Conmutación (redes informáticas). Terminal Un dispositivo que consta de un monitor y un teclado que se usa para comunicarse con una computadora Un dispositivo que cambia varios canales de comunicación se llama hub

Conmutación de circuitos y paquetes: métodos para resolver el problema generalizado de 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 de computadoras y la gran mayoría se basan en la técnica de conmutación de paquetes.

Por lo tanto, como flujo de información en redes con 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 adoptado 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 \u003d 64000 bits / so 64 kbit / s.

Dicho 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 dos suscriptores;
• 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 de un canal del compuesto;
• los datos recibidos en un canal compuesto, el abonado llamado tiene la garantía de ser entregados sin demoras, pérdidas y a 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 con antelación, 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, el paquete puede tener 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 dañado 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 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 conmutadas por 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 armonizar la velocidad de llegada de los paquetes con su velocidad de conmutación.

Métodos de transferencia de paquetes

Un conmutador puede operar 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 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 circuitos conmutados y paquetes

Conferencia número 8

Características de los canales de información

El canal de información también se puede caracterizar por tres parámetros correspondientes: T a , ancho de banda de las frecuencias pasadas por el canalF ky gama dinámica canalD k caracterizando su capacidad para transmitir niveles diferentes señal.

El valor es capacidad canal.

La transmisión de señales no distorsionadas solo es posible a condición de que el volumen de la señal "encaje" en la capacidad del canal.

Por lo tanto, la condición general para hacer coincidir la señal con el canal de transmisión de información está determinada por la relación

Sin embargo, la relación expresa una condición necesaria pero insuficiente para hacer coincidir la señal con el canal. Una condición suficiente es el acuerdo sobre todos los parámetros:

por canal de información utilice los conceptos: velocidad de entrada de información, velocidad de transferencia de información y ancho de banda del canal.

Bajo la velocidad de entrada de información (flujo de información) yo ( X ) comprender la cantidad promedio de información ingresada desde la fuente de los mensajes al canal de información por unidad de tiempo. Esta característica de la fuente del mensaje está determinada únicamente por las propiedades estadísticas de los mensajes.

Tasa de transferencia de información yo ( Z , Y ) - la cantidad media de información transmitida por el canal por unidad de tiempo. Depende de las propiedades estadísticas de la señal transmitida y de las propiedades del canal.

Rendimiento C - la tasa de transferencia de información más alta teóricamente alcanzable para un canal determinado. Esta es una respuesta de canal y es independiente de las estadísticas de la señal.

El ancho de banda del canal de información está determinado por dos parámetros: profundidad de bits y frecuencia. Es proporcional a su producto.

Profundidad de bits es la cantidad máxima de información que se puede colocar simultáneamente en el canal.

Frecuencia muestra cuántas veces se puede colocar información en el canal durante una unidad de tiempo.

La profundidad de bits del canal de correo es enorme. Entonces, enviando por correo, por ejemplo, un disco láser, puede colocar simultáneamente más de 600 MB de información en el canal. Al mismo tiempo, la frecuencia del canal de correo es muy baja: la incautación de correo de los buzones no se produce más de cinco veces al día.

El canal telefónico de información es de un bit: al mismo tiempo, se puede enviar uno (corriente, impulso) o cero a través del cable telefónico. La frecuencia de este canal puede alcanzar decenas y cientos de miles de ciclos por segundo. Esta propiedad de la red telefónica permite que se utilice para la comunicación entre computadoras.

Para hacer un uso más eficiente del canal de información, es necesario tomar medidas para asegurar que la tasa de transferencia de información sea lo más cercana posible a banda ancha canal. Al mismo tiempo, la velocidad de entrada de información no debe exceder la capacidad del canal; de lo contrario, no toda la información se transmitirá a través del canal.

Ésta es la condición principal para la reconciliación dinámica de la fuente del mensaje y el canal de información.

Uno de los principales problemas de la teoría de la transmisión de información es determinar la dependencia de la velocidad de transmisión de la información y el ancho de banda de los parámetros del canal y las características de las señales y la interferencia. Estas preguntas fueron investigadas en profundidad por primera vez por K. Shannon.

1. Métodos para aumentar la inmunidad al ruido

La base de todos los métodos para aumentar la inmunidad al ruido de los sistemas de información es el uso de ciertas diferencias entre una señal útil y una interferencia. Por tanto, para combatir la interferencia, se requiere información a priori sobre las propiedades de la interferencia y la señal.

