Телекоммуникации

Телекоммуникации — это передача произвольной информации на расстояние с помощью технических средств (телефона, телеграфа, радио, телевидения и т.п.). В последнее время, говоря о телекоммуникациях, чаще всего имеют в виду передачу, прием, обработку и хранение информа-ции компьютерными средствами (с помощью модема), либо по традиционным телефонным лини-ям, либо с помощью спутниковой связи. Это компьютерные телекоммуникации (КТК). Передача и прием информации в КТК могут быть прямыми — с компьютера на компьютер (синхронная связь) и через промежуточную ЭВМ (асинхронная связь), которая позволяет накапливать сообщения и передавать ее на персональные компьютеры по мере запроса пользователями. КТК также исполь-зуется как средство доступа к программам удаленных компьютеров и сетевым службам, например, для получения определенных файлов или ответов на запросы из сетевых баз данных.

Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принте-ров и т. п.) и коммутационных устройств, соединенных кабелями. Локальные сети делятся на уч-режденческие (офисные сети фирм, сети организационного управления и другие сети, отли-чающиеся по терминологии, но практически одинаковые по своей идеологической сути) и сети управления технологическими процессами на предприятиях.

Локальные сети характерны тем, что расстояния между компонентами сети сравни-тельно невелики, как правило, не превышают нескольких километров. Локальные сети различают-ся по роли и значению компьютера в сети, структуре, методам доступа пользователей к сети, спосо-бам передачи данных между компонентами сети и др. Выбор сети определяется числом под-ключаемых пользователей, их приоритетом, необходимой скоростью и дальностью передачи дан-ных, требуемыми пропускной способностью, надежностью и стоимостью сети.

Обобщающее понятие среды передачи данных — это телекоммуникационная сеть. К ней от-носятся компьютерные, телефонные и некоторые другие сети. Телекоммуникационная сеть явля-ется скелетом информационной системы (ИС) предприятия. На современных предприятиях прак-тически любое устройство имеет возможность подключения к телекоммуникационной сети. Даже такие простые приборы, как счетчики воды и электроэнергии, передают информацию в центр управления. Хранение протоколов работы всего комплекса оборудования позволяет отслеживать процессы и производить эффективную диагностику неполадок.

Телекоммуникационная сеть здания, построенная в соответствии с современными стандар-тами, обладает двумя важными характеристиками. Первая — гибкость, то есть возможность быст-рого изменения логической структуры сети. Вторая — универсальность, то есть возможность ис-пользования всего набора пассивных компонентов сети для передачи разного рода информации. Например, одну и ту же розетку на рабочем месте можно использовать и для подключения анало-гового телефона, и для подключения цифрового аппарата, и для ISDN, и для компьютерной сети.

На базе высокопроизводительных телекоммуникационных сетей проводится распределенная обработка информации, в которых задача формируется на центральном компьютере сегмента сети — сервере, а вычислительная часть осуществляется на рабочей станции. При корректно спроекти-рованной сети и правильно поставленной задаче производительность такой системы может срав-ниться с производительностью суперкомпьютера.

Глобальные сети характеризуются значительно большими расстояниями между обмени-вающимися информацией компьютерами. Обычно в глобальных сетях одновременно находятся тысячи компьютеров, каждый из которых предоставляет доступ к определенным ресурсам. Спосо-бы передачи данных в таких сетях могут быть различны — от телефонной связи до радиоканалов.

Примеры глобальных компьютерных сетей: Internet, RELCOM, ИКСМИР, Fidonet, SPRINT-NET и др.

В последнее время распределенные вычисления осуществляются по весьма интересной схе-ме, задействующей Интернет. Известно, что большую часть времени компьютеры практически простаивают, то есть в них используется менее 10% процессорного времени на выполнение по-ставленных задач. Идея заключается в том, чтобы занять это время на обработку информации, по-ставляемой с центрального сервера проекта. На сегодняшний день существует несколько круп-нейших проектов, применяющих такую вычислительную сеть, в которой задействованы миллионы компьютеров по всему миру. Один из них, SETI@Home (Search for Extraterrestrial Intelligence) за-

пущен 13 мая 1999 года в Университете Беркли, занимается фильтрацией и анализом огромных массивов данных, получаемых телескопом в Аресибо (Arecibo, Пуэрто-Рико), в поисках признаков внеземного разума. Еще несколько проектов занимаются взломом криптографических алгоритмов, расшифровкой человеческого генома и другими задачами, требующими гигантских вычислитель-ных ресурсов.

