EntradaXXXII. Equipos de comunicacion
Interlocutores. Normalmente en redes acceso general es imposible proporcionar a cada par de abonados su propia línea de comunicación física, que podrían "poseer" y utilizar en cualquier momento. Por tanto, la red siempre utiliza algún tipo de método de conmutación de abonados, que asegura la división de los canales físicos disponibles entre varias sesiones de comunicación y entre abonados de la red.
Conmutación en redes telefónicas urbanas
La red telefónica de la ciudad es un conjunto de estructuras de líneas y estaciones. Una red que tiene un PBX se llama no zonificada. Las estructuras de línea de una red de este tipo constan únicamente de líneas de abonado. El valor típico de la capacidad de dicha red es de 8 a 10 mil suscriptores. Con grandes capacidades, debido a un fuerte aumento en la longitud del AL, es recomendable cambiar a una construcción de red zonificada. En este caso, el territorio de la ciudad se divide en distritos, en cada uno de los cuales se está construyendo una central telefónica automática de distrito (RATS), a la que están conectados los suscriptores de este distrito. Los suscriptores de una región están conectados a través de una RATS, los suscriptores de diferentes PATC, a través de dos. Las RATAS están conectadas entre sí mediante líneas de conexión en el caso general de acuerdo con el principio "cada uno para cada uno". El número total de haces entre RATS es igual al número de RATS / 2. Con un aumento en la capacidad de la red, el número de líneas troncales que conectan los PATC entre sí de acuerdo con el principio "cada uno para cada uno" comienza a crecer drásticamente, lo que conduce a un aumento excesivo en el consumo de cable y los costos de comunicación. Por lo tanto, con las capacidades de la red de más de 80 mil suscriptores, se utiliza un nodo de conmutación adicional. En una red de este tipo, la comunicación entre PBX de diferentes regiones se lleva a cabo a través de nodos. mensaje entrante(UVS), y la comunicación dentro de su propia área nodal (SD se realiza según el principio "cada uno con cada uno" oa través de su propio UVS.
Consideremos en este artículo los principales métodos de conmutación en redes.
En las redes telefónicas tradicionales, la comunicación entre abonados se realiza mediante la conmutación de canales de comunicación. Al principio, los canales de comunicación telefónica se cambiaban manualmente, luego las centrales telefónicas automáticas (ATS) realizaban la conmutación.
Se utiliza un principio similar en las redes informáticas. Los suscriptores son computadoras geográficamente remotas en una red de computadoras. Físicamente, no es posible darle a cada computadora su propia línea de comunicación no conmutada, que usarían en todo momento. Por lo tanto, en casi todas las redes informáticas, siempre se utiliza algún método de conmutación de abonados (estaciones de trabajo), lo que permite acceder a los canales de comunicación existentes para que varios abonados proporcionen varias sesiones de comunicación al mismo tiempo.
Conmutación es el proceso de conectar varios suscriptores de una red de comunicación a través de nodos de tránsito. Las redes de comunicación deben proporcionar comunicación entre sus suscriptores. Los suscriptores pueden ser computadoras, segmentos de redes locales, máquinas de fax o interlocutores telefónicos.
Las estaciones de trabajo están conectadas a conmutadores mediante líneas de comunicación individuales, cada una de las cuales es utilizada en un momento dado por un solo suscriptor asignado a esta línea. Los conmutadores están interconectados mediante líneas de comunicación compartidas (compartidas por varios suscriptores).
Considere los tres métodos principales más comunes para cambiar de suscriptor en las redes:
- Cambio de circuito;
- conmutación de paquetes;
- conmutación de mensajes.
Cambio de canal
La conmutación de circuitos implica la formación de un canal físico concatenado continuo a partir de secciones de canal individuales conectadas secuencialmente para la transmisión directa de datos entre nodos. Los canales separados están interconectados por equipos especiales: conmutadores, que pueden establecer conexiones entre cualquier nodo final de la red. En una red de conmutación de circuitos, antes de transmitir datos, siempre es necesario realizar un procedimiento de establecimiento de conexión, durante el cual se crea el canal concatenado.
En este caso, el tiempo de transmisión de un mensaje está determinado por el ancho de banda del canal, la longitud de la conexión y el tamaño del mensaje.
Los conmutadores, así como los canales que los conectan, deben garantizar la transmisión simultánea de datos de varios canales de abonado. Para ello, deben ser de alta velocidad y admitir algún tipo de técnica de multiplexación para canales de abonado.
Ventajas de la conmutación de canales:
- velocidad en baudios constante y conocida;
- secuencia correcta de llegada de datos;
- latencia baja y constante de la transmisión de datos a través de la red.
Desventajas de la conmutación de canales:
- la red puede negarse a atender la solicitud de conexión;
- uso irracional del ancho de banda de los canales físicos, en particular, la imposibilidad de utilizar equipos de usuario que trabajen con diferente velocidad... Las partes individuales del enlace concatenado operan a la misma velocidad porque las redes de conmutación de circuitos no almacenan datos de usuario en la memoria intermedia;
- Retraso obligatorio antes de la transmisión de datos debido a la fase de establecimiento de la conexión.
Conmutación de mensajes: dividir la información en mensajes, cada uno de los cuales consta de un encabezado e información.
Este es un método de interacción en el que se crea un canal lógico mediante la transmisión secuencial de mensajes a través de nodos de comunicación a la dirección especificada en el encabezado del mensaje.
En este caso, cada nodo recibe un mensaje, lo escribe en la memoria, procesa el encabezado, elige una ruta y emite un mensaje de la memoria al siguiente nodo.
El tiempo de entrega de un mensaje está determinado por el tiempo de procesamiento en cada nodo, el número de nodos y el ancho de banda de la red. Cuando finaliza la transferencia de información del nodo A al nodo B, el nodo A queda libre y puede participar en la organización de otras comunicaciones entre abonados, por lo que el canal de comunicación se usa de manera más eficiente, pero el sistema de control de enrutamiento será complejo.
Mensaje de hoy cambiando forma pura prácticamente inexistente.
La conmutación de paquetes es una forma especial de conmutar nodos de red, que se creó especialmente para la mejor transmisión del tráfico informático (tráfico en ráfagas). Los experimentos sobre el desarrollo de las primeras redes de computadoras, que se basaron en la técnica de conmutación de circuitos, mostraron que este tipo de conmutación no brinda la oportunidad de obtener un alto rendimiento de una red de computadoras. La razón de esto fue el tráfico en ráfagas que generan las aplicaciones de red típicas.
Con la conmutación de paquetes, todos los mensajes transmitidos por un usuario de la red se dividen en el nodo de origen en partes relativamente pequeñas llamadas paquetes. Es necesario aclarar que un mensaje es un dato completado lógicamente: una solicitud para transferir un archivo, una respuesta a esta solicitud que contiene el archivo completo, etc. Los mensajes pueden tener una longitud arbitraria, desde unos pocos bytes hasta muchos megabytes. Por el contrario, los paquetes también pueden ser de longitud variable, pero dentro de límites estrechos, por ejemplo, de 46 a 1500 bytes (EtherNet). Cada paquete se proporciona con un encabezado que especifica la información de dirección requerida para entregar el paquete al nodo de destino, así como el número de paquete que será utilizado por el nodo de destino para ensamblar el mensaje.
Los conmutadores de red de paquetes se diferencian de los conmutadores de canal en que tienen una memoria intermedia interna para almacenar paquetes temporalmente si el puerto de salida del conmutador en el momento de recibir un paquete está ocupado transmitiendo otro paquete.
