Мрежови технологии за предаване на данни. Методи за високоскоростна връзка със световната мрежа
Обръща се внимание на все по-популярната технология софтуерно дефиниранимрежи.<...>Разбира се, в този случай е необходимо да се предвидят изисквания за други показатели, които определят понятието QoS(качество на услугите).<...>Ето описание на технологии като банкомат, SDH, MPLS-TP, PBB-TE.<...>Приложението към ръководството дава обобщение на принципите на изграждане софтуерно дефиниранимрежи, които набират все по-голяма популярност през последните години.<...>Дадено е описание на технологията за виртуализация на мрежовите функции NFV(Виртуализация на мрежови функции), сравнено SDNи NFV. <...>Физически сряда предаванеданни Обща характеристика на физ среди. <...>Физически сряда предаванеданните (носители) могат да бъдат кабел, земна атмосфера или космическо пространство.<...> Кабелипо-висок категорииимат повече завои на единица дължина.<...> Кабели категории 1 се използват, когато изискванията за скорост на предаване са минимални.<...> Кабели категории 2 бяха използвани за първи път от IBM при изграждането на собствена кабелна система.<...> Кабели категории 4 е леко подобрена версия кабели категории 3. <...> висока скорост излъчванеБазирани на данни безжични носители се обсъждат в Глава 7.<...>Изборът на топология на мрежата е най-важната задача, която трябва да бъде решена при нейното изграждане и се определя от изискванията за ефективност и структурни надеждност. <...>Работата по стандартизацията на отворените системи започва през 1977 г. През 1983 г. препрат модел WOS- най-общото описание на структурата на строителните стандарти.<...> Модел WOS, който дефинира принципите на връзката между отделните стандарти, е в основата на паралелното развитие на много стандарти и осигурява постепенен преход от съществуващи имплементации към нови стандарти.<...>Справка модел WOSне дефинира протоколите и интерфейсите за взаимодействие, структурата и характеристиките на физическите средства за връзка.<...>Третият, мрежа ниво, извършва маршрутизиране<...>
Мрежови_технологии_на_високоскоростно_предаване на_данни._Учебник_за_университети._-_2016_(1).pdf
УДК 621.396.2 LBC 32.884 B90 Рецензенти: доктор по инженерни науки. науки, професор по техн. науки, професор; Д-р Будилдина Н. В., Шувалов В. П. B90 Мрежови технологии за високоскоростно предаване на данни. Учебник за университети / Изд. Професор В. П. Шувалов. - М.: Гореща линия - Телеком, 2016. - 342 с.: ил. ISBN 978-5-9912-0536-8. В компактен вид са очертани проблемите на изграждането на инфокомуникационни мрежи, осигуряващи високоскоростно предаване на данни. Представени са раздели, които са необходими, за да се разбере как е възможно да се осигури предаване не само с висока скорост, но и с други показатели, характеризиращи качеството на предоставяната услуга. Дадено е описанието на протоколите на различни нива на референтния модел на взаимодействие на отворени системи, технологии на транспортни мрежи. Разгледани са въпросите на предаването на данни в безжичните комуникационни мрежи и съвременните подходи, които осигуряват предаването на големи количества информация в приемливи периоди от време. Обръща се внимание на все по-популярната технология на софтуерно дефинирани мрежи. За студенти, обучаващи се в направление на обучение „Инфокомуникационни технологии и комуникационни системи“ квалификации (степени) „бакалавър“ и „магистър“. Книгата може да се използва за подобряване на уменията на работниците в телекомуникациите. LBC 32.884 Будилдина Надежда Вениаминовна, Шувалов Вячеслав Петрович Мрежови технологии за високоскоростен пренос на данни Учебник за университети Всички права запазени. Никаква част от тази публикация не може да бъде възпроизвеждана под каквато и да е форма или по какъвто и да е начин без писменото разрешение на притежателя на авторските права. Будилдина, В.П. Шувалов Л. Д. Г. Неволин Г. Доросински
страница 2
Заглавие Въведение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Литература за въведение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Глава 1. Основни понятия и дефиниции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1. Информация, съобщение, сигнал. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2. Скорост на предаване на информация. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3. Физическата среда за предаване на данни. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.4. Методи за преобразуване на сигнали. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.5. Методи за множествен достъп до околната среда. . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.6. Телекомуникационни мрежи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.7. Организация на работата по стандартизация в областта на предаването на данни. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.8. Референтен модел на взаимодействие на отворени системи. . . . . . . 47 1.9. Тестови въпроси. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 1.10. Библиография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Глава 2. Осигуряване на показатели за качество на услугата. . 58 2.1. Качество на обслужване. Общи положения. . . . . . . . . . . . . . . 58 2.2. Осигуряване на вярност на предаването на данни. . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.3. Осигуряване на показатели за надеждност на конструкцията. . . . . . . . 78 2.4. QoS маршрутизиране. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.5. Тестови въпроси. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.6. Библиография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Глава 3. Локални мрежи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1. LAN протоколи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1.1. Ethernet технология (IEEE 802.3). . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1.2. Технология Token Ring (IEEE 802.5). . . . . . . . . . . . . . . 