Информационные сети МГТУ МАМИ Кафедра ИСи ДТ Будылина

Информационные сети МГТУ «МАМИ» Кафедра ИСи. ДТ Будылина Е. А.

Коммуникационные сети Коммуникационной сетью называется сеть, основной задачей которой является передача данных. Она является ядром информационной сети, обеспечивающим передачу и некоторые виды обработки данных. Задачей коммуникационной сети является доставка адресатам блоков данных, которые при этом не должны терять своей целостности, доставляться без ошибок и искажения.

Коммуникационные сети (по способу передачи данных) Сети с селекцией маршрутизацией Смешанные сети данных

Коммуникационные сети (по типу передаваемых сигналов) Аналоговые сети Дискретные сети

Коммуникационные сети Аналоговая сеть коммуникационная сеть, передающая и обрабатывающая аналоговые сигналы. (Необходимость передачи звука, речи и изображений. ) Телефонная сеть Телевизионная сеть – Состоит из узлов коммутации сеть, предназначенная для (АТС) и абонентских систем обеспечения функционирования (тел. аппараты). телевидения. Первоначально телефонная сеть На первом этапе передача в была аналоговой. Сейчас сеть одном направлении, на втором – быстро переходит на в обе стороны. дискретные сигналы. Сети кабельного Дискретная телефонная сеть телевидения=>Гнездовая надежна в работе и структура=>Сокращается длина обеспечивает высокую магистралей, повышается помехоустойчивость связи. соотношение сигнал шум.

Коммуникационные сети Основной недостаток аналоговых сетей искажение сигналов и трудности, связанные с восстановлением их первоначальной формы. С появлением компьютеров стал ясен их второй недостаток трудности, связанные с обеспечением взаимодействия компьютеров, которые данные передают с помощью дискретных сигналов.

Коммуникационные сети Дискретная сеть коммуникационная сеть, передающая и обрабатывающая дискретные сигналы. Разработка теории, массовое производство разнообразных высокоскоростных Интегральных Схем (ИС), создание дискретной аппаратуры для каналов => обработка и передача данных слились в единое целое. Появились протоколы, определяющие дискретные сети. Использование в сетях дискретных сигналов позволило обеспечить различные виды коммутации на базе одних и тех же узлов коммутации и каналов. Эта задача решена – модель Цифровой Сети с Интегральным Обслуживанием (ЦСИО или ISDN). Для дискретных сетей созданы дискретные системы, обеспечивающие скоростную передачу сигналов.

Коммуникационные сети Дискретные сети по сравнению с прежними (аналоговыми сетями) имеют достаточно много преимуществ: высокая помехоустойчивость, широкое использование микропроцессоров и устройств памяти, простота каналообразующей аппаратуры.

Коммуникационные сети Коммуникационные подсети C селекцией информации Моноканальные Циклические С маршрутизацией информации узловые

Коммуникационные сети Подсети с селекцией информации характеризуются тем, что в них любой блок данных передается от одной абонентской системы отправителя всем абонентским системам. Системы, получив очередной блок данных, проверяют адрес его назначения. Система, которой адресован блок, принимает его, остальные системы отвергают этот блок. В результате происходит селекция информации, которая позволяет посылать блоки данных одной группе, а также сразу всем абонентским системам, подключенным к коммуникационной подсети.

Коммуникационные сети В моноканальной подсети каждый посланный блок данных попадает ко всем абонентским системам практически одновременно. В циклической подсети каждый передаваемый блок доставляется всем абонентским системам последовательно (по очереди), проходя мимо каждой из них.

Коммуникационные сети В коммуникационных подсетях с маршрутизацией информации передача данных в отличие от сетей предыдущего класса осуществляется от одной абонентской системы отправителя к другой абонентской системе получателю. Для обеспечения такой доставки информации в коммуникационной подсети используются один либо более узлов коммутации. Каждый узел коммутации принимает блоки данных и передает далее по различным направлениям в зависимости от адресов их назначения.

Коммуникационные сети Моноканальные, циклические и узловые подсети нередко конкурируют друг с другом. Моноканальные и узловые подсети могут быть как локальными, так и территориальными. Циклические подсети являются только локальными.

Моноканал это канал, одновременно (с точностью до времени их распространения) передающий сигналы группе систем. Если общее звено имеет несколько общих звеньев, повышается его пропускная способность и возрастает надежность передачи.

Моноканал

Моноканал состоит из одного или нескольких параллельно расположенных общих звеньев, блоков доступа и абонентских звеньев. Блоки доступа и абонентские звенья обеспечивают включение в сеть абонентских систем. Через общее звено каждый блок данных передается сразу всем абонентским системам. При больших скоростях передачи данных сигналы могут отражаться от конечных точек общего звена. В этих случаях на концах устанавливаются терминаторы (часто это просто резистор).