Ventajas de la conmutación de paquetes:
- más resistente a los choques;
- alto ancho de banda general de la red cuando se transmite tráfico en ráfagas;
- la capacidad de reasignar dinámicamente el ancho de banda de los canales de comunicación físicos.
Desventajas de la conmutación de paquetes:
- incertidumbre de la velocidad de transferencia de datos entre abonados a la red;
- cantidad variable de retraso de los paquetes de datos;
- posible pérdida de datos debido a desbordamientos del búfer;
- la secuencia de llegada del paquete es posible.
En las redes informáticas, se utiliza la conmutación de paquetes.
Métodos de transmisión de paquetes en redes:
- Método de datagrama- la transmisión se realiza como una colección de paquetes independientes. Cada paquete se mueve a lo largo de la red a lo largo de su propia ruta y los paquetes llegan al usuario en orden aleatorio.
- Ventajas: Sencillez del proceso de transferencia.
- Desventajas: baja confiabilidad debido a la posibilidad de pérdida de paquetes y la necesidad software para crear paquetes y restaurar mensajes.
- Canal lógico- se trata de la transmisión de una secuencia de paquetes conectados en cadenas, acompañada del establecimiento de una conexión preliminar y un acuse de recibo de cada paquete. Si no se recibe el i-ésimo paquete, no se aceptarán todos los paquetes posteriores.
- Canal virtual Es un canal lógico con la transmisión de una secuencia de paquetes encadenados a lo largo de una ruta fija.
- Ventajas: se conserva la coherencia natural de los datos; rutas de tráfico sostenibles; la reserva de recursos es posible.
- Desventajas: Complejidad del hardware.
En este artículo, examinamos los principales métodos de conmutación en redes informáticas, con una descripción de cada método de conmutación, indicando las ventajas y desventajas.
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Topología Sistema de relaciones entre componentes Redes de Windows... Para la replicación de Active Directory, la topología se reduce a un conjunto de conexiones que utilizan los controladores de dominio para comunicarse entre sí.
(1) Las redes informáticas implementan el procesamiento de la información. М204, М205
paralelo
local
● distribuido
bidireccional
(1) La URL de una página web que se visualizará en un navegador comienza con:
COMBINACIÓN LAN
Razones para la fusión de LAN
Con el tiempo, un sistema LAN creado en una determinada etapa de desarrollo deja de satisfacer las necesidades de todos los usuarios y luego surge el problema de expandirlo. funcionalidad... Puede ser necesario unir dentro de la empresa varias LAN que aparecieron en sus distintos departamentos y sucursales en diferentes momentos, al menos para organizar el intercambio de datos con otros sistemas. El problema de ampliar la configuración de la red se puede resolver tanto dentro de un espacio limitado como con acceso al entorno externo.
El deseo de obtener acceso a ciertos recursos de información puede requerir una conexión LAN a redes de nivel superior.
En la versión más simple, la vinculación LAN es necesaria para expandir la red en su conjunto, pero las capacidades técnicas red existente están agotados, no se pueden conectar nuevos suscriptores. Solo puede crear otra LAN y combinarla con una existente utilizando uno de los siguientes métodos.
Métodos de conexión LAN
Puente. La forma más sencilla de conectar una LAN es combinar las mismas redes en un espacio limitado. El medio de transmisión físico impone restricciones de longitud cable de red... Dentro de la longitud permitida, se construye un segmento de red: un segmento de red. Para combinar segmentos de red, use puentes.
Puente- un dispositivo que conecta dos redes utilizando los mismos métodos de transmisión de datos.
Las redes que están conectadas por el puente deben tener las mismas capas de red del modelo de interacción de sistemas abiertos, las capas inferiores pueden tener algunas diferencias.
Para la red Computadoras personales puente: una computadora separada con software especial y hardware adicional. El puente puede conectar redes de diferentes topologías, pero ejecutándose bajo el control del mismo tipo de sistemas operativos de red.
Los puentes pueden ser locales o remotos.
Local los puentes conectan redes ubicadas en un área limitada dentro de un sistema existente.
Eliminado Los puentes conectan redes geográficamente dispersas utilizando módems y canales de comunicación externos.
Los puentes locales, a su vez, se dividen en internos y externos.
Interno Los puentes suelen estar ubicados en una de las computadoras de una red determinada y combinan la función de un puente con la función de una computadora de abonado. La expansión de funciones se lleva a cabo instalando una tarjeta de red adicional.
Externo Los puentes prevén el uso de una computadora separada con software especial para realizar sus funciones.
Enrutador (enrutador). Una red compleja, que es una conexión de varias redes, requiere un dispositivo especial. La tarea de este dispositivo es enviar un mensaje al destinatario en la red deseada. Tal dispositivo se llama m enrutador.
Un enrutador, o enrutador, es un dispositivo que conecta redes diferentes tipos, pero usando un único sistema operativo.
El enrutador realiza sus funciones a nivel de red, por lo que depende de los protocolos de comunicación, pero no depende del tipo de red. Utilizando dos direcciones, la dirección de red y la dirección de host, el enrutador selecciona de forma única una estación específica en la red.
Ejemplo 6.7. Es necesario establecer una conexión con un suscriptor de la red telefónica ubicado en otra ciudad. Primero, se marca la dirección de la red telefónica de esta ciudad: el código de área. Luego, la dirección del host de esta red, el número de teléfono abonado. Funciones del enrutador lo realiza el equipo PBX.
El enrutador también puede elegir la mejor ruta para transmitir un mensaje a un suscriptor de la red, filtra la información que pasa a través de él, enviando solo la información que está dirigida a él a una de las redes.
Además, el enrutador proporciona equilibrio de carga en la red al redirigir los flujos de mensajes a través de canales de comunicación libres.
Puerta. Para combinar una LAN, completamente diferentes tipos operando de acuerdo con protocolos significativamente diferentes, se proporcionan "dispositivos especiales - pasarelas.
Puerta de enlace: un dispositivo que le permite organizar el intercambio de datos entre dos redes utilizando diferentes protocolos de comunicación.
La puerta de enlace realiza sus funciones en los niveles superiores a la red. No depende del medio de transmisión utilizado, sino de los protocolos de comunicación utilizados. Normalmente, una puerta de enlace se convierte entre los dos protocolos.
Con las puertas de enlace, puede conectar una red de área local a la computadora host, así como conectar una red de área local a la global.
Ejemplo 6.8. Es necesario unir redes locales ubicadas en diferentes ciudades. Esta tarea se puede resolver utilizando una red de transmisión de datos global. Una red de este tipo es una red de conmutación de paquetes basada en el protocolo X.25. La puerta de enlace conecta la red de área local a la red X.25. La puerta de enlace realiza las conversiones de protocolo necesarias y permite la comunicación entre redes.
Los puentes, los enrutadores e incluso las puertas de enlace se fabrican estructuralmente en forma de tarjetas que se instalan en las computadoras. Pueden realizar sus funciones tanto en el modo de separación completa de funciones como en el modo de combinarlas con las funciones de una estación de trabajo de una red informática.
(1) Una computadora que tiene 2 tarjetas de red y está diseñada para conectar redes se llama:
Enrutador
Amplificador
Cambiar
(1) Un dispositivo que cambia varios canales de comunicación en una ruta. división de frecuencia, llamada ...
reloj de repetición
● hub
multiplexor de datos
IMPLEMENTACIÓN HARDWARE DE TRANSMISIÓN DE DATOS
Métodos para transmitir información digital.
Los datos digitales en el conductor se transmiten cambiando el voltaje actual: sin voltaje - "O", hay voltaje - "1". Hay dos formas de transmitir información a través de un medio de transmisión físico: digital y analógica.