93 3.1.3. FDDI технология. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.1.4. Бърз Ethernet (IEEE 802.3u) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 3.1.5. 100VG-AnyLAN технология. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.1.6. Високоскоростна технология Gigabit Ethernet. . . . . 102 3.2. Технически средства, които осигуряват функционирането на високоскоростни мрежи за предаване на данни. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.2.1. Концентратори. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.2.2. Мостове. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.2.3. Превключватели. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.2.4. STP протокол. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 3.2.5. Рутери. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 3.2.6. Шлюзове. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 3.2.7. Виртуални локални мрежи (виртуална локална мрежа, VLAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Страница 341
342 Съдържание 3.3. Тестови въпроси. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 3.4. Библиография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Глава 4. Протоколи на слоя на връзката. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 4.1. Основни задачи на слоя на връзката, функции на протокола 138 4.2. Байт-ориентирани протоколи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 4.3. битово ориентирани протоколи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 4.3.1. HDLC (High-Level Data Link Control) протокол на слоя на връзката. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 4.3.2. SLIP (Serial Line Internet Protocol) рамков протокол. 152 4.3.3. PPP протокол (Point-to-Point Protocol - протокол от точка до точка). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 4.4. Тестови въпроси. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 4.5. Библиография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Глава 5. Протоколи на мрежовия и транспортния слой. . . . . . . . 161 5.1. IP протокол. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 5.2. IPv6 протокол. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 5.3. RIP протокол за маршрутизиране. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 5.4. OSPF вътрешен протокол за маршрутизиране. . . . . . . . . . . . . . 187 5.5. BGP-4 протокол. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 5.6. Протокол за резервация на ресурси – RSVP. . . . . . . . . . . . . . 203 5.7. RTP (Real-Time Transport Protocol) протокол за прехвърляне. . . . 206 5.8. DHCP (протокол за динамично конфигуриране на хост). . . 211 5.9. LDAP протокол. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 5.10. Протоколи ARP, RARP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 5.11. TCP (Протокол за управление на предаването). . . . . . . . . . . . 220 5.12. Протокол UDP (User Datagram Protocol). . . . . . . . . . . . . . . . . 229 5.13. Тестови въпроси. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 5.14. Библиография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Глава 6. Транспортни IP мрежи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 6.1. Технология за банкомат. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 6.2. Синхронна цифрова йерархия (SDH). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 6.3. Многопротоколно превключване на етикети. . . . . . . . . . . . . . . 245 6.4. Оптична транспортна йерархия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 6.5. Модел и йерархия на Ethernet за транспортни мрежи. . . . . . 256 6.6. Тестови въпроси. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 6.7. Библиография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Глава 7. Безжични технологии за високоскоростно предаване на данни. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 7.1. Wi-Fi технология (Wireless Fidelity). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 7.2. WiMAX технология (Worldwide Interoperability for Microwave Access). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
Страница 342
343 7.3. Преход от WiMAX към LTE технология (LongTermEvolution). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 7.4. Състояние и перспективи на високоскоростните безжични мрежи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 7.5. Тестови въпроси. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 7.6. Библиография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Глава 8. В заключение: Някои мисли за „Какво трябва да се направи, за да се гарантира високоскоростен трансфер на данни в IP мрежи“ . 279 8.1. Традиционно предаване на данни с гарантирана доставка. Проблеми. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 8.2. Алтернативни протоколи за трансфер на данни с гарантирана доставка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 8.3. Алгоритъм за контрол на претоварване. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 8.4. Условия за осигуряване на предаване на данни с висока скорост. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 8.5. Неявни проблеми при осигуряването на високоскоростен трансфер на данни. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 8.6. Библиография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 Приложение 1. Софтуерно дефинирани мрежи. . . . . . . . . . 302 P.1. Общи положения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 П.2. Протокол OpenFlow и превключвател OpenFlow. . . . . . . . . . . . . . 306 P.3. NFV мрежова виртуализация. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 P.4. Стандартизация на PCS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 P.5. SDN в Русия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 P.6. Библиография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 Термини и определения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
- Предговор
- Глава 1.