Моноканал Абонентские системы осуществляют прием блоков данных из моноканала следующим образом: Каждая система, получив блок, просматривает его адрес. Направленный ей блок используется для обработки, а "чужой" для нее блок уничтожается. Благодаря этому, блок может передаваться одной, нескольким либо всем абонентским системам.

Моноканал Общее звено моноканала может быть пассивным, например, состоять из коаксиального кабеля. Используются большие активные моноканалы, содержащие повторители. С другой стороны нередко оказывается удобным общее звено моноканала свернуть в группу точек: в результате получается точечный моноканал. В нем к каждой точке подключается группа абонентских систем, взаимосвязанных выполнением определенных задач. На базе точечного моноканала могут быть созданы коммутируемая локальная сеть либо ассоциация локальных сетей.

Группа абонентс ких систем Точка моноканала В магистральную сеть Моноканал

Моноканальные сети Моноканальная сеть это локальная сеть, ядром которой является моноканал. Моноканал в соответствии с базовой эталонной моделью взаимодействия открытых систем выполняет в сети роль физических средств соединения. Выбор физических средств моноканала зависит от предъявляемых к ним требований, среди которых, в первую очередь скорость передачи сигналов, надежность работы, стоимость средств.

Моноканальные сети По способу передачи сигналов моноканалы делятся на два вида: физические и частотные. Физическим называется канал, через который возможна одновременная передача только одного сигнала, в частотном канале за счет создания частотных полос одновременно передается группа сигналов (по каждой полосе по сигналу).

Моноканальные сети Физический моноканал

Моноканальные сети Группа частотных каналов, построенных на основе широкополосного коаксиального кабеля

Моноканальные сети Частотные моноканалы создаются на основе коаксиальных кабелей. В этих случаях общий канал имеет вспомогательные устройства. Они однонаправленные => проблемы. Решение 1: общий канал прокладывается так, чтобы он дважды проходил мимо всех абонентских систем. В первой сети (полоса а, стрелки) общий канал (в верхней его части) вначале собирает информацию, передаваемую абонентами A 1 M 1. Затем в нижней части канала осуществляется раздача полученной информации абонентам A 1 M 1. Аналогично для А 2 – М 2.

Моноканальные сети Решение 2: добавление к общему каналу головного преобразователя. Его задачей является передача сигналов из одного частотного канала в другой. Появление в моноканале головного преобразователя усложняет его структуру, но вдвое сокращает длину кабеля. В схеме каждый частотный моноканал использует уже две частотные полосы. По одной из них информация собирается со всех абонентских систем. По второй информация раздается всем абонентским системам сети. Головной преобразователь осуществляет преобразование частот, обеспечивающее соединение пар частотных полос.

Моноканальные сети Моноканал с преобразованием частоты

Моноканальные сети Моноканал, в котором сигналы по оптическим волокнам передаются только в одном направлении

Моноканальные сети Моноканал имеет форму звезды, исходящей из специального устройства, именуемого смесителем (СМ) сигналов. К нему от каждого блока доступа (БД) подходит два оптических волокна. Каждое из них передает сигналы в одном направлении. Задачей смесителя является передача пришедшего по одному из волокон сигнала параллельно всем волокнам, направленным к абонентским системам сети. В большом оптическом моноканале используется группа активных смесителей, располагаемых в несколько ярусов.

Моноканальные сети Трехъярусный моноканал

Моноканальные сети Оптический моноканал с зеркальным отражателем Общий канал дважды проходит мимо всех абонентских систем. В каждой точке подключения оптическое волокно встраивается зеркало. При приеме информации световой сигнал, отражаясь от общего канала, попадает к блоку доступа (БД).

Моноканальные сети Способы увеличения скоростей передачи блоков данных: Создание многоканальных моноканалов. Несмотря на наличие нескольких каналов, здесь не возникает проблема маршрутизации информации, т. к. выбирается номер общего канала, и осуществляется селекция по адресам назначения принимаемых блоков информации. Создание иерархии моноканалов.

Моноканальные сети Трехканальный моноканал

Моноканальные сети Иерархия моноканалов

Циклические сети Циклическое кольцо это кольцевой физический канал, обеспечивающий последовательную передачу сигналов группе систем. Циклическое кольцо является одним из типов сети с селекцией данных. Состоит из общего звена, блоков доступа и абонентских звеньев.

Циклические сети

Циклические сети Общее звено блоками доступа делится на сегменты, создаваемые на основе витой пары, плоского коаксиального кабеля либо оптического канала. Блоки доступа (Б) при помощи абонентских звеньев соединяются с абонентскими системами. В OSI кольцевой канал представляется физическими средствами соединения. Передача сигналов осуществляется в кольце в одном направлении. Блок, передавший кадр, должен его уничтожить. Остальные транслируют передаваемый кадр. Блоки доступа анализируют проходящие через них кадры и принимают решение: снять копию кадра, передать его далее и т. д. Принятый адресатом кадр с отметкой должен по кольцу быть доставлен его отправителю. В противном случае отправитель пошлет

Циклические сети В кольце должна быть обеспечена синхронизация работы всех блоков доступа. Для этого осуществляется тактирование движения кадров. Один из блоков доступа объявляется главным. Под него подстраиваются остальные. Взаимодействие систем обеспечивается множественным доступом с передачей полномочия. Общее звено кольца может состоять из одного кольцевого канала. Однако, тогда кольцо имеет довольно низкую надежность.

