului optic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 6.5. Modelul și ierarhia Ethernet pentru rețele de transport. . . . . . 256 6.6. Întrebări de control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 6.7. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Capitolul 7. Tehnologii wireless de transmisie de date de mare viteză. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 7.1. Tehnologia Wi-Fi (Wireless Fidelity). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 7.2. Tehnologia WiMAX (interoperabilitate la nivel mondial pentru acces la microunde). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

Pagina 342

343 7.3. Trecerea de la tehnologia WiMAX la LTE (LongTermEvolution). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 7.4. Starea și perspectivele rețelelor wireless de mare viteză. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 7.5. Întrebări de control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 7.6. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Capitolul 8. În concluzie: Câteva considerații privind „Ce ar trebui făcut pentru a asigura transferul de date de mare viteză pe rețelele IP” . 279 8.1. Transmitere tradițională de date cu livrare garantată. Probleme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 8.2. Protocoale alternative de transfer de date cu livrare garantată. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 8.3. Algoritm de control al supraîncărcării. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 8.4. Condiții pentru asigurarea transmiterii datelor la viteză mare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 8.5. Probleme implicite de furnizare a transferului de date de mare viteză. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 8.6. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 Anexa 1. Rețele definite de software. . . . . . . . . . 302 P.1. Dispoziții generale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 P.2. Protocolul OpenFlow și comutatorul OpenFlow. . . . . . . . . . . . . . 306 P.3. Virtualizarea rețelei NFV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 P.4. Standardizare PCS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 P.5. SDN în Rusia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 P.6. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 Termeni și definiții. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

Analizând experiența istorică de creare și dezvoltare a tehnologiilor de rețea pentru transferul de informații de mare viteză, trebuie remarcat faptul că principalul factor care a dus la apariția acestor tehnologii este crearea și dezvoltarea tehnologiei informatice. La rândul său, stimulentul pentru crearea tehnologiei informatice (calculatoare electronice) a fost al doilea Razboi mondial. Descifrarea mesajelor codificate ale agenților germani a necesitat o cantitate imensă de calcule, iar acestea trebuiau făcute imediat după interceptarea radio. Prin urmare, guvernul britanic a înființat un laborator secret pentru a crea un computer electronic numit COLOSSUS. Renumitul matematician britanic Alan Turing a luat parte la crearea acestei mașini și a fost primul computer digital electronic din lume.

Al Doilea Război Mondial a influențat dezvoltarea tehnologiei informatice în Statele Unite. Armata avea nevoie de mese de tragere pentru a fi folosite la țintirea artileriei grele. În 1943, John Mowshley și studentul său J. Presper Eckert au început să proiecteze un computer electronic, pe care l-au numit ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - electronic digital integrator and calculator). Era format din 18.000 de tuburi vidate și 1.500 de relee. ENIAC cântărea 30 de tone și consuma 140 de kilowați de energie electrică. Aparatul avea 20 de registre, fiecare dintre acestea putând deține un număr zecimal de 10 biți.

După război, lui Moshli și Eckert li sa permis să organizeze o școală în care au vorbit despre munca lor cu colegii de știință. Curând, alți cercetători s-au apucat de proiectarea computerelor electronice. Primul computer funcțional a fost EDS AC (1949). Această mașină a fost proiectată de Maurice Wilkes de la Universitatea din Cambridge. Apoi au venit JOHNIAC - la Rand Corporation, ILLIAC - la Universitatea din Illinois, MANIAC - la laboratorul Los Alamos și WEIZAC - la Institutul Weizmann din Israel.

Eckert și Moushley au început curând să lucreze la mașina EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer), urmată de dezvoltarea UNIVAC (primul computer serial electronic). În 1945, John von Neumann, care a creat principiile tehnologiei computerizate moderne, a fost implicat în munca lor. Von Neumann și-a dat seama că construirea de computere cu o mulțime de comutatoare și cabluri era consumatoare de timp și foarte obositoare. A venit la ideea că programul ar trebui să fie reprezentat în memoria computerului în formă digitală împreună cu datele. El a remarcat, de asemenea, că aritmetica zecimală folosită în mașina ENIAC, unde fiecare cifră era reprezentată de 10 tuburi vid (1 tub pornit, 9 oprit), ar trebui înlocuită cu aritmetică binară. Mașina von Neumann era formată din cinci părți principale: memorie - RAM, procesor - CPU, memorie secundară - tobe magnetice, benzi, discuri magnetice, dispozitive de intrare - citire de pe carduri perforate, dispozitive de ieșire a informațiilor - imprimantă. Nevoia de a transfera date între părți ale unui astfel de computer a fost cea care a stimulat dezvoltarea transmisiei de date de mare viteză și organizarea rețelelor de calculatoare.