Исторически предпоставки за развитието на високоскоростни мрежи за данни - Глава 2
Референтен модел на взаимодействие на отворени системи EMBOS (Open System Interconnection - OSI модел) - Глава 3
Международни организации по стандартизация - Глава 4
Физически и логическо кодиране на данни - Глава 5
Теснолентови и широколентови системи. Мултиплексиране на данни - Глава 6
Режими на пренос на данни. Трансмисионна среда - Глава 7
Структурирани кабелни системи - Глава 8
Топологии на системите за предаване на данни - Глава 9
Методи за достъп до канала - Глава 10
Превключващи технологии - Глава 11
Комуникация на мрежови сегменти - литература
Глава 5. Теснолентови и широколентови системи. Мултиплексиране на данни
Теснолентова система (основна лента) използва метод за предаване на цифров сигнал. Въпреки че цифровият сигнал има широк спектър и теоретично заема безкрайна честотна лента, на практика честотната лента на предавания сигнал се определя от честотите на неговите основни хармоници. Те имат основния енергиен принос за формирането на сигнала. В теснолентова система предаването се извършва в оригиналната честотна лента, няма прехвърляне на спектъра на сигнала към други честотни области. Именно в този смисъл системата се нарича теснолентова. Сигналът заема почти цялата честотна лента на линията. За регенериране на сигнала и усилването му в мрежи за данни се използват специални устройства - ретранслатори (повторител, повторител).
Пример за реализация на теснолентовото предаване са локалните мрежи и съответните IEEE спецификации (например 802.3 или 802.5).
Преди това теснолентовото предаване поради затихване на сигнала се използваше на разстояния от порядъка на 1-2 км през коаксиални кабели, но в съвременните системи, благодарение на различни видове кодиране и мултиплексиране на сигнали и видове кабелни системи, ограниченията бяха изместени обратно до 40 километра или повече.
Терминът широколентово (широколентово) предаване първоначално се използва в телефонните комуникационни системи, където обозначава аналогов канал с честотен обхват (широчина на честотната лента) над 4 kHz. С цел спестяване на ресурси при предаване на голям брой телефонни сигнали с честотна лента 0,3-3,4 kHz са разработени различни схеми за уплътняване (мултиплексиране) на тези сигнали, за да се осигури предаването им по един кабел.
При високоскоростни мрежови приложения широколентовото предаване означава, че вместо импулс за предаване на данни се използва аналогов носител. По аналогия, терминът "широколентов интернет" означава, че използвате канал с честотна лента над 128 Kbps (в Европа) или 200 Kbps (в САЩ). Широколентовата система има висока честотна лента, предоставя високоскоростни данни и мултимедийна информация (глас, видео, данни). Примери са ATM мрежи, B-ISDN, Frame Relay, CATV кабелни мрежи за излъчване.
Терминът "мултиплексиране" се използва в компютърните технологии по много начини. Под това имаме предвид комбинацията от няколко комуникационни канала в един канал за предаване на данни.