Notas: 1. Si todos los suscriptores de una red informática transmiten datos a través de un canal a la misma frecuencia, dicho canal se denomina Banda estrecha(pasa una frecuencia).
2. Si cada suscriptor opera en su propia frecuencia en un canal, ese canal se llama banda ancha(pasa muchas frecuencias). El uso de canales de banda ancha le permite ahorrar en su número, pero complica el proceso de gestión del intercambio de datos.
A digital o transmisión de banda estrecha(Figura 6.10) los datos se transmiten en su forma natural en una sola frecuencia. El método de banda estrecha le permite transmitir solo información digital, proporciona cada este momento tiempo, la posibilidad de usar el medio de transmisión solo por dos usuarios y permite el funcionamiento normal solo a una distancia limitada (la longitud de la línea de comunicación no es más de 1000 m). Al mismo tiempo, el método de transmisión de banda estrecha proporciona una alta tasa de intercambio de datos, hasta 10 Mbit / sy le permite crear redes de computadoras fácilmente configurables. La gran mayoría de las redes de área local utilizan transmisión de banda estrecha.
Arroz. 6.10. Método de transmisión digital
Cosa análoga el método de transmisión de datos digitales (figura 6.11) proporciona transmisión de banda ancha debido al uso de señales de diferentes frecuencias portadoras en un canal.
Con el método de transmisión analógica, los parámetros de la señal de frecuencia portadora se controlan para su transmisión a través del canal de comunicación de datos digitales.
La señal portadora es una forma de onda armónica descrita por la ecuación: "
A r = A r max sen (atf + 9 0),
donde X max es la amplitud de vibración; frecuencia de co-vibración; t- tiempo; ф 0 - la fase inicial de oscilaciones.
Puede transmitir datos digitales a través de un canal analógico controlando uno de los parámetros de la señal de frecuencia portadora: amplitud, frecuencia o fase. Dado que es necesario transmitir datos en forma binaria (una secuencia de unos y ceros), se pueden proponer los siguientes métodos de control (modulación): amplitud, frecuencia, fase.
La forma más fácil de entender el principio. amplitud modulación: "O" - sin señal, es decir sin fluctuaciones en la frecuencia de la portadora; "1" - la presencia de una señal, es decir la presencia de oscilaciones de frecuencia portadora. Hay fluctuaciones - una, no fluctuaciones - cero (Fig. 6.11 pero).
Frecuencia La modulación implica la transmisión de señales 0 y 1 a diferentes frecuencias. Cuando se pasa de 0 a 1 y de 1 a 0, la señal portadora cambia (Fig. 6.116).
El mas dificil de entender es fase modulación. Su esencia es que durante la transición de 0 a 1 y de 1 a 0, la fase de las oscilaciones cambia, es decir su dirección (fig. 6.11 en).
En redes de alto nivel de la jerarquía - global y regional, también se utiliza transmisión de banda ancha, que proporciona la operación para cada abonado en su propia frecuencia dentro de un canal. Esto asegura la interacción de un gran número de suscriptores a una alta tasa de transferencia de datos.
La transmisión de banda ancha permite combinar en un solo canal la transmisión de datos digitales, imagen y sonido, que es un requisito necesario de los sistemas multimedia modernos.
Ejemplo 6.5. Un canal analógico típico es un canal telefónico. Cuando el suscriptor levanta el teléfono, escucha un uniforme señal de sonido- esta es la señal de frecuencia portadora. Dado que se encuentra en el rango de frecuencias de audio, se denomina señal de tono. Para transmitir voz a través de un canal telefónico, es necesario controlar la señal portadora, para modularla. Los sonidos percibidos por el micrófono se convierten en señales eléctricas y estas, a su vez, modulan la señal portadora. Al transmitir información digital, el control se realiza mediante bytes de información, una secuencia de unos y ceros.
Hardware
Para asegurar la transferencia de información desde la computadora al entorno de comunicación, es necesario coordinar las señales de la interfaz interna de la computadora con los parámetros de las señales transmitidas a través de los canales de comunicación. En este caso, se deben realizar tanto la coincidencia física (forma, amplitud y duración de la señal) como la coincidencia de código.
Los dispositivos técnicos que realizan las funciones de interconectar una computadora con canales de comunicación se denominan adaptadores o adaptadores de red. Un adaptador proporciona interfaz con una computadora de un canal de comunicación.
Arroz. 6.11. Métodos para transmitir información digital utilizando una señal analógica: pero- Amplitud modulada; B- frecuencia; en- fase
Excepto adaptadores de un solo canal también se utilizan dispositivos multicanal - multiplexores de transmisión de datos o simplemente multiplexores.
Multiplexor de transmisión de datos- un dispositivo para interconectar una computadora con varios canales de comunicación.
Los multiplexores de transmisión de datos se utilizaron en sistemas de teleprocesamiento, el primer paso hacia la creación de redes informáticas. En el futuro, cuando redes con una configuración compleja y con gran cantidad Los sistemas de abonado para la implementación de funciones de interfaz comenzaron a utilizar procesadores de comunicación especiales.
Como se mencionó anteriormente, para transmitir información digital a través de un canal de comunicación, es necesario convertir el flujo de bits en señales analógicas y, al recibir información del canal de comunicación a la computadora, realizar la acción opuesta: convertir las señales analógicas en un flujo de bits. que la computadora puede procesar. Tales transformaciones se realizan mediante un dispositivo especial: mod comer.
Módem- un dispositivo que realiza la modulación y demodulación de señales de información cuando se transmiten desde una computadora a un canal de comunicación y cuando se reciben en una computadora desde un canal de comunicación.
El componente más caro de una red informática es el canal de comunicación. Por lo tanto, al construir una serie de redes de computadoras, intentan ahorrar en canales de comunicación cambiando varios canales de comunicación internos a uno externo. Para realizar funciones de conmutación, se utilizan dispositivos especiales: hubs.
Concentrador- un dispositivo que cambia varios canales de comunicación en uno mediante división de frecuencia.
En una LAN, donde el medio de transmisión físico es un cable de longitud limitada, se utilizan dispositivos especiales para aumentar la longitud de la red: repetidores.
Reloj de repetición- un dispositivo que asegura la preservación de la forma y amplitud de la señal cuando se transmite a una distancia mayor que la prevista por este tipo de medio físico de transmisión.
Hay repetidores locales y remotos. Local Los repetidores le permiten conectar fragmentos de red ubicados a una distancia de hasta 50 m, y remoto- hasta 2000 m.
Características de la red de comunicación
Las siguientes características se pueden utilizar para evaluar la calidad de una red de comunicaciones:
■ velocidad de transmisión de datos a través del canal de comunicación;
■ ancho de banda del canal de comunicación;
■ confiabilidad de la transferencia de información;
■ fiabilidad del canal de comunicación y los módems.
Tasa de baudios a través de un canal de comunicación se mide por el número de bits de información transmitidos por unidad de tiempo - un segundo.
¡Recordar! La unidad de medida para la tasa de transferencia de datos es bits por segundo.
Nota. Una unidad de medida de velocidad comúnmente utilizada es baudios. Baud es el número de cambios en el estado del medio de transmisión por segundo. Entonces cómo cada cambio de estado puede corresponder a varios bits de datos, entonces verdadero velocidad en bits por segundo puede exceder la velocidad en baudios.
La tasa de transferencia de datos depende del tipo y la calidad del canal de comunicación, el tipo de módems utilizados y el método de sincronización adoptado.