Inițial, benzile perforate și cardurile perforate au fost folosite pentru a transfera date între computere, apoi benzi magnetice și discuri magnetice amovibile. În viitor, au apărut software (software) special - sisteme de operare care permit multor utilizatori de la diferite terminale să folosească un procesor, o imprimantă. În același timp, terminalele unei mașini mari (mainframe) puteau fi îndepărtate de pe aceasta la o distanță foarte limitată (până la 300-800m). Odată cu dezvoltarea sistemelor de operare, a devenit posibilă conectarea terminalelor la mainframe folosind rețele publice de telefonie, cu o creștere atât a numărului de terminale, cât și a distanțelor corespunzătoare. Cu toate acestea, nu existau standarde generale. Fiecare producător de calculatoare mari și-a dezvoltat propriile reguli (protocoale) pentru conectare și, astfel, alegerea producătorului și a tehnologiei de transfer de date pentru utilizator a devenit pe tot parcursul vieții.

Apariția circuitelor integrate low-cost a făcut computerele mai mici, mai accesibile, mai puternice și mai specializate. Companiile își puteau permite deja să aibă mai multe computere proiectate pentru diferite departamente și sarcini și lansate de diferiți producători. În acest sens, a apărut o nouă sarcină: conectarea unor grupuri de computere între ele (Interconnection). Primele companii pe care aceste „insule” le-au conectat au fost IBM și DEC. Protocolul de transfer de date al lui DEC a fost DECNET, care nu mai este folosit astăzi, iar cel al IBM a fost SNA (System Network Architecture - prima arhitectură de transfer de date în rețea pentru calculatoarele din seria IBM 360). Cu toate acestea, computerele de la un producător erau încă limitate la conectarea cu propriul lor tip. La conectarea calculatoarelor de la alt producător, a fost folosită emularea software pentru a simula funcționarea sistemului dorit.

În anii 60 ai secolului trecut, guvernul SUA a stabilit sarcina de a asigura transferul de informații între computerele diferitelor organizații și a finanțat dezvoltarea standardelor și protocoalelor pentru schimbul de informații. ARPA, agenția de cercetare a Departamentului de Apărare al SUA, a preluat sarcina. Ca urmare, a fost posibilă dezvoltarea și implementarea rețelei de calculatoare ARPANET, prin care s-au conectat organizațiile federale din SUA. În această rețea au fost implementate protocoalele TCP/IP și tehnologia de comunicare Internet-Internet a Departamentului de Apărare al SUA (DoD).

Calculatoarele personale care au apărut în anii 80 au început să fie combinate în rețele locale (LAN - Local Area Network).

Treptat, apar tot mai mulți producători de echipamente și, în consecință, software (MO), se realizează dezvoltări active în domeniul interacțiunii între echipamente de la diferiți producători. În prezent, sunt numite rețele care includ echipamente și MO de la diferiți producători rețele eterogene(diverse). Necesitatea de a „înțelege” unul pe celălalt duce la necesitatea de a crea nu reguli de transfer de date corporative (de exemplu, SNA), ci unele comune pentru toată lumea. Există organizații care creează standarde pentru transmiterea datelor, regulile sunt determinate de care pot lucra clienții privați, companiile de telecomunicații, regulile de combinare a rețelelor eterogene. Astfel de organizații internaționale de standardizare includ, de exemplu:

• ITU-T (ITU-T este Sectorul de Standardizare a Telecomunicațiilor al Uniunii Internaționale de Telecomunicații, succesorul CCITT);
• IEEE (Institutul de Ingineri Electrici și Electronici);
• ISO (Organizația Internațională de Standardizare);
• EIA (Electronic Industries Alliance);
• TIA (Asociația Industriei Telecomunicațiilor).