Изброяваме основните техники за мултиплексиране: честотно мултиплексиране - мултиплексиране с честотно разделяне (FDM), мултиплексиране по време - мултиплексиране с разделяне на време (TDM) и спектрално мултиплексиране или мултиплексиране с дължина на вълната (вълна) - мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната (WDM).
WDM се използва само в оптични системи. Кабелната телевизия, например, използва FDM.
FDM
При честотното мултиплексиране на всеки канал се присвоява собствен аналогов носител. В този случай във FDM може да се използва всякакъв вид модулация или комбинация от тях. Например в кабелната телевизия коаксиален кабел с честотна лента от 500 MHz осигурява предаване на 80 канала от 6 MHz всеки. Всеки от тези канали от своя страна се получава чрез мултиплексиране на подканали за аудио и видео предаване.
TDM
При този тип мултиплексиране нискоскоростните канали се комбинират (обединяват) в един високоскоростен, през който се предава смесен поток от данни, образуван в резултат на агрегиране на оригиналните потоци. На всеки нискоскоростен канал се присвоява собствен времеви интервал (продължителност от време) в рамките на цикъл с определена продължителност. Данните се представят като битове, байтове или блокове от битове или байтове. Например на канал A се присвояват първите 10 бита в рамките на интервал от време с дадена продължителност (кадър, кадър), на канал B се присвояват следващите 10 бита и т.н. В допълнение към битовете за данни, рамката включва сервизни битове за синхронизиране на предаването и други цели. Рамката има строго определена дължина, която обикновено се изразява в битове (например 193 бита) и структура.
Мрежовите устройства, които мултиплексират потоци от данни от нискоскоростни канали (прибуткови, компонентни потоци) в общ агрегиран поток (агрегат) за предаване по един физически канал, се наричат мултиплексори (мултиплексор, мултиплексор, мукс). Устройствата, които разделят агрегирания поток на компонентни потоци, се наричат демултиплексори.
Синхронните мултиплексори използват фиксирано разделяне на времеви слот. Данните, принадлежащи към конкретен компонентен поток, имат една и съща дължина и се предават в един и същ времеви слот във всеки кадър на мултиплексирания канал. Ако информацията не се предава от някое устройство, тогава неговият времеви слот остава празен. Статистическите муксове решават този проблем чрез динамично присвояване на свободен времеви слот на активното устройство.
WDM
WDM използва различни дължини на вълната на светлинния сигнал, за да организира всеки канал. Всъщност това е специален вид честотно мултиплексиране при много високи честоти. При този тип мултиплексиране предавателите работят на различни дължини на вълната (например 820nm и 1300nm). След това лъчите се комбинират и предават по единичен оптичен кабел. Приемащото устройство разделя предаването по дължина на вълната и насочва лъчите към различни приемници. За сливане / разделяне на канали по дължина на вълната се използват специални устройства - разклонители (съединители). По-долу е даден пример за такова мултиплексиране.
Фиг.5.1. WDM мултиплексиране
Сред основните конструкции на съединители се прави разлика между отразяващи съединители и централно симетрични отразяващи съединители (SCR). Рефлективните съединители са малки парченца стъкло, „усукани“ в центъра под формата на звезда. Броят на изходните лъчи съответства на броя на портовете за свързване. А броят на портовете определя броя на устройствата, които предават на различни дължини на вълната. По-долу са показани два вида отразяващи съединители.
Фиг.5.2. предаваща звезда
Фиг.5.3. отразяваща звезда
Централно симетричният отразяващ съединител използва отражението на светлината от сферично огледало. В този случай входящият лъч се разделя на два лъча симетрично спрямо центъра на огъването на огледалната сфера. Когато огледалото се завърти, позицията на завоя на сферата се променя и съответно пътят на отразения лъч се променя. Можете да добавите трети оптичен кабел (влакно) и да пренасочите отразения лъч към още един порт. Внедряването на WDM - мултиплексори и оптични превключватели се основава на тази идея.
Фиг.5.4. Централно симетричен отразяващ съединител
Оптичните мултиплексори могат да бъдат реализирани не само с CSR разклонители, но и с отразяващи филтри и дифракционни решетки. Те не са обхванати в този урок.