Por lo tanto, para los módems asíncronos y un canal de comunicación telefónica, el rango de velocidad es de 300 a 9600 bit / s, y para los módems síncronos, de 1200 a 19200 bit / s.
Para los usuarios de redes informáticas, lo que importa no son los bits abstractos por segundo, sino la información, cuya unidad de medida son los bytes o los caracteres. Por lo tanto, una característica de canal más conveniente es su rendimiento que se estima por el número de caracteres transmitidos por el canal por unidad de tiempo - un segundo. En este caso, todos los símbolos de servicio también se incluyen en el mensaje. El ancho de banda teórico está determinado por la tasa de transferencia de datos. El rendimiento real depende de varios factores, incluido el método de transmisión, la calidad del canal de comunicación, las condiciones de su funcionamiento y la estructura de los mensajes.
¡Recordar! La unidad de medida del rendimiento del canal de comunicación es un carácter por segundo.
Una característica esencial del sistema de comunicación de cualquier red es credibilidad información transmitida. Dado que, sobre la base del procesamiento de información sobre el estado del objeto de control, se toman decisiones sobre un curso particular del proceso, el destino del objeto puede depender en última instancia de la fiabilidad de la información. La fidelidad de la transmisión de información se evalúa como la relación entre el número de caracteres transmitidos erróneamente y el número total de caracteres transmitidos. El nivel de confianza requerido debe ser proporcionado tanto por el equipo como por el canal de comunicación. No es práctico utilizar equipos costosos si el canal de comunicación no cumple los requisitos necesarios con respecto al nivel de confiabilidad. *
¡Recordar! Unidad de validez: número de errores por signo - errores / signo.
Para redes de computadoras, este indicador debe estar en el rango de 10 -6 - 10 ~ 7 errores / signo, es decir. Se permite un error por cada millón de caracteres transmitidos o diez millones de caracteres transmitidos.
Por fin, fiabilidad de un sistema de comunicación está determinado por la fracción de tiempo de actividad en el tiempo de funcionamiento total o por el tiempo de actividad promedio. La segunda característica le permite evaluar de manera más efectiva la confiabilidad del sistema.
¡Recordar! Unidad de confiabilidad: MTBF - hora.
Para las redes de computadoras, el MTBF debe ser lo suficientemente grande y tener al menos varios miles de horas.
226 CAPÍTULO 6. REDES DE COMPUTADORAS
6.3. REDES DE COMPUTADORAS LOCALES
Características de la organización de una LAN.
Topologías de LAN y métodos de acceso típicos
Vinculación LAN
CARACTERÍSTICAS DE UNA ORGANIZACIÓN LAN
Grupos funcionales de dispositivos en la red
El objetivo principal de cualquier red informática es proporcionar información y recursos informáticos a los usuarios conectados a ella.
Desde este punto de vista, una red de área local puede verse como una colección de servidores y estaciones de trabajo.
Servidor- una computadora conectada a la red y proporcionando su utilidad proveedores de determinados servicios.
Servidores puede llevar a cabo almacenamiento de datos, administración de bases de datos, procesamiento de trabajos remotos, trabajos de impresión y una serie de otras funciones que pueden ser requeridas por los usuarios de la red. El servidor es la fuente de recursos de la red.
Puesto de trabajo- una computadora personal conectada a la red a través de la cual el usuario obtiene acceso a sus recursos.
Puesto de trabajo La red opera tanto en red como en modo local. Está equipado con su propio sistema operativo (MS DOS, Windows, etc.), proporciona al usuario todos los las herramientas necesarias para resolver problemas aplicados.
Se debe prestar especial atención a uno de los tipos de servidores: el servidor de archivos. En la terminología común, se adopta un nombre abreviado: servidor de archivos.
El servidor de archivos almacena los datos de los usuarios de la red y les proporciona acceso a estos datos. Esta es una computadora de alta capacidad memoria de acceso aleatorio, discos duros de alta capacidad y unidades de cinta opcionales (streamers).
Funciona bajo el control de un sistema operativo especial que proporciona acceso simultáneo de los usuarios de la red a los datos que se encuentran en él.
El servidor de archivos realiza las siguientes funciones: almacenamiento de datos, archivo de datos, sincronización de cambios de datos por diferentes usuarios, transferencia de datos.
Para muchas tareas, usar un solo servidor de archivos no es suficiente. Entonces se pueden conectar varios servidores a la red. También es posible utilizar miniordenadores como servidores de archivos.
Gestionar la interacción de dispositivos en la red.
Sistemas de información, construido sobre la base de redes informáticas, proporciona la solución de las siguientes tareas: almacenamiento de datos, procesamiento de datos, organización del acceso de los usuarios a los datos, transferencia de datos y resultados del procesamiento de datos a los usuarios.
En los sistemas de procesamiento centralizados, estas funciones fueron realizadas por la computadora central (Mainframe, Host).
Las redes informáticas implementan el procesamiento de datos distribuidos. El procesamiento de datos en este caso se distribuye entre dos objetos: cliente y servidor.
Cliente- usuario de una tarea, estación de trabajo o red informática.
En el proceso de procesamiento de datos, el cliente puede realizar una solicitud al servidor para realizar procedimientos complejos, leer un archivo, buscar información en una base de datos, etc.
El servidor definido anteriormente cumple con la solicitud del cliente. Los resultados de la consulta se pasan al cliente. El servidor proporciona almacenamiento de datos públicos, organiza el acceso a estos datos y transfiere los datos al cliente.
El cliente procesa los datos recibidos y presenta los resultados del procesamiento en una forma conveniente para el usuario. En principio, el procesamiento de datos también se puede realizar en el servidor. Para sistemas similares términos aceptados - sistemas Servidor de cliente o arquitectura Servidor de cliente.
La arquitectura cliente-servidor se puede utilizar tanto en redes de área local peer-to-peer como en una red con un servidor dedicado.
Red de igual a igual. En una red de este tipo, no existe un único centro de control para la interacción de las estaciones de trabajo y no hay un solo dispositivo para el almacenamiento de datos. El sistema operativo de red se distribuye en todas las estaciones de trabajo. Cada estación de la red puede realizar las funciones de un cliente y un servidor. Puede atender solicitudes de otras estaciones de trabajo y enrutar sus solicitudes de servicio a la red.
Todos los dispositivos conectados a otras estaciones (discos, impresoras) están disponibles para el usuario de la red.
Ventajas de las redes peer-to-peer: bajo costo y alta confiabilidad.
Desventajas de las redes peer-to-peer:
■ dependencia de la eficiencia de la red del número de estaciones;
■ complejidad de la gestión de la red;
■ la complejidad de garantizar la protección de la información;
■ Dificultades para actualizar y cambiar el software de la estación. Las más populares son las redes peer-to-peer basadas en redes
sistemas operativos LANtastic, NetWare Lite.
Red con dedicado servidor. En una red con un servidor dedicado, una de las computadoras realiza las funciones de almacenar datos destinados a ser utilizados por todas las estaciones de trabajo, administrar la interacción entre las estaciones de trabajo y una serie de funciones de servicio.
Una computadora de este tipo se conoce comúnmente como servidor de red. Tiene instalado un sistema operativo de red, todos los dispositivos externos compartidos están conectados a él - discos duros, impresoras y modems.
La comunicación entre estaciones de trabajo en una red generalmente se realiza a través de un servidor. La organización lógica de una red de este tipo se puede representar mediante la topología estrella. El servidor actúa como dispositivo central. En redes con control centralizado, es posible intercambiar información entre estaciones de trabajo, sin pasar por el servidor de archivos. Para hacer esto, puede utilizar el software NetLink. Después de iniciar el programa en dos estaciones de trabajo, puede transferir archivos del disco de una estación al disco de otra (similar a la operación de copiar archivos de un directorio a otro con Norton Commander).
