54.Дайте опис технологіям і типам комп’ютерних мереж.

Компьютерные сети, используемые в распределенных информационных системах делятся на три основных класса:

• LAN – локальные сети (Local Area Networks);

• MAN – городские сети (Metropolitan Area Networks);

• WAN – глобальные сети (Wide Area Networks).

Локальные сети обычно устанавливаются в пределах одного помещения, этажа или здания. В качестве передающей среды, как правило, используются коаксиальные кабели, хотя все большее распространение получают сети на витой паре и оптоволоконном кабеле, а в последнее время также стремительно развивается технология локальных беспроводных сетей, в которых используется один из трех видов излучений: широкополосные радиосигналы, маломощное излучение сверхвысоких частот (СВЧ излучение) и инфракрасные лучи. Небольшие расстояния между узлами сети, используемая передающая среда и связанная с этим малая вероятность появления ошибок в передаваемых данных позволяют поддерживать высокие скорости обмена (от 1 Мбит/с до 1 Гбит/с). Основными стандартами нижних уровней в функционирующих в настоящее время локальных сетях являются: Ethernet, Token Ring и FDDI.

Глобальные сети, в отличие от локальных, как правило, охватывают значительно большие территории и даже большинство регионов земного шара (примером может служить сеть Internet). В настоящее время в качестве передающей среды в глобальных сетях используются аналоговые или цифровые проводные каналы, а также спутниковые каналы связи (обычно для связи между континентами). Ограничения по скорости передачи (до 56 Кбит/с на аналоговых каналах и до нескольких Мбит/с – на пользовательских участках цифровых каналов) и относительно низкая надежность аналоговых каналов, требуют использования на нижних уровнях протоколов средств обнаружения и исправления ошибок. Это существенно снижают скорость обмена данными в глобальных сетях по сравнению с локальными сетями. Основными стандартами, используемыми в настоящее время в глобальных сетях, являются: протоколы сети Internet, X.25 и стандарты цифровой сети ISDN.

Городские сети, как правило, охватывают группу зданий и реализуются на оптоволоконных или широкополосных кабелях. По своим характеристикам они являются промежуточными между локальными и глобальными сетями. Основным стандартом для городских сетей является стандарт IEEE 802.6.

В последнее время в связи с прокладкой высокоскоростных и надежных оптоволоконных кабелей на городских и междугородних участках, а новые перспективные сетевые протоколы, например, ATM (Asynchronous Transfer Mode – режим асинхронной передачи) могут использоваться как в локальных, так и в глобальных сетях.

55. Дайте загальну характеристику інтерфейсам і протоколам нижніх рівнів.

На физическом уровне определяются стандарты для разъемов, соединительных элементов (коннекторов), кабелей (для проводной связи), электрические сигналы, амплитудно-частотные характеристики, а также функциональные свойства последовательности бит интерфейсов DTE-DCE и DCE-DCE.

Канал передачи данных может работать в одном из трех режимов:

1. симплексном (передача данных только в одном направлении);

2. полудуплексном (передача в обоих направлениях, но поочередно);

3. дуплексном (одновременная передача в обоих направлениях).

Для описания выделенного канала в телефонии часто используются термины: двухпроводный и четырехпроводный каналы.

В двухпроводном канале один провод предназначен для передачи данных, другой – для обратной связи, а в четырехпроводном канале одна пара проводов используется для передачи данных в одном направлении, а вторая пара – в обратном направлении.

Данные по каналу связи могут передаваться либо в асинхронном, либо в синхронном режиме.

При передаче в асинхронном режиме каждый байт данных имеет сигналы «старт» и «стоп», которые помещаются соответственно в начало и конец данных.

При синхронной передаче используются отдельные каналы синхронизации и самосинхронизирующий код. Синхронная передача данных обеспечивает более высокие скорости передачи, но предъявляет более жесткие требования к DCE и передающей среде.

На канальном уровне стандартизуются размеры и форматы передаваемых по каналу кадров, а также процедуры обработки ошибок при передаче и восстановления переданных данных.

В локальных сетях и при соединении локальных и глобальных сетей, а также в неоднородных сетях канальный уровень обычно разделяется на два подуровня: MAC – управление доступом к среде (Media Access Control), зависящий от используемой среды передачи и LLC – управление логическим каналом данных (Logical Link Control), общий для разных типов сетей.

Протоколы и интерфейсы физического и канального уровней существенно зависят от используемой передающей среды.

На сетевом уровне определяются технологии коммутации, режимы передачи, форматы и размеры управляющих пакетов и пакетов данных, а также методы управления потоком данных между узлами.

В компьютерных сетях для передачи данных между узлами сети можно использовать три технологии: коммутацию каналов, коммутацию сообщений и коммутацию пакетов.

Коммутация каналов, обеспечиваемая телефонной сетью общего пользования, позволяет, с помощью коммутаторов, установить прямое соединение между узлами сети.

При коммутации сообщений устройства, называемые коммутаторами и выполненные на базе универсальных или специализированных компьютеров, позволяют накапливать (буферизировать) сообщения и посылать их в соответствии с заданной системой приоритетности и принципами маршрутизации другим узлам сети. Использование коммутации сообщений может увеличить время доставки сообщений по сравнению с коммутацией каналов, однако при этом сглаживаются пиковые нагрузки в сети, и повышается живучесть сети.

При пакетной коммутации данные пользователя разбиваются на более мелкие порции – пакеты, причем каждый пакет передается по сети независимо.

Существуют два основных режима передачи данных при пакетной коммутации: виртуальный канал, когда между узлами устанавливается и поддерживается соединение как бы по выделенному каналу (хотя на самом деле физический канал передачи данных разделен между несколькими пользователями) и дейтаграммный режим, когда каждый пакет из набора пакетов, содержащего данные пользователя, передается между узлами независимо друг от друга. Первый способ соединения называют также контактным режимом (connection mode), второй – бесконтактным (connectionless mode).

Хотя маршрутизация данных является функцией сетевого уровня, она обычно определяется отдельными протоколами.

На транспортном уровне определяется организация обмена данными между прикладными процессами в разных узлах. При этом должны быть обеспечены заданные значения параметров передачи (надежности, достоверности, защиты и т.д.), а также проверка приходящих данных на ошибки и правильная сборка данных из пакетов, передаваемых на сетевом уровне (в том числе и повторная передача потерянных пакетов).