Компьютерные коммуникации

Для соединения компьютеров в сеть требуется сетевое оборудование и программное обеспечение.

Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты: сообщение, передатчик, средства передачи, приемник.

Передатчик - устройство, являющееся источником данных.

Приемник - устройство, принимающее данные.

Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифровое устройство.

Сообщение - цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи. Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение.

Средства передачи - физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.

Для передачи сообщений в вычислительных сетях используются различные типы каналов связи. Наиболее распространены выделенные телефонные каналы и специальные каналы для передачи цифровой информации. Применяются также радиоканалы и каналы спутниковой связи.

Особняком в этом отношении стоят локальные вычислительные сети (ЛВС), где в качестве передающей среды используются витая пара проводов, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.

Информацию можно передавать в цифровом (узкополосном способе передачи) или аналоговом виде. Цифровой способ передачи позволяет в каждый момент времени использовать передающую среду только двумя пользователями и допускает нормальную работу только на ограниченном расстоянии (длина линии связи не более 1000 м).

Аналоговый способ передачи цифровых данных обеспечивает широкополосную передачу за счет использования в одном канале сигналов различных несущих частот. При аналоговом способе передачи цифровых данных происходят изменения одного из параметров несущего сигнала (амплитуда, фазы, частоты) по закону передаваемого сообщения.

В сетях высокого уровня иерархии - глобальных и региональных используется широкополосная передача, которая предусматривает работу для каждого абонента по своей частоте в пределах одного канала. Это обеспечивает взаимодействие большого количества абонентов при такой скорости передачи данных. Широкополосная передача позволяет совмещать в одном канале передачу цифровых данных, изображения и звука.

Типичным аналоговым каналом является телефонный канал. Когда абонент снимает трубку, то слышит равномерный звуковой сигнал - это и есть сигнал несущей частоты. Так как он лежит в диапазоне звуковых частот, то его называют тональным сигналом. Для передачи по телефонному накалу речи необходимо управлять сигналом несущей частоты - модулировать его. Воспринимаемые микрофоном звуки преобразуются в электрические сигналы, а то, в свою очередь, и модулируют сигнал несущей частоты. При передачи цифровой информации управление производят информационные байты - последовательность единиц и нулей.

Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо согласовывать сигналы с выхода ЭВМ с параметрами сигналов передаваемых по каналам связи. При этом должно быть выполнено как физическое согласование (форма, амплитуда и длительность сигнала), так и кодовые.

Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи называют адаптерами или сетевыми адаптерами. Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи.

Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства - мультиплексоры передачи данных или просто мультиплексоры.

Мультиплексор передачи данных - устройство сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи.

Как уже говорилось ранее, для передачи цифровой информации по каналу связи необходимо поток битов преобразовывать в аналоговые сигналы, а при приеме информации из канала связи в ЭВМ выполнить обратное действие - преобразовывать аналоговые сигналы в поток битов, которые может обрабатывать ЭВМ. Такие преобразования выполняет специальное устройство - модем.

Модем - устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при передачи их из ЭВМ в канал связи и при приеме в ЭВМ из канала связи.

Наиболее дорогим компонентом вычислительной сети является канал связи. Поэтому при построении ряда вычислительных сетей стараются сэкономить на каналах связи, коммутируя несколько внутренних каналов связи на один внешний. Для выполнения функций коммутации используются специальные устройства - концентраторы (или хабы).

Концентратор - устройство, коммутирующее несколько каналов связи на один путем частотного разделения.

В ЛВС, где физическая передающая среда представляет собой кабель ограниченной длины, для увеличения протяженности сети используются специальные устройства - повторители.

Повторитель - устройство, обеспечивающее сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом физической передающей среды, расстояние.

Существуют локальные и дистанционные повторители. Локальные повторители позволяют соединять фрагменты сетей, расположенные на расстоянии до 50 м, а дистанционные - до 2000.

Сеть сложной конфигурации, представляющая собой соединение нескольких сетей, нуждается в специальном устройстве. Задача этого устройства - отправить сообщение адресату в нужную сеть. Называется такое устройство маршрутизатор.

Маршрутизатор или роутер - устройство, соединяющее сети разного типа, но использующее одну операционную систему.

С помощью двух адресов - адреса сети и адреса узла маршрутизатор однозначно выбирает определенную станцию.

Узел - любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.

Например, необходимо установить связь с абонентом телефонной сети, находящимся в другом городе. Сначала набирается адрес телефонной сети этого города - код города. Затем - адрес узла этой сети - телефонный номер абонента. Функции маршрутизатора выполняет оператор АТС.

3. Электронная почта