Циклические сети Кольцо с переключающими концентраторами

Циклические сети Кольцо с переключающими концентраторами кольцевая сеть, представленная в форме одной либо группы взаимосвязанных звезд. Задачей переключающего концентратора является обеспечение надежности работы циклического кольца. Для этого он соединяет дуги друг с другом, чтобы была создана взвездообразная сеть. При появлении неисправности концентратор отключает из кольца соответствующую дугу. Благодаря этому, остальная часть кольца продолжает нормальную работу. В зависимости от надобности в сети устанавливается один либо несколько концентраторов.

Циклические сети Сложное кольцо может иметь не только несколько переключающих концентраторов, но также содержать ретрансляционные системы. Последние соединяют кольцо с другими коммуникационными сетями. Переключающий концентратор может быть как пассивным, так и активным. В первом случае концентратор содержит лишь электронные реле, выводящие дуги из кольца. Активный концентратор, кроме этого, имеет логические элементы, способные обнаруживать и обходить возникающие неисправности.

Циклические сети Двойное кольцо

Циклические сети Двойное кольцо кольцевая сеть, образованная двумя кольцевыми каналами. Двойное кольцо состоит из двух общих звеньев, блоков доступа (Б) и абонентских звеньев. Оба общих звена проходят сквозь блоки доступа и в нормальном режиме работы работают параллельно, передавая сигналы в разные стороны. При разрыве одного из общих звеньев, сигналы продолжают передаваться по другому общему звену. При разрыве обоих общих звеньев два общих звена превращаются в одно кольцо, а блоки доступа, примыкающие к сегменту разрыва, обеспечивают разворот сигналов и передачу их из одного разорванного общего звена в другое.

Циклические сети Двойное кольцо с разрывом

Узловые сети Сеть с маршрутизацией данных тип коммуникационной сети, в которой для передачи данных необходимо выполнение процесса маршрутизации. Важной особенностью является наличие узлов коммутации. Поэтому ее именуют также узловой сетью. Передача данных от одного источника одновременно возможна только одному адресату.

Узловые сети Такая сеть состоит из одного либо группы узлов коммутации, связанных каналами друг с другом, а также с абонентскими системами и административными системами, подключаемыми в точках абонентского интерфейса. Этот интерфейс определяет взаимодействие сети с абонентской либо административной системой. Межузловой интерфейс характеризует в сети взаимодействие узлов коммутации друг с другом. Межсетевой интерфейс описывает взаимодействие двух сетей.

Узловые сети

Узловые сети Стратегия передачи данных в сети с маршрутизацией информации строится на следующих принципах. Каждый узел коммутации участвует в процессе маршрутизации, управляя только своей зоной каналами, связанными с этим узлом. Получая информацию в этой зоне, узел осуществляет маршрутизацию в зоне и коммутацию блоков данных либо каналов. Узлы коммутации могут также сообщать другу о состоянии компонентов сети и трафика в различных ее частях. В результате прокладываются маршруты передачи данных в соответствии с адресами их отправления и назначения.

Узловые сети Процесс управления сетью

Одноузловые сети Достоинства: низкая стоимость включения абонентских систем в сеть, возможность использования имеющихся каналов и каналообразующих компонентов учрежденческих АТС, применение типовых коммуникационных систем, возможность одновременной передачи данных и речи, использование простой физической среды – скрученных пар проводов.

Одноузловые сети Недостатки: наличие уязвимой точки — узла. Это приводит к тому, что все компоненты узла должны иметь необходимый резерв, а диагности ческие программы, быстро находить неисправности и подключать резервные компоненты, ограниченные скорости передачи данных, большая суммарная длина каналов.

Многоузловые сети Административная система обеспечивает выполнение функции управления. Она выполняет: автоматическое управление подсетью и контроль ее работы удаленная поддержка функционирования коммуникационных, систем, в том числе удаленная загрузка их программного обеспечения, теледиагностика и измерение, сбор статистики и подготовка отчетов о работе подсети, восстановление работы после сбоев и поломок, удаленная реконфигурация подсети.

Многоузловые сети Достоинства: распределенная структура подсети, хорошо вписывающаяся в топологию размещения абонентских систем, возможность использования простых необслуживаемых коммуникационных систем, способность одновременной передачи данных и речи, использование простых скрученных пар проводов.

Многоузловые сети Вместе с тем многоузловая подсеть имеет и ряд недостатков: значительное число коммуникационных систем и каналов, ограниченные скорости передачи информации, относительная сложность маршрутизации и управления переда чей данных.