Современные системы обмена данными



Сети обмена данными

 

Обмен данными как новый вид электросвязи

 

В настоящее время термин "data transmission" часто используется для описания процессов обмена различной информацией. Ранее этот термин применялся для информации, которая предназначалась для обработки в компьютере или уже обработанной средствами вычислительной техники. В рекомендации ITU-T X.902 (редакция 1995 года) определение термина "данные" сформулировано так: "The representation forms of information dealt with by information systems and users thereof". Трансформация термина связана с процессами интеграции и конвергенции в современной инфокоммуникационной системе. Эти процессы будут рассматриваться в другой лекции.

Своим появлением передача данных целиком обязана потребностям вычислительной техники. Развитие вычислительной техники началось с создания больших ЭВМ (Mainframe). Для объединения вычислительных ресурсов, использования общих программ, хранения данных использовались арендованные или специально построенные линии. Вариант (а) на рисунке 5.1 иллюстрирует связь двух ЭВМ звеном передачи данных. Звено передачи данных представляет собой двухсторонний канал передачи данных.

 

Рис. 5.1. Первые системы обмена данными для Mainframe

 

Вариант (б) показывает второй вид систем обмена данными. Для коллективного использования вычислительных ресурсов терминалы связывались с ЭВМ индивидуальными абонентскими линиями. Топологии "шина", "кольца" и другие стали использоваться позже.

Конечно, подобные решения мало походили на сеть передачи данных. Тем не менее, опыт эксплуатации таких простых систем оказался очень полезен для разработки крупных сетей передачи данных.

В настоящее время термины "Сеть передачи данных" и Internet стали синонимами. Родиной Internet считается США. Первой датой, важной с точки зрения появления Internet, считается 1964 год. В этот год по заданию Министерства обороны США была разработана концепция сети, в которой впервые был реализован метод коммутации пакетов. Эта сеть не содержала ни устройств распределения информации, ни средств управления. Тем не менее, именно она послужила прототипом Internet, претерпев, конечно, ряд радикальных изменений.

В 1969 году началась опытная эксплуатация сети, получившей название ARPANET. В некоторых публикациях эта аббревиатура пишется иначе – ARPAnet. Первые четыре буквы образованы из названия на английском языке Управления перспективных исследовательских программ в Министерстве обороны США (Advanced Research Projects Agency). Три последние буквы – сокращение от слова "network" – сеть.

Одна из основных целей ARPANET заключалась в объединении вычислительных ресурсов всех участников разработок, проводимых в интересах Министерства обороны США. Эта сеть быстро росла и совершенствовалась. В 1984 году она разделилась на две сети. Одна из сетей стала открытой. Она сохранила название ARPANET. Вторая сеть стала развиваться в интересах Министерства обороны США.

Официально ARPANET прекратила свое существование. Это объясняется тем, что самое эффективное развитие Internet могла обеспечить сеть NFS Национального научного фонда США. Этот фонд финансировал создание и эксплуатацию ряда других сетей, но не таких крупных. В 1985 году при поддержке Национального научного фонда были созданы крупные вычислительные центры для использования всеми университетами США. Эти центры были объединены сетью обмена данными. Ряд университетов к этому времени создали свои сети обмена данными, в которых был использован стек протоколов TCP/IP.

Основная цель развития Internet в середине 80-х годов формулировалась так: обеспечение дистанционного доступа к вычислительным ресурсам, которые представляли собой мощные ЭВМ. Целесообразность поддержки системы "электронной почты", обмена файлами, рассылки новостей стала ясна позже.

 

Современные системы обмена данными

 

В 90-х годах на рынке вычислительной техники важную роль стали играть персональные компьютеры (ПК). Задача дистанционного доступа к вычислительным ресурсам стала менее актуальна. На первый план вышли проблемы информационного рынка. С одной стороны, Internet можно рассматривать как одно из эффективных средств информационного обслуживания. В этом смысле Internet представляет собой информационную систему. Анализ такой системы целесообразно осуществлять, используя соответствующие методы информатики и других смежных дисциплин. С другой стороны, Internet можно рассматривать как совокупность взаимосвязанных сетей, что, кстати, точнее отражает перевод этого слова на русский язык. Это означает, что Internet – телекоммуникационная сеть.

Отождествлению Internet с информационной системой способствует то, что именно Всемирная паутина (WWW) стала основной услугой Internet. Это не умаляет значения Internet для электронной почты (e-mail), передачи файлов (FTP), интерактивной переписки (Chat) и других приложений.

Большинство терминов, используемых ныне в электросвязи, было разработано телефонистами. Для Internet характерна специфическая технология. Это объясняется особенностями телекоммуникационных технологий и информационных процессов, которые не были свойственны телефонии. Целесообразно ввести несколько определений, которые будут полезны для дальнейшего изложения материала, касающегося Internet.

1. Домен (domain). Каждой стране выделено некоторое кодовое обозначение длиной две-три буквы латинского алфавита, которое называется доменом первого уровня. Если адрес заканчивается буквами "ru", то соответствующий сайт находится в домене России. Существуют также домены первого уровня, которые связаны не с географией, а с направленностью сайта. Например, буквы "com" используются для коммерческих организаций, а буквы "edu" для образовательных учреждений. Домены второго уровня выдаются организациям и частным лицам в аренду. Домен второго уровня, также как и следующих, должен состоять из цифр и букв латинского алфавита. Выбирая домен второго уровня для своего сайта, как правило, стараются найти слово, которое будет соответствовать названию организации, товара или направления деятельности, а также легко читаться и запоминаться. Обладатель домена второго уровня имеет возможность создавать неограниченное количество адресов третьего и далее уровней.