Ventajas de una red con un servidor dedicado:
■ sistema de seguridad de la información confiable;
■ alto rendimiento;
■ sin restricciones en el número de estaciones de trabajo;
■ facilidad de administración en comparación con las redes peer-to-peer. Desventajas de la red:
■ alto costo debido a la asignación de una computadora para el servidor;
■ la dependencia de la velocidad y confiabilidad de la red en el servidor;
■ menos flexibilidad en comparación con una red de igual a igual.
Las redes de servidores dedicados son las más comunes entre los usuarios de redes informáticas. Los sistemas operativos de red para tales redes son LANServer (IBM), Windows NT Server versiones 3.51 y 4.0 y NetWare (Novell).
(1) Las redes de área local no se pueden conectar usando ... M232
cerraduras, puentes
● concentradores, módems
servidores
enrutadores
(1) BBS es ... M745
navegador
Programa de intranet
● sistema de tablones de anuncios electrónicos en Internet
mantenedor del servidor de la organización
(1) Procesamiento de datos cliente-servidor. M227
paralelo
localizado
bidireccional
● distribuido
(1) El programa Bat permite ...
cargar páginas web
● descargar y editar el correo electrónico
archivar correo electrónico
(1) Uno de los motores de búsqueda en Internet es ...
(1) Internet Explorer permite ...
chatear en el protocolo IRC
● descargar páginas web a través de http y archivos a través de FTP
descargar grupos de noticias utilizando el protocolo NNTP
(1) El cable telefónico es una opción ... M228
óptico - de alta frecuencia
cable coaxial
fibra óptica
● par trenzado
(1) Usenet es utilizado por ... M239
registro de usuarios en la red
● para mover noticias entre computadoras de todo el mundo
procesamiento de información en la red
creando una estación de trabajo en la red
(1) Un grupo de discusión que forma parte de Usenet se llama ... M239
grupo de servidores
grupo en la red
● teleconferencia
(1) Se determina el flujo de mensajes en la red de datos ...
memoria del canal de mensajes
● tráfico
6.1. ENTORNO DE COMUNICACIÓN Y TRANSFERENCIA DE DATOS
Objeto y clasificación de las redes informáticas.
Características del proceso de transferencia de datos
Implementación de hardware de transferencia de datos
Enlaces de datos
OBJETO Y CLASIFICACIÓN DE LAS REDES DE COMPUTADORAS
Procesamiento de datos distribuidos
La producción moderna requiere altas velocidades de procesamiento de información, formas convenientes de almacenamiento y transmisión. También es necesario tener formas dinámicas de acceder a la información, formas de buscar datos en intervalos de tiempo específicos; Implementar procesamiento de datos lógicos y matemáticos complejos. La gestión de grandes empresas y la gestión de la economía a nivel de país requieren la participación de equipos suficientemente grandes en este proceso. Estos colectivos pueden estar ubicados en diferentes partes de la ciudad, en diferentes regiones del país e incluso en diferentes países. Para resolver problemas de gestión que aseguren la implementación de la estrategia económica, la rapidez y conveniencia del intercambio de información, así como la posibilidad de interacción cercana de todos los involucrados en el proceso de desarrollo de decisiones gerenciales, cobran importancia y relevancia.
En la era del uso centralizado de computadoras con procesamiento por lotes de información, los usuarios de computadoras preferían comprar computadoras en las que pudieran resolver casi todas las clases de sus problemas. Sin embargo, la complejidad de las tareas que se resuelven es inversamente proporcional a su número, y esto condujo a un uso ineficaz de la potencia de cálculo de la computadora a costos de material significativos. No se puede dejar de tener en cuenta el hecho de que el acceso a los recursos informáticos se vio obstaculizado por la política existente de centralizar los recursos informáticos en un solo lugar.
Principio centralizado El procesamiento de datos (Fig. 6.1) no cumplió con los altos requisitos de confiabilidad del proceso de procesamiento, impidió el desarrollo de sistemas y no pudo proporcionar los parámetros de tiempo necesarios para el procesamiento de datos interactivo en modo multiusuario. Una falla a corto plazo de la computadora central tuvo consecuencias fatales para el sistema en su conjunto, ya que fue necesario duplicar las funciones de la computadora central, aumentando significativamente los costos de creación y operación de sistemas de procesamiento de datos.
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Arroz. 6.2. Sistema de procesamiento de datos distribuido
La aparición de pequeñas computadoras, microcomputadoras y, finalmente, computadoras personales exigió un nuevo enfoque a la organización de los sistemas de procesamiento de datos, a la creación de nuevos tecnologías de la información... Existía un requisito lógicamente justificado para la transición del uso de computadoras separadas en sistemas de procesamiento de datos centralizados. distribuir procesamiento de datos (Fig. 6.2).
Procesamiento de datos distribuidos- procesamiento de datos realizado en computadoras independientes pero interconectadas que representan un sistema distribuido.
Para implementar el procesamiento de datos distribuidos, asociaciones de múltiples máquinas, cuya estructura se está desarrollando en una de las siguientes direcciones:
■ sistemas informáticos de múltiples máquinas (MVK);
■ redes informáticas (informáticas).
Complejo de computación multimáquina- un grupo de ordenadores instalados uno al lado del otro, unidos con la ayuda de medios especiales de interfaz y realizando conjuntamente un único proceso informático e informático.
Nota .. Bajoproceso se entiende como una determinada secuencia de acciones para la resolución de un problema, determinada por el programa.
Los sistemas informáticos de varias máquinas pueden ser:
local siempre que las computadoras estén instaladas en la misma sala, las cuales no requieran equipos especiales y canales de comunicación para la interconexión; remoto, si algunos ordenadores del complejo se instalan a una distancia considerable del ordenador central y se utilizan canales de comunicación telefónica para la transmisión de datos.
Ejemplo 6.1. Está conectado a una computadora de tipo mainframe que proporciona procesamiento por lotes de información utilizando una interfaz de mini computadora. Ambas computadoras están ubicadas en la misma sala de computadoras. La mini computadora proporciona preparación y preprocesamiento de datos, que luego se utilizan para resolver problemas complejos en el mainframe. Este es un complejo local de varias máquinas.
Ejemplo 6.2. Tres computadoras se combinan en un complejo para la distribución de tareas que se procesan. Uno de ellos realiza una función de despacho y distribuye las tareas en función del empleo de uno de los otros dos ordenadores procesadores. Este es un complejo local de varias máquinas.
Ejemplo 6.3. Una computadora que recopila datos para una determinada región realiza su procesamiento preliminar y los transmite para su uso posterior a una computadora central a través de un canal de comunicación telefónica. Este es un complejo de varias máquinas remotas.
Red informática (informática)- un conjunto de ordenadores y terminales conectados mediante canales de comunicación en un único sistema que cumple con los requisitos del procesamiento de datos distribuidos.
Nota. Bajo sistema Se entiende como un conjunto autónomo constituido por una o más computadoras, software, equipos periféricos, terminales, instalaciones de transmisión de datos, procesos físicos y operadores, capaces de procesar información y realizar funciones de interacción con otros sistemas.
Estructura generalizada de una red informática.
Las redes de computadoras son la forma más alta de asociaciones de múltiples máquinas. Destaquemos las principales diferencias entre una red informática y un complejo multicomputador.