Основните фактори, които определят възможностите на различните реализации, са смущенията и разделянето на каналите. Размерът на кръстосаните смущения определя колко добре са разделени каналите и, например, показва каква част от мощността на 820-nm лъча е била на 1300-nm порт. Улавяне от 20 dB означава, че 1% от сигнала се е появил на грешен порт. За да се осигури надеждно разделяне на сигналите, дължините на вълните трябва да бъдат разположени на „широко разстояние“. Трудно е да се разпознаят близки дължини на вълната, като 1290 и 1310 nm. Обикновено се използват 4 мултиплексиращи схеми: 850/1300, 1300/1550, 1480/1550 и 985/1550 nm. Досега CSR разклонителите със система от огледала, например две (фиг. 5.5), имат най-добри характеристики.
Фиг.5.5. SCR съединител с две огледала
WDM, който е една от трите разновидности на WDM, заема средна позиция по отношение на ефективността на спектъра. В WDM системите се комбинират спектрални канали, чиито дължини на вълната се различават една от друга с 10 nm. Най-продуктивната технология е DWDM (Dense WDM). Той предвижда комбинация от канали, отдалечени един от друг в спектъра с не повече от 1 nm, а в някои системи дори с 0,1 nm. Поради това плътно разпределение на сигнала в спектъра, цената на DWDM оборудването обикновено е много висока. Спектралните ресурси се използват най-малко ефективно в новите системи, базирани на технологията CWDM (груби WDM, разредени WDM системи). Тук спектралните канали са разделени с най-малко 20 nm (в някои случаи тази стойност достига 35 nm). CWDM системите обикновено се използват в градски мрежи и локални мрежи, където ниската цена на оборудването е важен фактор и са необходими 8-16 WDM канала. CWDM оборудването не е ограничено до една част от спектъра и може да работи в диапазона от 1300 до 1600 nm, докато DWDM оборудването е обвързано с по-тесен диапазон от 1530 - 1565 nm.
констатации
Теснолентова система е система за предаване в оригиналната честотна лента, използваща цифрови сигнали. За предаване на няколко теснолентови канала в един широколентов канал, съвременните системи за предаване по медни кабели използват TDM времево мултиплексиране. Оптичните системи използват WDM вълново мултиплексиране.
Допълнителна информация
тестови въпроси
- Устройството, в което всички входящи информационни потоци се комбинират в един изходен интерфейс, изпълнява следните функции:
- превключвател
- повторител
- мултиплексор
- демултиплексор
- Десет сигнала, всеки от които изисква 4000 Hz честотна лента, се мултиплексират в един канал с помощта на FDM. Каква трябва да бъде минималната честотна лента на мултиплексирания канал с ширина на защитния интервал от 400 Hz?
- 40800 Hz
- 44000 Hz
- 4800 Hz
- 43600 Hz
Ефективното използване на IP е невъзможно без използването на мрежови технологии. Компютърната мрежа е колекция работни станции(например на базата на персонални компютри), свързани помежду си канали за предаване на данни,през които циркулират съобщения.Мрежовите операции се управляват от набор от правила и конвенции - мрежов протокол,който определя техническите параметри на оборудването, необходимо за съвместна работа, сигнали, формати на съобщения, методи за откриване и коригиране на грешки, алгоритми за работа на мрежовите интерфейси и др.
Локалните мрежи позволяват ефективно използване на системни ресурси като бази данни, периферни устройства като лазерни принтери, високоскоростни магнитни дискове с голям обем и др., както и използване на електронна поща.
Глобалните мрежи се появиха, когато беше създаден протокол, който ви позволява да свързвате локални мрежи помежду си. Това събитие обикновено се свързва с появата на двойка взаимосвързани протоколи - протокол за управление на предаването / протокол за интернет работа TCP / IP (предаване контрол протокол/ интернет протокол), която на 1 януари 1983 г. свързва мрежата ARPANET и информационната мрежа за отбрана на САЩ в единна система. Така е създадена „мрежата от мрежи” – Интернет. Друго важно събитие в историята на Интернет е създаването на разпределена хипертекстова информационна система WWW (от английски, World Wide уеб - „Световната мрежа“). Това стана възможно благодарение на разработването на набор от правила и изисквания, които улесняват писането на софтуер за работни станции и сървъри. И накрая, третото важно събитие в историята на Интернет беше разработването на специални програми, които улесняват търсенето на информация и обработката на текстови документи, изображения и звуци.
