Лекция 5. Сети передачи данных и информационно-вычислительные сети

Цель лекции: изучение особенностей построения сетей передачи данных и информационно-вычислительных сетей.

Содержание:

1) Сети передачи данных.

2) Информационно-вычислительные сети.

5.1 Сети передачи данных

По сравнению с традиционными телеграфными сетями к сетям ПД предъявляются более жесткие требования по верности, скоро­сти передачи и надежности.

Вторичная сеть ПД - это совокупность аппаратных и программ­ных средств для ПД между ЭВМ, а также между пользователями и ЭВМ.

Поскольку сеть ПД является основой, ядром для создания ин­формационно-вычислительных сетей (ИВС), она иногда называется базовой сетью ПД.

а) цифровые сети передачи данных с коммутацией каналов. Общим отличительным признаком цифровых сетей ПД является применение цифровых систем передачи (ЦСП) на всех участках сети, начиная от абонентских и кончая магистральными линиями, и электронных станций.

Цифровые сети ПД по сравнению с традиционными сетями ха­рактеризуются высокой верностью, большими скоростями переда­чи, малым временем установления соединения и высокой надежностью. Вероятность ошибки на знак в этих сетях скорость передачи по высокоскоростным каналам ПД - десятки, сотни Кбит/с и десятки Мбит/с.

Классификация сетей ПД приведена на рис. 5.1

Применение в цифровых сетях ПД управляющих систем позво­ляет ввести большой набор новых услуг, например, организацию закрытых групп пользователей, прямой и сокращенный вызов, идентификацию вызываемого абонента.

б) сети передачи данных с коммутацией сообщений.

В сетях передачи данных с коммутацией сообщений (сетях ПД-КС) сообще­ние, кроме данных, содержит служебные признаки, в том числе адрес получателя, категорию сообщения и т. д.

В ЦКС служебная часть анализируется, и сообщение передается в следующий ЦКС в соответствии с выбранным направлением. Сообщение ставится в очередь и находится в памяти ЦКС, пока все сообщения, находящиеся в очереди перед ним, не будут переданы.

Сообщения между ЦКС передаются с более высокими скоростями, чем на абонентском участке, однако задержки в сети с КС зависят не от времени передачи по каналу связи, а от времени нахождения сообщения в очереди ЦКС. Это время зависит от нагрузки сети, производительности ЦКС и ряда других факторов.

Рисунок 5.1 - Классификация сетей передачи данных.

В ЦКС сетей ПД-КС для управления всеми процессами приема и передачи, а также выполнения ряда дополнительных функций используются ЭВМ. На рисунке 5.2 приведен фрагмент участка сети ПД-КС, состоя­щий из четырех уровней.

Рисунок 5.2 – Фрагмент сети ПД-КС

На верхнем уровне располагаются междугородные МЦКС, на следующем - зоновые ЗЦКС, далее - низовые центры НЦКС и концентраторы КЦ и на самом нижнем уровне - АП. Связь МЦКС между собой осуществляется по полносвязной схеме, скорости передачи 4800 бит/с и выше. Непосредственно к МЦКС могут подключаться крупные вычислительные центры коллективного использования ВЦКП.

Зоновые центры ЗЦКС для обеспечения живучести и повышения надежности сети в целом подключаются не менее чем к двум МЦКС. Скорость передачи от ЗЦКС к МЦКС обыч­но 2400 или 4800 бит/с.

Главное достоинство метода КС - высокая эффективность ис­пользования пропускной способности канала.

в) сети передачи данных с коммутацией пакетов.

При коммутации пакетов сообщения делятся на пакеты, передающиеся по сети с высокой скоростью, малой вероятностью ошибки и небольшой задержкой.

Пакетом называется последовательность двоичных символов, состоящая из данных (информационной части), сигналов управле­ния соединением и поля контроля ошибок, которые располагаются в определенном формате. Пакеты обычно имеют длину порядка 1000 бит и образуются путем разделения более длинного сообще­ния на части.

На рисунке 5.3 представлен фрагмент сети ПД-КП, включающий четыре уровня. На верхнем уровне располагаются междугородные центры коммутации пакетов МЦКП, на третьем уров­не - зоновые центры ЗЦКП, на втором - концентраторы КЦ и на первом - оборудование пользователей, которое может включать АП стартстопного, синхронного и пакетного типов, ПЭВМ и вычислитель­ные центры, оборудованные процессорами телеобработки (ПТ).

Рисунок 5.3 – Фрагмент сети ПД-КП

В состав сети ПД-КП входят шлюзы - специальные устройства, через которые взаимодействуют с сетью ПД-КП другие сети (ПД-КП, ПД-КК, ТГОП, ТФОП и др.).