2. Поисковая система (search engine). Эта система служит инструментом для поиска информации в Internet. Поисковые машины различаются по области действия на локальные (ограничивающиеся, например, национальным доменом или определенным языком) и глобальные (они, в частности, качественно осуществляют поиск по сайтам в США, где размещается значительная часть информационных ресурсов). Большинство поисковых машин не требуют знания специального языка запросов. Достаточно указать в строке запроса несколько ключевых слов, определяющих область интереса пользователя. Основной объект для поисковой машины – тексты.

3. Сайт (site), Web-сайт (Web-site). Сайт – это место в Internet, которое определяется своим адресом, имеет своего владельца и состоит из нескольких Web-страниц, которые воспринимаются как единое целое. Обычно Web-страницы имеют идентичный дизайн. Строгого определения для термина "сайт" не существует. Например, некоторые разделы больших сайтов вполне могут восприниматься и даже определяться их владельцами как отдельные сайты.

4. Сервер (server, Web-server). Этот термин употребляется в трех различных значениях. Во-первых, он в некоторых случаях эквивалентен термину "сайт". Во-вторых, сервером называют компьютер, который обеспечивает работу сайта. В-третьих, так иногда именуется основная программа, которая обеспечивает работу Web-сайта. Главная задача сервера – передача страниц сайта по протоколу http.

5. Web-страница (Web-page). Web-страница представляет собой самостоятельную часть Web-сайта. Этот документ имеет уникальный адрес, который более известен по аббревиатуре URL.

6. Хост (host). Существует несколько толкований этого термина. Чаще всего хостом называют любое устройство (в том числе и ПК), подключенное к Internet и использующее стек протоколов TCP/IP. Реже под хостом понимают главную ЭВМ.

7. Web-браузер (browser). Данная программа предоставляет пользователю возможности по навигации и просмотру Web-ресурсов; скачиванию файлов, а также для ряда других операций.

8. HTTP. Протокол http определяет принципы передачи Web-страниц по сети Internet. Сначала протокол http использовался только для передачи html-документов. В настоящее время посредством http можно передавать любую информацию, в том числе неподвижные изображения, звук, видео.

9. HTML. На этом языке браузеру (навигатору) сообщается, какой именно текст и другие элементы (рисунки таблицы и прочее) и каким образом нужно отображать на странице. На языке HTML не программируют, а особым образом размечают текст, который предназначен для публикации в Internet. Язык HTML позволяет связывать страницы между собой с помощью ссылок. Наличие ссылок – важное свойство Web-страниц.

10. IP-адрес. Этот адрес используется для идентификации узла в сети и для определения принципов маршрутизации. Адрес состоит из идентификаторов сети (network ID) и хоста (host ID), присвоенного сетевым администратором. Идентификатор сети – часть IP-адреса, которая определяет группу компьютеров и устройств одной логической сети. Идентификатор хоста – часть IP-адреса, определяющая принадлежность компьютера к определенной сети. Обычно IP-адрес записывают в виде четырех чисел со значениями от 0 до 255, разделенных точками.

11. DNS-сервер. Основная функция этих специальных Web-серверов – хранение информации об IP адресах и ее преобразование.

12. URL (Universal Resource Locator). Этот термин расшифровывается как адрес страницы в Internet. URL состоит из доменного имени, пути к странице на сайте и имени файла страницы. Как правило, файлы, содержащие Web-страницы, имеют расширения "htm" или "html".

Сеть Internet не имеет столь четкой структуры как ТФОП. Это объясняется тем, что Internet содержит некое множество сетей, каждая из которых создавалась без заранее установленных правил. По этой причине при описании структуры сети Internet лучше оперировать иными "строительными модулями", чем коммутационное оборудование, привычное, в частности, для анализа ТФОП.

В некоторых сетях, входящих в Internet, используются специфические протоколы маршрутизации. Характерным примером таких решений можно считать сети спутниковой связи. Подобная сеть обычно рассматривается как автономная система Internet, известная специалистам по аббревиатуре AS – Autonomous system. Связь между каждой парой AS может быть организована напрямую или через точки обмена трафиком IXP. На рисунке 5.2 показан фрагмент сети Internet с пятью автономными системами. Для взаимодействия автономных систем разработан межсетевой протокол.

 

Рис. 5.2. Пример структуры сети Internet

 

Подобный способ описания сети Internet представляет интерес для математического анализа структурных характеристик на неориентированных графах. Возможные маршруты обмена IP пакетами между двумя локальными сетями или компьютерами (две вершины графа) могут быть определены как совокупность маршрутизаторов, которые связаны между собой определенным образом. Кстати, среднее число маршрутизаторов в тракте передачи IP пакетов с 1998 по 2001 год увеличилось с 18 до 20. Понятно, что такая тенденция стимулирует пересмотр принципов построения сети Internet.

На рисунке 5.3 приведен пример фрагмента сети Internet, в котором между двумя локальными сетями показаны возможные пути обмена IP пакетами. Такое представление об Internet позволяет расширить область анализа характеристик сети. В частности, подобная модель удобна для исследования вероятностно-временных характеристик процессов обмена IP пакетами. В каждом маршрутизаторе (R) возможны как задержки, так и потери IP пакетов.

 

 

Рис. 5.3. Совокупность маршрутизаторов между двумя локальными сетями

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1480; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!