Интернет мрежата се състои от компютри, които са нейни постоянни възли (те се наричат домакинот английски. домакин- собственик) и терминали,които се свързват с хоста. Хостовете са свързани помежду си чрез интернет протокол и всеки персонален компютър може да се използва като терминал чрез стартиране на специален програма емулатор.Такава програма му позволява да се „преструва“ на терминал, тоест да приема команди и да изпраща същите сигнали за отговор като истински терминал. За да реши проблема с отчитането на милиони компютри, свързани към една мрежа, Интернет използва уникални кодове - номер и име, които се присвояват на всеки компютър. Като част от името се използват имена на държави (Русия - RU, Великобритания - UK, Франция - FR), а в САЩ - видове организации (търговски - COM, образователна система EDU, мрежови услуги - NET).
За да се свържете с мрежата чрез интернет протокола, трябва да се съгласите с организацията на доставчика (от англ. доставчик - доставчик), който ще пренасочи информация чрез TCP / IP мрежовия протокол по телефонни линии към този компютър чрез специално устройство - модем.Обикновено интернет доставчиците, когато регистрират нов абонат, му дават специално написан софтуерен пакет, който автоматично инсталира необходимия мрежов софтуер на компютъра на абоната.
Интернет предоставя на потребителите много различни ресурси. От гледна точка на използването на Интернет за образователни цели, най-голям интерес представляват две - системата от файлови архиви и базата данни World Wide Web (WWW, "World Wide Web"),
Системата за архивиране на файлове става достъпна чрез FTP протокол { файл Прехвърляне протокол - протокол за прехвърляне на файлове); тази архивна система се нарича FTP архиви. FTP архивите са разпределено хранилище на различни данни, натрупани за 10-15 години. Всеки потребител може анонименно да осъществява достъп до това хранилище и да копира материалите, които го интересуват. Командите на протокола FTP определят параметрите на канала за пренос на данни и самия процес на трансфер, както и естеството на работата с файловата система. Протоколът FTP позволява на потребителите да копират файлове от един компютър, свързан към мрежата, на друг. Друг инструмент, протоколът за достъп до машината Telnet, ви позволява да се свържете с друг терминал по същия начин, както се свързвате по телефона с друг абонат, и да работите с него съвместно.
Характеристика на разпределената хипертекстова информационна система на WWW е използването на хипертекстови връзки, които дават възможност за преглед на материали в реда, в който са избрани от потребителя.
WWW е изградена върху четири крайъгълни камъка:
език за маркиране на хипертекст за HTML документи;
универсален начин за URL адресиране;
HTTP протокол за доставка на хипертекстови съобщения;
общ CGI шлюз.
Стандартният обект за съхранение в база данни е HTML документ, който съответства на обикновен текстов файл. Заявките на клиентите се обслужват от програма, наречена http-сървър.Той реализира HTTP комуникация { хипер текст Прехвърляне протокол - Hypertext Transfer Protocol), който е добавка към TCP / IP - стандартният протокол на Интернет. Завършеният информационен обект, който се показва от програмата от клиента на потребителя при достъп до информационния ресурс, е страница www бази данни,
Местоположението на всеки ресурс се определя унифицираниуказател на ресурсURL(от английски. Униформа ресурс локатор). Стандартният URL се състои от четири части: форматът за прехвърляне (тип протокол за достъп), името на хоста, където се намира исканият ресурс, пътят към този файл и името на файла. Използвайки системата за именуване на URL адреси, връзките в хипертекст описват местоположението на документ. Комуникацията с всички мрежови ресурси се осъществява чрез един потребителски интерфейс CUI (често срещани потребител Интерфейс). Основната цел на този инструмент е да осигури еднакъв поток от данни между сървъра и приложната програма, която работи под негов контрол. Прегледът на информационен ресурс се извършва с помощта на специални програми - браузъри(от английски. преглеждайте - прочетете, прегледайте).