La primera diferencia es la dimensión. La estructura de un complejo multicomputador generalmente incluye dos, máximo tres computadoras, ubicadas principalmente en una habitación. Una red informática puede consistir en decenas o incluso cientos de computadoras ubicadas a una distancia de varios metros a decenas, cientos e incluso miles de kilómetros.
La segunda diferencia es la división de funciones entre computadoras. Si en un complejo de múltiples computadoras las funciones de procesamiento de datos, transmisión de datos y control del sistema se pueden implementar en una computadora, entonces en las redes de computadoras estas funciones se distribuyen entre diferentes computadoras.
La tercera diferencia es la necesidad de resolver el problema de enrutamiento de mensajes en la red. Un mensaje de una computadora a otra en la red se puede transmitir a lo largo de diferentes rutas dependiendo del estado de los canales de comunicación que conectan las computadoras entre sí.
La combinación de tecnología informática, equipos de comunicación y canales de transmisión de datos en un solo complejo impone requisitos específicos por parte de cada elemento de una asociación de múltiples máquinas, y también requiere la formación de un grupo especial. terminología.
Suscriptores de la red- objetos que generan o consumen información en la red.
Suscriptores Las redes pueden ser computadoras separadas, complejos informáticos, terminales, robots industriales, máquinas herramienta con control numérico, etc. Cualquier suscriptor de la red se conecta a la estación.
Estación- equipo que realiza funciones relacionadas con la transmisión y recepción de información.
El conjunto del abonado y la estación se suele llamar sistema de abonados. Para organizar la interacción de los abonados, se requiere un medio de transmisión físico.
Medio de transmisión físico: líneas de comunicación o espacio en el que se propagan las señales eléctricas y equipo de transmisión de datos.
Basado en el medio de transmisión físico, red de comunicacion, que proporciona transferencia de información entre sistemas de abonados.
Este enfoque nos permite considerar cualquier red informática como un conjunto de sistemas de abonados y una red de comunicaciones. La estructura generalizada de una red informática se muestra en la Fig. 6.3.
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Arroz. 6.3. Estructura generalizada de una red informática.
Clasificación de redes informáticas
Dependiendo de la ubicación territorial de los sistemas de abonado, las redes informáticas se pueden dividir en tres clases principales:
■ redes globales (WAN - Wide Area Network);
■ redes regionales (MAN - Red de área metropolitana);
■ redes de área local (LAN - Red de área local).
Lo global la red informática une a suscriptores ubicados en diferentes países, en diferentes continentes. La interacción entre los abonados de dicha red se puede llevar a cabo sobre la base de líneas de comunicación telefónica, comunicación por radio y sistemas de comunicación por satélite. Las redes informáticas mundiales resolverán el problema de combinar los recursos de información de toda la humanidad y organizar el acceso a estos recursos.
Regional una red informática conecta a los abonados que se encuentran a una distancia considerable entre sí. Puede incluir suscriptores dentro de una gran ciudad, región económica o un país separado. Normalmente, la distancia entre los suscriptores de una red informática regional es de decenas a cientos de kilómetros.
Local una red informática une a los suscriptores ubicados dentro de un área pequeña. Actualmente, no existen restricciones estrictas sobre la dispersión territorial de los suscriptores de la red de área local. Por lo general, dicha red está conectada a un lugar específico. La clase de redes informáticas locales incluye redes de empresas individuales, firmas, bancos, oficinas, etc. La longitud de dicha red puede limitarse a 2 - 2,5 km.
La combinación de redes informáticas globales, regionales y locales le permite crear jerarquías de múltiples redes. Proporcionan un medio poderoso y económicamente viable para procesar grandes cantidades de información y acceder a recursos de información limitados. En la Fig. 6.4 muestra una de las posibles jerarquías de las redes informáticas. Las redes de área local pueden ser parte de una red regional como componentes, las redes regionales pueden combinarse en una red global y, finalmente, las redes globales también pueden formar estructuras complejas.
Arroz. 6.4. Jerarquía de redes informáticas
Ejemplo 6.4. La red informática de Internet es la más popular. red global... Incluye muchas redes débilmente conectadas. Dentro de cada red de Internet, existe una estructura de comunicación específica y una disciplina de gestión específica. Dentro de Internet, la estructura y los métodos de conexión entre diferentes redes para un usuario en particular son irrelevantes.
Las computadoras personales, que ahora se han convertido en un elemento indispensable de cualquier sistema de control, han provocado un auge en la creación de redes de área local. Esto, a su vez, dio lugar a la necesidad de desarrollar nuevas tecnologías de la información.
La práctica de utilizar computadoras personales en diversas ramas de la ciencia, la tecnología y la producción ha demostrado que la mayor eficiencia derivada de la introducción de la tecnología informática no la proporcionan las computadoras individuales independientes, sino las redes informáticas locales.
(1) Los suscriptores de la red son .. М205.
administradores de red
usuarios de computadoras personales
● objetos que generan o consumen información de red
equipo de comunicaciones
(1) Los suscriptores de la red no pueden ser ... М205
● complejos informáticos (lata)
Terminales (lata)
computadoras separadas (lata)
usuarios finales
(1) Un servidor de red es una computadora ... M226 (un servidor es una fuente de recursos de red)
con la frecuencia de procesador más alta
proporcionar acceso al teclado y al monitor
con mas memoria
● proporcionar acceso a los recursos
(1) El servidor FTP es ... M240
la computadora que contiene archivos destinados al administrador de la red
una computadora que contiene información para organizar el trabajo de las teleconferencias
servidor corporativo
● una computadora que contiene archivos destinados al acceso abierto
(1) SMTP está diseñado para ...
(Protocolo SMTP Un componente del conjunto de protocolos TCP / IP; este protocolo gestiona el intercambio de mensajes de correo electrónico entre agentes de mensajería.
Protocolo POP3 Un protocolo popular para recibir mensajes de correo electrónico. Los proveedores de servicios de Internet suelen utilizar este protocolo. Los servidores POP3 solo permiten el acceso a uno buzón a diferencia de los servidores IMAP, que brindan acceso a múltiples carpetas en el servidor.
Conjunto de protocolos de red ampliamente utilizados en Internet que soporta la comunicación entre redes interconectadas que consisten en computadoras de diferentes arquitecturas y con diferentes sistemas operativos... TCP / IP incluye estándares para la comunicación entre computadoras y convenciones para conectar redes y reglas de enrutamiento de mensajes).
Charlando
● Envío de correos electrónicos
buscando en la web
Recibir correo electrónico
(1) La mayoría manera efectiva las comunicaciones para la transmisión del tráfico informático son ...
● Paquetes M220
mensajes
todos son igualmente efectivos
Conmutación de circuitos y paquetes: métodos para resolver el problema generalizado de la conmutación de datos en cualquier tecnología de red. Las soluciones técnicas complejas de las tareas de conmutación generalizadas en su totalidad consisten en los problemas particulares de las redes de transmisión de datos.
Por los problemas especiales de las redes de datos se incluyen:
- definir flujos y rutas apropiadas;
- parámetros de configuración de rutas de fijación y tablas de dispositivos de red;
- flujos de reconocimiento y transferencia de datos entre una interfaz de dispositivo;
- flujos de multiplexación / demultiplexación;
- medio de separación.
Entre los muchos enfoques posibles para la solución del problema generalizado de las redes de conmutación de abonados, se asignan dos básicas, que incluyen la conmutación de canales y la conmutación de paquetes. Por lo tanto, existen aplicaciones tradicionales de cada técnica de conmutación, por ejemplo, las redes telefónicas continúan construyéndose utilizando tecnología de conmutación de circuitos, redes informáticas y la gran mayoría se basan en la técnica de conmutación de paquetes.
