Способы передачи данных в вычислительных сетях. Коммутация каналов. Коммутация сообщений. Коммутация пакетов.

Существует три принципиально различные схемы коммутации в вычислительных сетях:

• коммутация каналов;

• коммутация пакетов;

  • коммутация сообщений

Коммутация каналов

Устанавливается соединение между передающей и принимающей стороной в виде непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами.

Затем сообщение передается по образованному каналу.

Достоинство: возможен двухсторонний обмен данными.

Недостаток: поочередный захват / блокирование сегментов канала приводит к увеличению времени ожидания, когда сегмент захвачен, но не используется.

Коммутация сообщений

Процесс пересылки данных, включающий прием, хранение, выбор исходного направления и дальнейшую передачу блоков сообщений (без разбивки на пакеты).

При коммутации сообщений блоки сообщений передаются последовательно от одного промежуточного узла к другому с временной буферизацией их на дисках каждого узла, пока не достигнут адресата.

При этом новая передача может начаться только после того, как весь блок будет принят.

Ошибка при передаче повлечет новую повторную передачу всего блока.

Достоинство: время ожидания отсутствует.

Недостаток: дополнительные аппаратные издержки, связанные с буферизацией данных в промежуточных узлах.

Коммутация пакетов

Прежде чем послать данные в вычислительную сеть, посылающий узел данных разбивает их на небольшие блоки стандартной длины, называемые пакетами данных.

На узле–получателе пакеты накапливаются и выстраиваются в должном порядке для восстановления исходного вида.

В составе любого пакета должна присутствовать следующая информация:

  • данные или информация, предназначенная для передачи по сети;
  • адрес, указывающий место назначения пакета.

Каждый узел сети имеет адрес.

Кроме того, адрес имеет и приложение. Адрес приложения необходим для того, чтобы идентифицировать, какому именно приложению принадлежит пакет;

Передача пакетов осуществляется аналогично передаче сообщений, но так как размер пакета стандартизован и значительно меньше блока сообщения, то требуется прогнозируемое место для буферизации и обработка пакета промежуточным коммуникационным оборудованием ускоряется.

Канал передачи данных занят только во время передачи пакета и по ее завершению освобождается для передачи других пакетов.

Шлюзы и маршрутизаторы, принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге станции назначения.

Пакеты могут передаваться по различным маршрутам и достигать конечного узла в произвольной последовательности. На конечном узле производится сборка сообщения из пакетов в правильной последовательности.

Возможна потеря / блуждание пакетов – необходима повторная передача.

Данный вид передачи данных является стандартом для сети Интернет.

61. Сетевое оборудование: сетевые карты, терминаторы, концентраторы (Hub), повторители (Repeater), Коммутаторы (Switch), маршрутизаторы (Router), мосты (Bridge), межсетевые экраны (firewall, брандмауэр), шлюзы (Gateway).

Сетевое оборудование

  1. Сетевые карты – это контроллеры, подключаемые в слоты расширения материнской платы компьютера, предназначенные для передачи сигналов в сеть и приема сигналов из сети.

2. Терминаторы - это резисторы номиналом 50 Ом, которые исключают отражение сигнала от концов сегментов сети.

3. Концентраторы (Hub) – это центральные устройства кабельной системы или сети физической топологии "звезда", которые при получении пакета на один из своих портов пересылает его на все остальные (логическая структура общей шины) или обеспечивает последовательное соединение выхода одной станции со входом другой станции (логическое кольцо).

4. Повторитель (Repeater) - усиливает и формирует форму входящего сигнала сети. Больше ничего не делает J.

5. Коммутатор (Switch) - управляемое сетевым программным обеспечением центральное устройство, сокращающее сетевой трафик за счет того, что пришедший пакет анализируется для выяснения адреса его получателя и соответственно передается только ему.

Коммутатор может обслуживать одновременно несколько запросов.

Если по какой-то причине нужный порт в данный момент времени занят, то пакет помещается в буферную память коммутатора, где и дожидается своей очереди.

Построенные с помощью коммутаторов сети могут охватывать несколько сотен станций и иметь протяженность в несколько километров.