Терминът "браузър" не се отнася до всички интернет ресурси, а само до тази част от тях, която се нарича "World Wide Web". Само тук се използва HTTP протоколът, който е необходим за прехвърляне на документи, написани с помощта на HTML езика, а браузърът е програма, която разпознава HTML кодовете за форматиране на прехвърления документ и го показва на екрана на компютъра във формата, която авторът е предвидил , с други думи, програмата преглежда HTML документ.
Към днешна дата са разработени голям брой браузър програми за Интернет. Сред тях са Netscape Navigator, MS Internet Explorer, Mosaic, Tango, Ariadna, Cello, Lynx.
Нека се спрем на това как работят зрителите (браузърите).
Обработката на данни в HTTP се състои от четири етапа: отваряне на връзка, препращане на съобщение за заявка, препращане на данни за отговор и затваряне на връзка.
За да отвори връзка, браузърът World Wide Web се свързва с HTTP сървър (уеб сървър), посочен в URL адреса. След като връзката бъде установена, WWW браузърът изпраща съобщение за заявка. Той казва на сървъра кой документ е необходим. След обработка на заявката, HTTP сървърът изпраща исканите данни към WWW сървъра. Всички тези действия са видими на екрана на монитора - всичко това се извършва от браузъра. Потребителят вижда само основната функция, която е индикацията, тоест избора на хипервръзки от общия текст. Това се постига чрез промяна на шаблона на показалеца на мишката: когато показалецът удари хипервръзка, той се завърта от "стрелката" към "сочещия пръст" - ръка с протегнат показалец. Ако щракнете върху бутона на мишката в този момент, браузърът ще "напусне" адреса, посочен в хипервръзката.
HTTP сървърната технология е толкова проста и евтина, че няма ограничения за създаване на WWW-подобна система в рамките на една организация. Тъй като е необходимо само вътрешна локална мрежа с TCP/IP протокола, е възможно да се създаде малък (в сравнение с глобалния) хипертекст "Web". Тази технология за създаване на подобни на Интернет локални мрежи се нарича Интранет.
В момента повече от 30 терабита информация (това е около 30 милиона книги от по 700 страници всяка) се движат по интернет всеки месец, а броят на потребителите според различни оценки е от 30 до 60 милиона души.
Учебник за университети / Изд. професор В.П. Шувалова
2017 г.
Тираж 500 бр.
Формат 60x90/16 (145x215 мм)
Версия: меки корици
ISBN 978-5-9912-0536-8
Би Би Си 32.884
УДК 621.396.2
Лешояд UMO
Препоръчва се от UMO за обучение в областта на инфокомуникационните технологии и комуникационните системи като учебник за студенти от висши учебни заведения, обучаващи се в направление на обучение 11.03.02 и 11.04.02 - "Инфокомуникационни технологии и комуникационни системи" квалификации (степени) " бакалавър" и "магистър" »
анотация
В компактен вид са очертани проблемите на изграждането на инфокомуникационни мрежи, осигуряващи високоскоростно предаване на данни. Представени са раздели, които са необходими, за да се разбере как е възможно да се осигури предаване не само с висока скорост, но и с други показатели, характеризиращи качеството на предоставяната услуга. Дадено е описанието на протоколите на различни нива на референтния модел на взаимодействие на отворени системи, технологии на транспортни мрежи. Разгледани са въпросите на предаването на данни в безжичните комуникационни мрежи и съвременните подходи, които осигуряват предаването на големи количества информация в приемливи периоди от време. Обръща се внимание на все по-популярната технология на софтуерно дефинирани мрежи.
За студенти, обучаващи се в направление за обучение на бакалаври „Инфокомуникационни технологии и комуникационни системи (степени) „бакалавър” и „магистър”. Книгата може да се използва за подобряване на уменията на работниците в телекомуникациите.