Actualmente, se conocen una gran cantidad de métodos para mejorar la inmunidad al ruido de los sistemas. Estos métodos se pueden dividir convenientemente en dos grupos.

yo grupo - basado en la elección del método de transmisión del mensaje.

II grupo - asociado con la construcción de receptores inmunes al ruido.

Una forma sencilla y aplicada de aumentar la inmunidad al ruido es aumento de la relación señal-ruido aumentando la potencia del transmisor. Pero este método puede no ser económicamente viable, ya que está asociado con un aumento significativo en la complejidad y el costo del equipo. Además, un aumento en la potencia de transmisión se acompaña de un aumento en el efecto de interferencia de este canal sobre otros.

Una forma importante de mejorar la inmunidad al ruido de la transmisión continua de señales es elección racional del tipo de modulación señales. Al utilizar los tipos de modulación que proporcionan una expansión significativa del ancho de banda de la señal, es posible lograr un aumento significativo en la inmunidad al ruido de transmisión.

Una forma radical de mejorar la inmunidad al ruido de transmisión señales discretas es el uso códigos especiales anti-jamming ... En este caso, hay dos formas de aumentar la inmunidad al ruido de los códigos:

1. Selección de tales métodos de transmisión que proporcionen una menor probabilidad de distorsión del código;

2. Aumento de propiedades correctoras de combinaciones de códigos. De esta manera se asocia al uso de códigos que le permiten detectar y eliminar distorsiones en combinaciones de códigos. Este método de codificación está asociado con la introducción de símbolos redundantes adicionales en el código, que se acompaña de un aumento en el tiempo de transmisión o la frecuencia de transmisión de los símbolos de código.

También se puede lograr un aumento de la inmunidad al ruido de transmisión repitiendo la transmisión del mismo mensaje. En el lado receptor, los mensajes recibidos se comparan y los que tienen el mayor número de coincidencias se aceptan como verdaderos. Para eliminar la incertidumbre en el procesamiento de la información recibida y asegurar la selección por el criterio mayoritario, el mensaje debe repetirse al menos tres veces. Este método de aumentar la inmunidad al ruido está asociado con un aumento del tiempo de transmisión.

Los sistemas con repetición de la transmisión de información discreta se dividen en sistemas con suma de grupos, en los que la comparación se realiza mediante combinaciones de códigos, y sistemas con sumatoria símbolo por símbolo, en los que la comparación se realiza mediante símbolos de combinaciones de códigos. Una verificación carácter por carácter es más eficaz que una verificación grupal.

Una variedad de sistemas en los que se logra un aumento de la inmunidad al ruido aumentando el tiempo de transmisión son sistemas con retroalimentación... Si hay distorsiones en los mensajes transmitidos, la información que llega a través del canal inverso proporciona una repetición de la transmisión. La presencia de un canal de retorno conduce a la complicación del sistema. Sin embargo, a diferencia de los sistemas con repetición de transmisión en sistemas con retroalimentación, la repetición de transmisión ocurrirá solo si se detectan distorsiones en la señal transmitida, es decir, la redundancia general es menor.

Recepción inmune a interferencias consiste en el uso de redundancia, así como de información a priori sobre señales e interferencias para solucionar el problema de recepción de forma óptima: detección de señales, diferencias de señales o recuperación de mensajes. En la actualidad, el aparato de la teoría de decisiones estadísticas se utiliza ampliamente para la síntesis de receptores óptimos.

Los errores del receptor disminuyen al aumentar la relación señal-ruido en la entrada del receptor. A este respecto, a menudo se realiza el preprocesamiento de la señal recibida para aumentar la relación entre el componente útil y la interferencia. Estos métodos de preprocesamiento de señales incluyen el método SHOW (una combinación de amplificador de banda ancha, limitador y amplificador de banda estrecha), selección de duración de señal, método de compensación de interferencia, método de filtrado, método de correlación, método de acumulación, etc.

2. Moderno medios tecnicos equipo de intercambio de datos y formación de canales

El receptor puede ser una computadora, terminal o algún dispositivo digital.

Para asegurar la transferencia de información de una computadora a una comunicación

Puede ser un archivo de base de datos, una tabla, una respuesta a una consulta, un texto o una imagen.