În același timp, companiile private nu încetează să se dezvolte (de exemplu, Xerox a dezvoltat tehnologia Ethernet, iar CISCO a dezvoltat tehnologia 1000Base-LH și MPLS).

Odată cu reducerea costului tehnologiei, organizațiile și companiile au reușit să-și combine insulele de computere situate la distanțe diferite (în orașe și chiar continente diferite) în propria lor privată - rețeaua corporativă. Rețeaua corporativă poate fi construită pe baza standardelor internaționale (ITU-T) sau a standardelor unui producător (IBM SNA).

Odată cu dezvoltarea în continuare a transmisiei de date de mare viteză, a devenit posibilă combinarea diferitelor organizații într-o singură rețea și conectarea la aceasta nu numai membrii unei singure companii, ci orice persoană care urmează anumite reguli de acces. Astfel de rețele sunt numite globale. Rețineți că o rețea corporativă este o rețea care nu este deschisă niciunui utilizator, retea globala, dimpotrivă, este deschis oricărui utilizator.

concluzii

În prezent, aproape toate rețelele sunt eterogene. Informația se naște pe baza rețelelor corporative. În același loc circulă principalele volume de informații. De aici și necesitatea studierii acestora și capacitatea de a implementa astfel de rețele. Totuși, accesul la informații este din ce în ce mai deschis pentru diverși utilizatori, liberi de la o anumită corporație, și de aici nevoia de a putea implementa rețele globale.

Informații suplimentare

Întrebări de control

• Rețeaua IBM, ale cărei birouri se află în Chicago, Barcelona, ​​Moscova, Viena, este:
• global
• corporative
• eterogen
• toate definițiile anterioare sunt valabile
• Scopul creării unei rețele de calculatoare a unei organizații este (indicați toate răspunsurile corecte):
• partajarea resurselor de rețea cu utilizatorii, indiferent de locația lor fizică;
• schimbul de informații;
• divertisment interactiv;
• posibilitatea comunicarii electronice de afaceri cu alte companii;
• participarea la sistemul de mesaje de dialog (chat-uri).

Manual pentru universități / Ed. profesorul V.P. Shuvalova

2017 G.

Tiraj 500 de exemplare.

Format 60x90/16 (145x215 mm)

Versiune: broşat

ISBN 978-5-9912-0536-8

BBC 32.884

UDC 621.396.2

Vulture UMO
Recomandat de UMO pentru învățământul în domeniul tehnologiilor infocomunicațiilor și sistemelor de comunicații ca manual pentru studenții instituțiilor de învățământ superior care studiază în direcția pregătirii 11.03.02 și 11.04.02 - Calificări (grade) „Tehnologii infocomunicații și sisteme de comunicații”” licență" și "maestru" »

adnotare

Într-o formă compactă, sunt subliniate problemele construirii rețelelor de infocomunicații care oferă transmisie de date de mare viteză. Sunt prezentate secțiuni care sunt necesare pentru a înțelege cum este posibilă asigurarea transmisiei nu numai la viteză mare, ci și cu alți indicatori care caracterizează calitatea serviciului furnizat. Este prezentată descrierea protocoalelor la diferite niveluri ale modelului de referință de interacțiune a sistemelor deschise, tehnologiilor rețelelor de transport. Sunt luate în considerare problemele transmisiei de date în rețelele de comunicații fără fir și abordările moderne care asigură transmiterea unor cantități mari de informații în perioade de timp acceptabile. Se acordă atenție tehnologiei din ce în ce mai populare a rețelelor definite de software.

Pentru studenții care studiază în direcția de licență „Tehnologii infocomunicații și sisteme de comunicare (grade) „licență” și „master”. Cartea poate fi folosită pentru a îmbunătăți abilitățile lucrătorilor din telecomunicații.