Интернет — результат развития американской военной и научной компьютерной сети AR-PANET, спроектированной в 1961 году Агентством оборонных исследований США (Defence Ad-vanced Research Agency, DARPA) по заданию министерства обороны США. Первоначальной це-лью создания ARPANET было изучение методов обеспечения надежной связи между компьюте-рами различных типов и создание децентрализованной компьютерной сети, которая продолжала бы функционировать при выходе из строя более половины входящих в нее устройств.

Эксперимент оказался успешным, и в 1975 году ARPANET из экспериментальной сети пре-вратилась в рабочую. В 1983 году вышел первый стандарт для протоколов TCP/IP, составляющих техническую основу функционирования сети, в течение нескольких лет поддержка этих протоко-лов была реализована в основных операционных системах. В 1983 году из ARPANET выделилась MILNET, еще одна сеть, принадлежащая другому подразделению министерства обороны США. Однако обе эти сети в итоге начали обозначать единым словом — Internet. ARPANET в 1991 году официально прекратила свое существование, но Internet к тому времени уже вышел за пределы министерства обороны и научных организаций США и начал распространение по миру. С 4 ком-пьютеров в 1969 году Интернет вырос до 3,5 миллионов в 1994 и 16 миллионов в 1997.

Техническая основа интернета — протоколы TCP/IP. Название происходит от двух комму-никационных протоколов — Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP), которые являются основными.

В любой сети существует 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, ло-гический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной. Каж-дому из них соответствует набор протоколов (то есть правил взаимодействия). Протоколы физи-ческого уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. Протоколы логического уровня занимаются управлением передачей информации по каналам. Протоколы се-тевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, или маршрути-зацией пакетов в сети. Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. Протоколы представительского уровня занимаются об-служиванием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат про-граммы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонен-там. К таким программам относятся: telnet-сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и POP3 (Post Office Protocol) и т.д. К протоколам прикладного уровня относятся сетевые услуги и программы их пре-доставления.

Все услуги, предоставляемые сетью Internet, можно условно поделить на две категории: об-мен информацией между абонентами сети и использование баз данных сети.

К числу услуг связи между абонентами принадлежат, например:

Telnet — удаленный доступ. Дает возможность абоненту работать на любой ЭВМ сети Internet как на своей собственной. То есть запускать программы, менять режим работы и т.д.

FTP (File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов. Дает возможность абоненту обме-ниваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с уда-ленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.

NFS (Network File System) — распределенная файловая система. Дает возможность абоненту пользоваться файловой системой удаленного компьютера, как своей собственной.

Электронная почта — обмен почтовыми сообщениями с любым абонентом сети Internet. Существует возможность отправки как текстовых, так и двоичных файлов.

Новости — получение сетевых новостей и электронных досок объявлений сети и возмож-ность помещения информации на доски объявлений сети. Электронные доски объявлений сети Internet формируются по тематике. Пользователь может по своему выбору подписаться на любые

группы новостей.

Ping — проверка доступности удаленной ЭВМ по сети.

Talk — дает возможность «разговора» с пользователем удаленной ЭВМ. При этом на экране одновременно виден вводимый текст и ответ удаленного пользователя.

Whois — адресная книга сети Internet. По запросу абонент может получить информацию о принадлежности удаленного компьютера, о пользователях.

Finger — получение информации о пользователях удаленного компьютера.

Шлюзы — дают возможность абоненту отправлять сообщения в сети, не работающие с про-токолами TCP\IP (Fido, Goldnet, AT50).

WWW — система для работы с гипертекстом. На сегодняшний день WWW практически отождествляется с интернетом, хотя на самом деле является только самой крупной его частью. Гипертекст соединяет различные документы на основе заранее заданного набора слов. Например, когда в тексте встречается новое слово или понятие, система, работающая с гипертекстом, дает возможность перейти к другому документу, в котором это слово или понятие рассматривается бо-лее подробно. WWW часто используется в качестве интерфейса к базам данных, расположенных на серверах в интернете.

Практически все услуги сети построены на принципе клиент-сервер. Сервером в сети Internet называется компьютер способный предоставлять клиентам (по мере прихода от них запросов) не-которые сетевые услуги. Взаимодействие клиент-сервер строится обычно следующим образом. По приходу запросов от клиентов сервер запускает различные программы предоставления сетевых услуг. По мере выполнения запущенных программ сервер отвечает на запросы клиентов.

Все программное обеспечение сети также можно поделить на клиентское и серверное. При этом программное обеспечение сервера занимается предоставлением сетевых услуг, а клиентское программное обеспечение обеспечивает передачу запросов серверу и получение ответов от него.