Para transferir mensajes en redes informáticas se utilizan diferentes tipos canales de comunicación. Los más comunes son los canales telefónicos dedicados y los canales especiales para transmitir información digital. También se utilizan canales de radio y canales de comunicación por satélite.

Las LAN se destacan en este sentido, donde se utilizan cables de par trenzado como medio de transmisión, cable coaxial y cable de fibra óptica.

Para garantizar 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 adaptadoreso adaptadores de red... Un adaptador para proporcionar interfaz con una computadora de un canal de comunicación. Además de los adaptadores de un solo canal, también se utilizan dispositivos multicanal: multiplexores de transmisión de datoso simplemente multiplexores.

Multiplexor de transmisión de datos - un dispositivo para conectar 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 las 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 canales analógicos 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 pueda 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, cuando construyen una serie de redes de computadoras, intentan ahorrar en canales de comunicación cambiando varios canales de comunicación internos a uno externo. Para realizar las funciones de conmutación, se utilizan dispositivos especiales: hubs.

Concentrador - un dispositivo que cambia varios canales de comunicación a uno por 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 superior a 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.

Los tipos más comunes de topologías de red son:

Red lineal... Contiene solo dos nodos hoja, cualquier número de nodos intermedios y solo tiene una ruta entre dos nodos cualesquiera.

Red de anillo. Una red en la que dos y solo dos ramas están conectadas a cada nodo.

Red de árboles... Una red que contiene más de dos nodos hoja y al menos dos nodos intermedios, y en la que solo hay una ruta entre dos nodos.

Red estrella. Una red con un solo host inteligente.

Red de malla... Una red que contiene al menos dos nodos que tienen dos o más rutas entre ellos.

Red completamente conectada. Una red que tiene una rama entre dos nodos cualesquiera. La característica más importante de una red informática es su arquitectura.

Red de arquitectura es la estructura implementada de la red de transmisión de datos que la define topología, composición de dispositivos y reglas para su interacción en la red... En el marco de la arquitectura de la red, se consideran las cuestiones de la codificación de la información, su direccionamiento y transmisión, el control del flujo de mensajes, el control de errores y el análisis del funcionamiento de la red en situaciones de emergencia y con deterioro del rendimiento.

Las arquitecturas más comunes son:

• Ethernet (ing. éter - difusión) - red de difusión. Esto significa que todas las estaciones de la red pueden recibir todos los mensajes. Topología: lineal o en forma de estrella. Tasa de transferencia de datos de 10 o 100 Mbps.
• Arcnet (Red informática de recursos adjuntos - red informática de recursos conectados) - red de difusión. La topología física es un árbol. Tasa de transferencia de datos 2.5 Mbps.
• Anillo Token (red en anillo de retransmisión, red de transferencia de tokens): una red en anillo en la que el principio de transmisión de datos se basa en el hecho de que cada nodo del anillo espera la llegada de una secuencia breve y única de bits. marcador - desde el nodo anterior adyacente. La llegada de un token indica que es posible transmitir un mensaje desde este nodo más abajo. Tasa de transferencia de datos 4 o 16 Mbps.
• FDDI (Interfaz de datos distribuidos por fibra) - arquitectura de red de transmisión de datos de alta velocidad a través de líneas de fibra óptica. La velocidad de transmisión es de 100 Mbps. Topología: doble anillo o mixto (incluidas subredes en estrella o en árbol). El número máximo de estaciones en la red es 1000. Costo de equipo muy alto.
• Cajero automático (Modo de Transferencia Asíncrona) es una arquitectura prometedora, todavía muy cara, que proporciona la transmisión de datos digitales, información de video y voz por las mismas líneas. Tasas de transferencia de hasta 2,5 Gbps. Líneas de comunicación óptica.

Hardware de red informática.

1. Computadoras;

2. Dispositivos para conectar una computadora con un canal de comunicación;

3. Canales de comunicación

4. Dispositivos que conectan (conmutan) canales de comunicación

5. Dispositivos que conectan redes locales.

Dispositivos de interfaz de computadora con un canal de comunicación

Para garantizar 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.

• Un dispositivo técnico que realiza las funciones de interconectar una computadora con un canal de comunicación se llama adaptador o un adaptador de red. Un adaptador proporciona interfaz con una computadora de un canal de comunicación.
• Además de los adaptadores de un solo canal, se utilizan dispositivos de interfaz multicanal: multiplexores. Multiplexores - es un dispositivo para interconectar EV con varios canales de comunicación.
• Para transmitir información digital, es necesario convertir el flujo de bits en una señal analógica. Y al recibir, realice la transformación inversa. Estas conversiones las realiza el 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.