Por lo tanto, como flujo de información en redes de conmutación de circuitos, los datos se intercambian entre un par de abonados. En consecuencia, la característica de flujo global es un par de direcciones (números de teléfono) que los abonados se comunican entre sí. Una característica de las redes de conmutación de circuitos es el concepto de canal elemental.
Canal elemental
Canal elemental (o canal)- es una característica técnica básica de la red de conmutación de circuitos, que se fija dentro de un tipo dado de valor de rendimiento de la red. Cada enlace en la red de circuitos conmutados tiene una capacidad de un elemental de múltiples canales adoptada para este tipo de red.
En los sistemas telefónicos tradicionales, el valor de la velocidad del canal elemental es igual a 64 kbit / s, que es suficiente para voz digital de alta calidad.
Para una voz de alta calidad, se utiliza la frecuencia de las vibraciones del sonido, la cuantificación de amplitud de 8000 Hz (tiempo de muestreo en intervalos de 125 ms). Para representar una medida de la amplitud se utiliza con mayor frecuencia el código de 8 bits, que hace una gradación de 256 tonos (por valores de muestreo).
En este caso, se necesita la transmisión de un canal de voz con un ancho de banda de 64 kbit / s:
8000 x 8 = 64000 bits / so 64 kbit / s.
Tal canal de voz se denomina redes telefónicas digitales de canal elemental. Una característica de la red de circuitos conmutados es que el ancho de banda de cada enlace debe ser igual a un número entero de canales elementales.
El canal compuesto
Comunicación construida mediante la conmutación (conexión) de canales elementales, denominada canal compuesto.
Canal compuesto
Las propiedades del canal compuesto:
- el canal compuesto en toda su longitud está formado por el mismo número de canales elementales;
- el canal compuesto tiene un ancho de banda constante y fijo en toda su longitud;
- el canal compuesto se crea temporalmente durante el período de la sesión de dos abonados;
- en la sesión, todos los canales básicos que están incluidos en el canal compuesto, ingresan al uso exclusivo de suscriptores, para lo cual se ha creado el canal compuesto;
- durante la sesión de comunicación, los abonados pueden enviar una velocidad de datos de la red que no exceda la capacidad del canal del compuesto;
- los datos recibidos en un canal compuesto, se garantiza al abonado llamado que se entregarán sin demoras, pérdidas, ya la misma tasa (tasa fuente) independientemente de si hay en este momento en la otra conexión de red o no;
- una vez finalizada la sesión, los canales básicos que se incluyeron con el canal compuesto correspondiente, se declararon libres y se devolvieron al grupo de recursos asignados para su uso por otros usuarios.
conexión denegada
conexión denegada
Las solicitudes de conexión no siempre se realizan correctamente.
Si la ruta entre los abonados que llaman y los llamados no son canales libres o el nodo básico llamado está ocupado, el mal funcionamiento ocurre en el establecimiento de la conexión.
La ventaja de la conmutación de circuitos
La tecnología de conmutación de circuitos tiene como objetivo minimizar los eventos accidentales en la red, es decir, una tecnología. Para evitar cualquier posible incertidumbre, gran parte del trabajo sobre el intercambio de información se lleva a cabo de antemano, incluso antes del inicio de la transferencia de datos. Primero, para una dirección determinada, la disponibilidad de los canales básicos requeridos desde el remitente hasta el destinatario. Pero en el caso de ráfagas, este enfoque es ineficaz, ya que el 80% del canal de tiempo puede estar inactivo.
Conmutación de paquetes
El principio más importante de las redes con un envío de datos por conmutación de paquetes se transmite a través de la red en forma de datos separados estructuralmente unos de otros llamados paquetes. Cada paquete tiene un encabezado, que contiene la dirección de destino y otra información de apoyo (longitud del campo de datos, una suma de verificación y otros), que se utiliza para la entrega al destinatario del paquete.
Tener una dirección en cada paquete es una de las características más importantes de la tecnología de conmutación de paquetes, ya que cada paquete se puede procesar independientemente de los otros paquetes de conmutación que constituyen el tráfico de la red. Además del título en el paquete puede haber un campo adicional que se colocará al final del paquete y el llamado tráiler. En el tráiler generalmente se coloca una suma de verificación, lo que le permite verificar si la información se ha corrompido durante la transmisión a través de la red o no.
Particionar los datos en paquetes
La partición de los datos en paquetes se realiza en varias etapas. El nodo del emisor de la cadena genera datos de transmisión, que se dividen en partes iguales. Después de eso ocurre la formación de un paquete agregando la sobrecarga del encabezado. Y la última etapa consiste en ensamblar paquetes en el mensaje original al nodo de destino.
Particionar los datos en paquetes
Transferencia de datos a través de una red como paquete
Red de transmisión de paquetes
Al igual que en las redes de conmutación de circuitos, las redes de conmutación de paquetes, para cada uno de los flujos se determina manualmente o automáticamente la ruta fija en las tablas almacenadas para los conmutadores de conmutación. Los paquetes que ingresan al conmutador se procesan y envían por una ruta en particular
La incertidumbre y el movimiento asincrónico de datos en las redes de conmutación de paquetes imponen exigencias especiales a los conmutadores de dichas redes.
La principal diferencia entre un conmutador de paquetes de los conmutadores en las redes de conmutación de circuitos es que tienen una memoria intermedia interna para almacenar paquetes temporalmente. Los búferes de conmutación deben armonizar las velocidades de datos en los enlaces de comunicación conectados a sus interfaces, así como también armonizar la velocidad de llegada de los paquetes con su velocidad de conmutación.
Métodos de transferencia de paquetes
Un conmutador puede funcionar sobre la base de uno de los tres métodos de promoción de paquetes:
- transmisión de datagramas;
- Transferencia al establecimiento de una conexión lógica;
- Traslado al establecimiento de un canal virtual.
Transmisión de datagramas
Transferencia de datagramas método basado en la promoción de paquetes independientes entre sí. El procedimiento de procesamiento de paquetes solo está determinado por los valores de los parámetros que transporta y el estado actual de la red. Y cada red de paquetes se considera una unidad de transferencia completamente independiente: datagrama.
Principio de paquete de datagrama de ilustración
Transferencia al establecimiento de una conexión lógica
Transferencia al establecimiento de una conexión lógica
El procedimiento para armonizar los dos nodos finales de una red de algunos parámetros del proceso de intercambio de paquetes se denomina establecimiento de una conexión lógica. Opciones negociadas por los dos nodos que interactúan, llamadas parámetros de conexión lógica.
Canal virtual
Canal virtual
La única ruta fija previamente rellenada que conecta los nodos finales a la red de conmutación de paquetes, denominada canal virtual (circuito virtual o canal virtual). Se establecen canales virtuales para un flujo de información sostenible. Para aislar el flujo de datos del flujo de tráfico total de cada paquete se marca con un tipo especial de señal - etiqueta. Al igual que con el establecimiento de conexiones de red lógicas, el canal virtual comienza con una junta del nodo de origen, un paquete especial: la solicitud de conexión.
Las redes de conmutación de tablas que utilizan canales virtuales son diferentes de la tabla de conmutación en las redes de datagramas. Contiene entradas que solo pasan por los canales virtuales del switch, y no todas las posibles direcciones de destino, como es el caso de las redes con transferencia de algoritmos de datagramas.