Introducere

Referințe pentru introducere

Capitolul 1. Concepte de bază și definiții
1.1. Informație, mesaj, semnal
1.2. Rata de transfer de informații
1.3. Medii fizice
1.4. Metode de conversie a semnalului
1.5. Metode de acces media
1.6. Rețele de telecomunicații
1.7. Organizarea lucrărilor de standardizare în domeniul transmisiei de date
1.8. Model de referință pentru interconectarea sistemelor deschise
1.9. Întrebări de control
1.10. Bibliografie

Capitolul 2: Asigurarea calității serviciilor
2.1. Calitatea serviciului. Dispoziții generale
2.2. Asigurarea fidelitatii transmisiei datelor
2.3. Asigurarea indicatorilor de fiabilitate structurală
2.4. rutare QoS
2.5. Întrebări de control
2.6. Bibliografie

Capitolul 3 Rețele locale
3.1. protocoale LAN
3.1.1. Tehnologia Ethernet (IEEE 802.3)
3.1.2. Tehnologia Token Ring (IEEE 802.5)
3.1.3. Tehnologia FDDI
3.1.4. Fast Ethernet (IEEE 802.3u)
3.1.5. Tehnologia 100VG-AnyLAN
3.1.6. Tehnologie Gigabit Ethernet de mare viteză
3.2. Mijloace tehnice care asigură funcționarea rețelelor de transmisie de date de mare viteză
3.2.1. Huburi
3.2.2. Poduri
3.2.3. Comutatoare
3.2.4. Protocolul STP
3.2.5. Routere
3.2.6. Gateway-uri
3.2.7. Rețele locale virtuale (VLAN-uri)
3.3. Întrebări de control
3.4. Bibliografie

Capitolul 4 Protocoale de strat de legătură
4.1. Sarcinile principale ale stratului de legătură, funcții de protocol 137
4.2. Protocoale orientate pe octeți
4.3. Protocoale orientate pe biți
4.3.1. Protocolul stratului de legătură HDLC (High-Level Data Link Control).
4.3.2. Protocolul cadru SLIP (Serial Line Internet Protocol). 151
4.3.3. PPP (Protocol punct la punct)
4.4. Întrebări de control
4.5. Bibliografie

Capitolul 5 Protocoale de rețea și nivel de transport
5.1. protocol IP
5.2. protocol IPv6
5.3. Protocolul de rutare RIP
5.4. Protocolul de rutare intern OSPF
5.5. Protocolul BGP-4
5.6. Protocol de rezervare a resurselor - RSVP
5.7. Protocol de transfer RTP (Real-Time Transport Protocol).
5.8. DHCP (Protocol de configurare dinamică a gazdei)
5.9. Protocolul LDAP
5.10. Protocoale ARP, RARP
5.11. TCP (Protocol de control al transmisiei)
5.12. UDP (Protocol de datagramă utilizator)
5.13. Întrebări de control
5.14. Bibliografie

Capitolul 6 Transport IP Networks
6.1. Tehnologia ATM
6.2. Ierarhie digitală sincronă (SDH)
6.3. Comutarea etichetelor multiprotocol
6.4. Ierarhia transportului optic
6.5. Modelul Ethernet și Ierarhia pentru rețelele de transport
6.6. Întrebări de control
6.7. Bibliografie

Capitolul 7 Tehnologia fără fir de mare viteză
7.1. Tehnologie Wi-Fi (Fidelitate fără fir)
7.2. Tehnologia WiMAX (interoperabilitate la nivel mondial pentru acces la microunde)
7.3. Trecerea de la tehnologia WiMAX la LTE (LongTermEvolution)
7.4. Starea și perspectivele rețelelor wireless de mare viteză
7.5. Întrebări de control
7.6. Bibliografie

Capitolul 8. În concluzie: Câteva gânduri despre „Ce ar trebui făcut pentru a asigura transferul de date de mare viteză pe rețelele IP”
8.1. Transmitere tradițională de date cu livrare garantată. Probleme
8.2. Protocoale alternative de transfer de date cu livrare garantată
8.3. Algoritm de control al congestiei
8.4. Condiții pentru asigurarea transmisiei de date de mare viteză
8.5. Probleme implicite de furnizare a transferului de date de mare viteză
8.6. Bibliografie

Anexa 1: Rețele definite de software
P.1. Dispoziții generale.
P.2. OpenFlow Protocol și OpenFlow Switch
P.3. Virtualizarea rețelei NFV
P.4. Standardizarea PCS
P.5. SDN în Rusia
P.6. Bibliografie

Termeni și definiții