АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА И ПРОТОКОЛЫ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ

Основное техническое устройство сети - компьютер. Подавляющая часть компьютеров в сети являются абонентскими пунктами, т.е. обслуживают конечных пользователей - потребителей информации. В этом качестве компьютер выполняет следующие функции: хранение и обработку информации, подготовку ее к передаче, печать (при необходимости) на бумажном носителе, управление процессом передачи информации.

Транспортной основой глобальных сетей выступают коммутируемые и выделенные телефонные линии и каналы (как обычные, медные, так и оптоволоконные и спутниковые). Соединения в коммутируемых линиях происходят через стандартное оборудование телефонных станций (коммутаторы) при наборе телефонных номеров. Выделенные каналы (они соединены постоянно) используются, например, при организации сетей с on-line сервисом, особенно для соединения серверов, находящихся в разных городах.

Непременным оборудованием абонентского пункта является модем - устройство преобразования цифровых сигналов в аналоговые и наоборот. Преобразование это необходимо (по крайней мере, в настоящее время) при использовании телефонных линий связи общего назначения, приспособленных к передаче аналоговых сигналов звуковой частоты (т.е. модулированного электрического тока).

Основные характеристики модемов:

• максимальная скорость передачи данных;

• поддерживаемый сетевой протокол;

• протокол коррекции ошибок.

Модем по своим входным и выходным характеристикам должен соответствовать требованиям к оборудованию, разрешенному для подключения к телефонной сети. Работа модема определяется системой его команд и протоколом, стандартизованным

Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии (МККТТ). Ныне наиболее широко используются, так называемые, Hayes-совместимые модемы (по фамилии разработчика системы команд Дениза Хейза) с протоколами, поддерживающими скорость передачи данных от 1200 бит/с до 54000 бит/с.

Модемы выпускаются в двух конструктивных исполнениях: встроенные и внешние. Конструктивное исполнение никак не влияет на качество работы модема, однако внешний модем более удобен в эксплуатации.

Большинство высокоскоростных модемов совместимы с менее быстрыми. Для повышения скорости и надежности обмена информацией используются, так называемые, MNP-модемы - модемы с аппаратным сжатием и коррекцией информации.

По видам передаваемой информации бывают следующие разновидности модемов:

• только для обмена данными между компьютерами;

• факс-модемы (передача данных + прием-передача факсов);

• факс-голос-модемы.

По способу «общения» различают дуплексный и полудуплексный режимы передачи данных. В дуплексном режиме данные передаются через модем одновременно в обоих направлениях. Для ряда применений возможен лишь этот режим. По способу группирования данных различают асинхронную (позначную) и синхронную (поблочную) передачу. Не вдаваясь в детали, отметим, что синхронная передача организуется сложнее, но обеспечивает более высокую эффективность.

MNP-модемы различаются по классам. Каждый класс отличается от предыдущего более высокой производительностью и расширенными возможностями.

Класс 1 использует асинхронный полудуплексный метод передачи данных с побайтной организацией. Сравнительная эффективность составляет 70%, т.е. MNP-модем класса 1, работающий со скоростью 2400 бит/с, передает полезную информацию со скоростью 1680 бит/с.

Класс 2 использует асинхронный дуплексный метод передачи данных с побайтной организацией. Сравнительная эффективность 84%.

Класс 3 использует синхронный дуплексный метод передачиданных с побитнойорганизацией. Сравнительная эффективность 108%.

Класс 4 отличается тем, что в нем реализованы два новых метода работы с информацией: адаптивная сборка передаваемых блоков и оптимизация фазы. Сравнительная эффективность 120%.

Класс 5 использует в дополнение к возможностям класса 4 сжатие данных в реальном масштабе времени. Коэффициент сжатия может достигать 90% для некоторых видов информации. Графические файлы могут сжиматься до 10% исходного размера, текстовые -до 45-55%, программы - до 60-90%. Средний коэффициент сжатия 63%. Относительная эффективность 200%.

Класс 6 в дополнение к возможностям класса 5 обеспечивает совместимость высокоскоростных протоколов с низкоскоростными стандартами.

Класс 7 использует более совершенный алгоритм сжатия данных. Сравнительная эффективность 300%.

Класс 8 применяет более совершенный протокол и соответствующий метод работы, обеспечивающий совместимость с ннзкоскоростными модемами.

Казалось бы, чем выше скорость передачи, тем лучше модем. Однако чтобы сохранить хорошее качество линий передачи, приходится вводить ограничениянаскорость, при которой число сбоев на линии не выходит за приемлемое (модем - интеллектуальное устройство, которое отслеживает сбои и либо повторяет передачу информации небольшими блоками до успешного конца, либо прерывает ее). В российских городских сетях приемлемая скорость передачи невелика и составляет 2400-14400 бит/с (максимальная скорость модемной связи на момент написания этой книги равна 54000 бит/с). В будущем цифровая связь может сделать ненужной анало-го-цифровые преобразователи и модемы (по крайней мере, в их нынешнем виде).

Поскольку сеть объединяет компьютеры различных типов, работающие в разнородных ОС, важнейшим моментом при организации сети является система протоколов. Протокол - совокупность правил, согласно которым компьютеры взаимодействуют между собой. Различные компьютеры сети могут использовать совершенно разные программные средства, лишь бы пересылаемые данные соответствовали правилам протоколов. Международный стандарт OSI/ISO (OSI - Open Systems Interconnect, ISO - название международной организации по стандартизации) предусматривает 7 уровней протоколов, в числе которых отметим протоколы сетевого уровня, обеспечивающие сетевые режимы передачи данных (самый распространенный из них называется Х.25), транспортные протоколы, отвечающие за обмены между разными хост-машинами сети. При этом обмен ведется чаще всего пакетами, т.е. группами сообщений. Прикладные протоколы обслуживают задачи пользователя по передаче данных и доступу к сетевым ресурсам. Межсетевые протоколы позволяют организовать пересылку сообщений между разными глобальными сетями. Самый популярный из них IP (Internet Protocol) задействован в гигантской мировой суперсети Internet.

Важную роль в глобальных сетях играют, так называемые, маршрутизаторы (роу-теры) - мощные компьютеры или специализированные интеллектуальные устройства, соединяющие между собой различные сети или участки сети. Впрочем, иногда маршрутизатором называют и программу, функционирующую на сетевом компьютере.