Comparación de conmutación de circuitos y paquetes
| Cambio de canales | Conmutación de paquetes |
| Primero debes establecer una conexión | Sin etapa para establecer una conexión (método de datagrama) |
| La ubicación solo es necesaria al establecer una conexión | La dirección y otra información de servicio se transmiten con cada paquete. |
| La red puede rechazar una conexión con el suscriptor. | La red siempre está lista para recibir datos del suscriptor. |
| Ancho de banda garantizado (ancho de banda) para suscriptores que interactúan | Se desconoce el ancho de banda de la red para los usuarios, los retrasos en la transmisión son aleatorios |
| El tráfico en tiempo real se transfiere sin demora | Los recursos de red se utilizan de forma eficaz al transmitir tráfico en ráfagas |
| Alta fiabilidad de transmisión | Posible pérdida de datos debido a un desbordamiento del búfer |
| Uso irracional de la capacidad del canal, lo que reduce la eficiencia general de la red. | Asignación dinámica automática de ancho de banda de un canal físico entre suscriptores |
Métodos para transmitir información digital.
Los datos digitales en el conductor se transmiten cambiando el voltaje actual: sin voltaje - "O", hay voltaje - "1". Hay dos formas de transmitir información a través de un medio de transmisión físico: digital y analógica.
Notas: 1. Si todos los suscriptores de una red informática transmiten datos a través de un canal a la misma frecuencia, dicho canal se denomina banda estrecha (pasa una frecuencia).
2. Si cada suscriptor opera en su propia frecuencia en un canal, entonces dicho canal se llama banda ancha (pasa muchas frecuencias). El uso de canales de banda ancha le permite ahorrar en su número, pero complica el proceso de gestión del intercambio de datos.
A digital o transmisión de banda estrecha(Figura 6.10) los datos se transmiten en su forma natural en una sola frecuencia. El método de banda estrecha permite que solo se transmita información digital, brinda en cualquier momento la posibilidad de utilizar el medio de transmisión por solo dos usuarios y permite el funcionamiento normal solo a una distancia limitada (la longitud de la línea de comunicación no es más de 1000 m) . Al mismo tiempo, el método de transmisión de banda estrecha proporciona una alta tasa de intercambio de datos, hasta 10 Mbit / sy le permite crear redes de computadoras fácilmente configurables. La gran mayoría de las redes de área local utilizan transmisión de banda estrecha.
Arroz. 6.10. Método de transmisión digital
Cosa análoga el método de transmisión de datos digitales (figura 6.11) proporciona transmisión de banda ancha debido al uso de señales de diferentes frecuencias portadoras en un canal.
Con el método de transmisión analógica, los parámetros de la señal de frecuencia portadora se controlan para su transmisión a través del canal de comunicación de datos digitales.
La señal portadora es una forma de onda armónica descrita por la ecuación:
X = X max sen (ωt + φ 0),
donde X max es la amplitud de vibración;
ω - frecuencia de vibración;
φ es la fase inicial de oscilaciones.
Puede transmitir datos digitales a través de un canal analógico controlando uno de los parámetros de la señal de frecuencia portadora: amplitud, frecuencia o fase. Dado que es necesario transmitir datos en forma binaria (una secuencia de unos y ceros), se pueden proponer los siguientes métodos de control ( modulación): amplitud, frecuencia, fase.
La forma más fácil de entender el principio. amplitud modulación: "0" - sin señal, es decir sin fluctuaciones en la frecuencia de la portadora; "1" - la presencia de una señal, es decir la presencia de oscilaciones de frecuencia portadora. Hay fluctuaciones, una, sin fluctuaciones, cero (figura 6.11a).
Frecuencia La modulación implica la transmisión de señales 0 y 1 a diferentes frecuencias. Cuando se pasa de 0 a 1 y de 1 a 0, la señal portadora cambia (Fig. 6.116).
El mas dificil de entender es fase modulación. Su esencia es que durante la transición de 0 a 1 y de 1 a 0, la fase de las oscilaciones cambia, es decir su dirección (Fig. 6.11c).
En redes de alto nivel de la jerarquía - global y regional, también se utiliza transmisión de banda ancha, que prevé el funcionamiento de cada abonado en su propia frecuencia dentro de un canal. Esto asegura la interacción de un gran número de suscriptores a una alta tasa de transferencia de datos.
La transmisión de banda ancha permite combinar en un solo canal la transmisión de datos digitales, imagen y sonido, que es un requisito necesario de los sistemas multimedia modernos.
Ejemplo 6.5. Un canal analógico típico es un canal telefónico. Cuando el suscriptor levanta el teléfono, escucha un pitido uniforme: esta es la señal de frecuencia de la portadora. Dado que se encuentra en el rango de frecuencias de audio, se denomina señal de tono. Para transmitir voz a través de un canal telefónico, es necesario controlar la señal portadora, para modularla. Los sonidos percibidos por el micrófono se convierten en señales eléctricas y estas, a su vez, modulan la señal portadora. Al transmitir información digital, el control se realiza mediante bytes de información, una secuencia de unos y ceros.
Hardware
Para asegurar la transferencia de información desde la computadora al entorno de comunicación, es necesario coordinar las señales de la interfaz interna de la computadora con los parámetros de las señales transmitidas a través de los canales de comunicación. En este caso, se deben realizar tanto la coincidencia física (forma, amplitud y duración de la señal) como la coincidencia de código.
Los dispositivos técnicos que realizan las funciones de interconectar computadoras con canales de comunicación se denominan adaptadores o adaptadores de red. Un adaptador proporciona interfaz con una computadora de un canal de comunicación.
Arroz. 6.11. Métodos para transmitir información digital utilizando una señal analógica:
a - modulación de amplitud; b - frecuencia; c - fase
Además de los adaptadores de un solo canal, también se utilizan dispositivos multicanal: multiplexores de transmisión de datos o simplemente multiplexores.
Multiplexor de transmisión de datos- un dispositivo para interconectar una computadora con varios canales de comunicación.
Los multiplexores de transmisión de datos se utilizaron en sistemas de teleprocesamiento, el primer paso hacia la creación de redes informáticas. Posteriormente, cuando aparecieron redes con una configuración compleja y con una gran cantidad de sistemas de abonados, se comenzaron a utilizar procesadores de comunicación especiales para implementar funciones de interfaz.
Como se mencionó anteriormente, para transmitir información digital a través de un canal de comunicación, es necesario convertir el flujo de bits en señales analógicas y, al recibir información del canal de comunicación a la computadora, realizar la acción opuesta: convertir las señales analógicas en un flujo de bits. que la computadora puede procesar. Tales transformaciones se realizan mediante un dispositivo especial: módem.
Módem- un dispositivo que realiza la modulación y demodulación de señales de información cuando se transmiten desde una computadora a un canal de comunicación y cuando se reciben en una computadora desde un canal de comunicación.
El componente más caro de una red informática es el canal de comunicación. Por lo tanto, al construir una serie de redes de computadoras, intentan ahorrar en canales de comunicación cambiando varios canales de comunicación internos a uno externo. Para realizar funciones de conmutación, se utilizan dispositivos especiales: hubs.
Concentrador- un dispositivo que cambia varios canales de comunicación en uno mediante división de frecuencia.
En una LAN, donde el medio de transmisión físico es un cable de longitud limitada, se utilizan dispositivos especiales para aumentar la longitud de la red: repetidores.
Reloj de repetición- un dispositivo que asegura la preservación de la forma y amplitud de la señal al transmitirla a una distancia mayor que la prevista por este tipo de medio físico de transmisión.
Hay repetidores locales y remotos. Local Los repetidores le permiten conectar fragmentos de redes ubicadas a una distancia de hasta 50 m, y remoto- hasta 2000 m.