Въведение
Референции за въведение
Глава 1. Основни понятия и дефиниции
1.1. Информация, съобщение, сигнал
1.2. Скорост на предаване на информация
1.3. Физически медии
1.4. Методи за преобразуване на сигнали
1.5. Методи за достъп до медии
1.6. Телекомуникационни мрежи
1.7. Организация на работата по стандартизация в областта на предаването на данни
1.8. Референтен модел за взаимно свързване на отворени системи
1.9. тестови въпроси
1.10. Библиография
Глава 2: Осигуряване на показатели за качество на услугата
2.1. Качество на обслужване. Общи положения
2.2. Осигуряване на вярност на предаването на данни
2.3. Осигуряване на показатели за надеждност на конструкцията
2.4. QoS маршрутизиране
2.5. тестови въпроси
2.6. Библиография
Глава 3 Локални мрежи
3.1. LAN протоколи
3.1.1. Ethernet технология (IEEE 802.3)
3.1.2. Технология Token Ring (IEEE 802.5)
3.1.3. FDDI технология
3.1.4. Бърз Ethernet (IEEE 802.3u)
3.1.5. 100VG-AnyLAN технология
3.1.6. Високоскоростна технология Gigabit Ethernet
3.2. Технически средства, осигуряващи функционирането на мрежи за високоскоростно предаване на данни
3.2.1. Хъбове
3.2.2. Мостове
3.2.3. Превключватели
3.2.4. STP протокол
3.2.5. Рутери
3.2.6. Шлюзове
3.2.7. Виртуални локални мрежи (VLAN)
3.3. тестови въпроси
3.4. Библиография
Глава 4 Протоколи на слоя на връзката
4.1. Основни задачи на слоя на връзката, функции на протокола 137
4.2. Байт-ориентирани протоколи
4.3. Бит-ориентирани протоколи
4.3.1. HDLC (High-Level Data Link Control) протокол на слоя на връзката
4.3.2. Рамков протокол SLIP (Serial Line Internet Protocol). 151
4.3.3. PPP (протокол от точка до точка)
4.4. тестови въпроси
4.5. Библиография
Глава 5 Протоколи на мрежовия и транспортния слой
5.1. IP протокол
5.2. IPv6 протокол
5.3. RIP протокол за маршрутизиране
5.4. OSPF вътрешен протокол за маршрутизиране
5.5. BGP-4 протокол
5.6. Протокол за резервация на ресурси – RSVP
5.7. RTP (Real-Time Transport Protocol) протокол за прехвърляне
5.8. DHCP (протокол за динамично конфигуриране на хост)
5.9. LDAP протокол
5.10. Протоколи ARP, RARP
5.11. TCP (Протокол за управление на предаването)
5.12. UDP (Протокол за потребителска дейтаграма)
5.13. тестови въпроси
5.14. Библиография
Глава 6 Транспортни IP мрежи
6.1. Технология за банкомат
6.2. Синхронна цифрова йерархия (SDH)
6.3. Многопротоколно превключване на етикети
6.4. Оптична транспортна йерархия
6.5. Ethernet модел и йерархия за транспортни мрежи
6.6. тестови въпроси
6.7. Библиография
Глава 7 Високоскоростна безжична технология
7.1. Wi-Fi технология (Wireless Fidelity)
7.2. WiMAX технология (глобална оперативна съвместимост за микровълнов достъп)
7.3. Преход от WiMAX към LTE технология (LongTermEvolution)
7.4. Състояние и перспективи на високоскоростните безжични мрежи
7.5. тестови въпроси
7.6. Библиография
Глава 8. В заключение: Някои мисли за "Какво трябва да се направи, за да се гарантира високоскоростен трансфер на данни в IP мрежи"
8.1. Традиционно предаване на данни с гарантирана доставка. Проблеми
8.2. Алтернативни протоколи за трансфер на данни с гарантирана доставка
8.3. Алгоритъм за контрол на задръстванията
8.4. Условия за осигуряване на високоскоростен пренос на данни
8.5. Неявни проблеми при осигуряването на високоскоростен трансфер на данни
8.6. Библиография
Приложение 1: Софтуерно дефинирани мрежи
P.1. Общи положения.
P.2. Протокол OpenFlow и превключвател OpenFlow
P.3. NFV мрежова виртуализация
P.4. Стандартизация на PCS
P.5. SDN в Русия
P.6. Библиография
Термини и определения