Cables de red

• (coaxial , que consta de dos conductores concéntricos aislados entre sí, de los cuales el exterior parece un tubo;
• fibra óptica ;
• cables en pares trenzados formado por dos alambres entrelazados entre sí, etc.).

Dispositivos que conectan (conmutan) canales de comunicación

El componente de avión más caro es el canal de comunicación. Por lo tanto, al construir redes de computadoras, intentan ahorrar en canales de comunicación cambiando varios canales de comunicación internos a uno externo. Para realizar la función de conmutación, se utilizan dispositivos especiales: concentradores.

• Hubs (hubs) y concentradores de conmutación (interruptores) ampliar las capacidades topológicas, funcionales y de alta velocidad de las redes informáticas. Un hub con un conjunto de puertos de diferentes tipos permite combinar segmentos de red con diferentes sistemas de cable ... Un puerto de concentrador se puede conectar a un nodo de red independiente oa otro concentrador o segmento de cable.
• En una LAN donde el medio de transmisión 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. Un repetidor local conecta fragmentos de red de hasta 50 my un repetidor remoto hasta 2000 m.

Conexiones redes de área local

Para conectar redes locales, se utilizan los siguientes dispositivos, que difieren en función y capacidades:

· Puente (ing. Puente): conecta dos redes locales. Transfiere datos entre redes en forma de lotes sin realizar ningún cambio en ellas... los puentes pueden paquetes de filtros, protegiendo toda la red de los flujos de datos locales y dejando salir solo aquellos datos que están destinados a otros segmentos de la red.

· Enrutador (ing. Enrutador) combina redes con un protocolo común de forma más eficaz que el puente. Permite, por ejemplo, dividir mensajes grandes en trozos más pequeños, lo que garantiza la interacción de las redes locales con diferentes tamaños de paquetes.

Un enrutador puede reenviar paquetes a una dirección específica (los puentes solo filtran los paquetes no deseados), elegir la mejor ruta para que pase el paquete y mucho más. Cuanto más difícil y más red, mayor será el beneficio del uso de enrutadores.

· Enrutador puenteado (ing. Brouter) es un híbrido de un puente y un enrutador que primero intenta enrutar donde sea posible y luego, si falla, cambia al modo puente.

· Puerta (ing. Puerta), a diferencia de un puente, se utiliza en los casos en que las redes conectadas tienen varios protocolos de red ... Un mensaje que llega a la puerta de enlace desde una red se convierte en otro mensaje que cumple con los requisitos de la siguiente red. De esta manera, las puertas de enlace hacen más que solo conectar redes, sino que les permiten funcionar como una sola red.

Protocolos de red

Las secciones individuales de Internet son redes de diferentes arquitecturas, que están conectadas entre sí mediante enrutadores. Los datos transmitidos se dividen en pequeños fragmentos llamados paquetes. Cada paquete viaja a través de la red independientemente de otros paquetes.

Para superar incompatibilidades de interfaz computadoras individuales Desarrollar estándares especiales llamados protocolos de comunicación.

Protocolo de comunicación es un conjunto acordado de reglas específicas para el intercambio de información entre diferentes dispositivos transmisión de datos. Hay protocolos disponibles para velocidad en baudios, formatos de datos, control de errores y más.

Las redes en Internet se conmutan (es decir, conectan) sin restricciones entre sí, porque todas las computadoras involucradas en la transmisión de datos utilizan un único protocolo de comunicación TCP / IP (lea “ti-si-pi / ai-pi”).

De hecho, TCP / IP son dos protocolos diferentes que definen diferentes aspectos de la comunicación de red:

• tCP (Protocolo de control de transmisión) es un protocolo de control de transmisión de datos que utiliza la retransmisión automática de paquetes que contienen errores; este protocolo es responsable de dividir la información transmitida en paquetes y recuperar correctamente la información de los paquetes del destinatario;
• el Protocolo de Internet (IP) es un protocolo de internetworking responsable de direccionar y permitir que un paquete viaje a través de múltiples redes en su camino hacia su destino final.