6. Маршрутизатор (Router)- стандартное устройство сети, работающее на сетевом уровне и позволяющее переадресовывать и маршрутизировать пакеты из одной сети в другую, а также фильтровать широковещательные сообщения.

7. Мост (Bridge)- устройство сети, которое соединяет два отдельных сегмента, ограниченных своей физической длиной, и передает трафик между ними.

Мосты также усиливают и конвертируют сигналы для кабеля другого типа.

Это позволяет расширить максимальный размер сети, одновременно не нарушая ограничений на максимальную длину кабеля, количество подключенных устройств или количество повторителей на сетевой сегмент.

8. Шлюз (Gateway) - программно-аппаратный комплекс, соединяющий разнородные сети или сетевые устройства.

Шлюзы позволяет решать проблемы различия протоколов или систем адресации.

10. Межсетевой экран (firewall, брандмауэр) - это сетевое устройство, реализующее контроль за поступающей в локальную сеть и выходящей из нее информацией и обеспечивающее защиту локальной сети посредством фильтрации данных.

Большинство межсетевых экранов построено на классических моделях разграничения доступа, согласно которым субъекту (пользователю, программе, процессу или сетевому пакету) разрешается доступ к какому-либо объекту (файлу или узлу сети) при предъявлении некоторого уникального, присущего только этому субъекту, элемента.

В большинстве случаев этим элементом является пароль.

В других случаях таким уникальным элементом является микропроцессорная карточка, биометрические характеристики пользователя и т. п.

Для сетевого пакета таким элементом являются адреса или флаги, находящиеся в заголовке пакета, а также некоторые другие параметры.

Таким образом, межсетевой экран - это программный и/или аппаратный барьер между двумя сетями, позволяющий устанавливать только авторизованные межсетевые соединения.

Обычно межсетевые экраны защищают соединяемую с Internet корпоративную (локальную) сеть от проникновения извне и исключает возможность доступа к конфиденциальной информации.

Интерне́т (произносится [интэрнэ́т]; англ. Internet) — всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины.

интернет протоколы соответствуют модели ОСИ. он состоит из прикладного (хттп), транспортного(тисипи), сетевой (ип) канальный(Ethernet).

Электро́нная по́чта (англ. email, e-mail, от англ. electronic mail) — технология и предоставляемые ею услуги по пересылке и получению электронных сообщений (называемых «письма» или «электронные письма») по распределённой (в том числе глобальной) компьютерной сети.

Электронная почта по составу элементов и принципу работы практически повторяет систему обычной (бумажной)почты, заимствуя как термины (почта, письмо, конверт, вложение, ящик, доставка и другие), так и характерные особенности - простоту использования, задержки передачи сообщений, достаточную надёжность и в то же время отсутствие гарантии доставки.

Достоинствами электронной почты являются: легко воспринимаемые и запоминаемые человеком адреса видаимя_пользователя@имя_домена (например somebody@example.com); возможность передачи как простого текста, так и форматированного, а также произвольных файлов; независимость серверов (в общем случае они обращаются друг к другу непосредственно); достаточно высокая надёжность доставки сообщения; простота использования человеком и программами.

Недостатки электронной почты: наличие такого явления, как спам (массовые рекламные и вирусные рассылки); теоретическая невозможность гарантированной доставки конкретного письма; возможные задержки доставки сообщения (до нескольких суток); ограничения на размер одного сообщения и на общий размер сообщений в почтовом ящике (персональные для пользователей).

Протокол – SMTP, который реализует ДНС. DNS – определение правил пересылки пакетов.

Видеоконференция (англ. videoconference) — область информационной технологии, обеспечивающая одновременно двустороннюю передачу, обработку, преобразование и представление интерактивной информации на расстояние в режиме реального времени с помощью аппаратно-программных средств вычислительной техники.

Взаимодействие в режиме видеоконференций также называют сеансом видеоконференцсвязи.

Видеоконференцсвязь[1] (сокращенное название ВКС) — это телекоммуникационная технология интерактивноговзаимодействия двух и более удаленных абонентов, при которой между ними возможен обмен аудио- и видеоинформацией в реальном масштабе времени с учетом передачи управляющих данных.

Наши рекомендации