El esquema para transmitir información sobre TCP / IP es el siguiente: TCP divide la información en paquetes y numera todos los paquetes; luego, utilizando el protocolo IP, todos los paquetes se transmiten al destinatario, donde mediante el protocolo TCP se comprueba si se reciben todos los paquetes; después de recibir todos los paquetes, el protocolo TCP los coloca en el orden correcto y los ensambla en un solo todo.

Anteriormente, hablamos con usted de que Internet consta de una gran cantidad de computadoras, algunas de ellas solo se pueden conectar temporalmente, mientras que otras tienen una dirección IP de red permanente (host). Diferencia de la red de la red mundial en el hecho de que sólo aquél en el que programa especial para admitir el servidor WWW. Muy a menudo, dicha computadora se llama "servidor".

Cómo el paquete encuentra a su destinatario?

Cada computadora conectada a Internet tiene dos direcciones únicas equivalentes: una dirección IP digital y una dirección de dominio simbólico. La asignación de direcciones se produce de acuerdo con el siguiente esquema: la organización internacional Network Information Center emite grupos de direcciones a los propietarios de las redes locales, y estos últimos asignan direcciones específicas a su discreción.

La dirección IP de la computadora tiene 4 bytes de longitud. Normalmente, el primer y segundo bytes definen la dirección de red, el tercer byte define la dirección de subred y el cuarto define la dirección de subred de la computadora. Para mayor comodidad, la dirección IP se escribe como cuatro números con valores de 0 a 255, separados por puntos, por ejemplo: 145.37.5.150. Dirección de red: 145,37; dirección de subred - 5; La dirección de subred de la computadora es 150.

internet

Interlocutores. Por regla general, en las redes de acceso público es imposible proporcionar a cada par de abonados su propia línea de comunicación física, que podrían "poseer" el monopolio y utilizar en cualquier momento. Por lo 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 una colección de estructuras de líneas y estaciones. Una red con un PBX se denomina 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. Los RATS están interconectados conectando líneas 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 según 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. En dicha red, la comunicación entre centrales telefónicas automáticas de diferentes regiones se realiza a través de los nodos del mensaje entrante (UMC), y la comunicación dentro de su área nodal (UR se realiza según el principio "cada uno con cada uno" o mediante su propio UMC.

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.

Cuando 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 la posibilidad de utilizar 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 permite la creación de redes de computadoras fácilmente configurables. La gran mayoría de las redes de área local utilizan transmisión de banda estrecha.

Figura: 6.10. Método de transmisión digital

Cosa análoga El método de transmisión de datos digitales (Fig. 6.11) proporciona transmisión de banda ancha utilizando 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 \u003d 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.

El principio más fácil de entender es amplitud modulación: "0" - sin señal, es decir sin fluctuaciones de frecuencia portadora; "1" - presencia de señal, es decir la presencia de oscilaciones de frecuencia portadora. Hay fluctuaciones, una, sin fluctuaciones, cero (Fig. 6.11a).

Frecuencia La modulación implica la transmisión de señales 0 y 1 a diferentes frecuencias. Al pasar de 0 a 1 y de 1 a 0, la señal de frecuencia portadora cambia (Fig. 6.116).

El más difícil de entender es fase modulación. Su esencia es que durante la transición de 0 a 1 y de 1 a 0 cambia la fase de las oscilaciones, es decir su dirección (Fig. 6.11c).

En redes de alto nivel jerárquico - 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 velocidad de datos.

La transmisión de banda ancha permite combinar la transmisión de datos digitales, imagen y sonido en un solo canal, lo cual es un requisito necesario sistemas modernos multimedia.

Ejemplo 6.5. Un canal analógico típico es un canal telefónico. Cuando el suscriptor levanta el teléfono, escucha una señal de sonido uniforme: 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 de frecuencia portadora, para modularla. Los sonidos percibidos por el micrófono se convierten en señales eléctricas que, 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.

Figura: 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 conectar 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. Más tarde, cuando aparecieron redes con una configuración compleja y una gran cantidad de sistemas de abonados, se comenzaron a utilizar procesadores de comunicación especiales para implementar las 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 pueda 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, cuando construyen una serie de redes de computadoras, intentan ahorrar en canales de comunicación cambiando varios canales de comunicación internos a uno externo. Para realizar las funciones de conmutación, se utilizan dispositivos especiales: hubs.

Concentrador - un dispositivo que cambia varios canales de comunicación a uno por 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.