→ → Основные понятия инфокоммуникационных систем и сетей. Инфокоммуникационные системы и сети: понятие, классификация, модели, особенности устройства, применение и настройка Инфокоммуникационные системы и сети актуальность состоит в

Основные понятия инфокоммуникационных систем и сетей. Инфокоммуникационные системы и сети: понятие, классификация, модели, особенности устройства, применение и настройка Инфокоммуникационные системы и сети актуальность состоит в

Целью изучения дисциплины является формирования знаний о принципах построения ИКС, современных технологиях их реализацией и о задачах, решаемых с помощью таких систем и сетей, а также формирование умений проводить анализ и синтез таких систем. Information and communication technologies(ICT) – подразумевается интеграция классических технологий, базирующихся на ИС с существующими сетями и системами телекоммуникаций.

Понятие инфокоммуникационных технологий часто используется как синоним информационных технологий с акцентом на средство коммуникации. Это понятие включает в себя:

Апппаратные и программные средства ИС;

Телекоммуникационное оборудование;

Телекоммуникационные услуги;

Инфокоммуникационные технологии реализуются с помощью инфокоммуникационных сетей. Согласно закону об информации инфокоммуникационная сеть – это технологическая система предназначенная для передачи информации по линиям связи, а доступ к этой информации осуществляется с использованием средств вычислительной техники.

Инфокоммуникационные системы предназначены для передачи и хранения данных, основной упор при этом делается на передаче данных.

Классификация инфокоммуникационных систем (базируется на классификации компьютерных сетей):

По охвату этой сети территории:

Сети масштаба LAN (Local Area Network)

Сети масштаба MAN (Metropoliten Area Network)

Сети масштаба WAN (World Area Network)

По топологии(описание расположения)

Основные понятия:

Хост(host) – это постоянно подключенное к сети устройство.

Шлюз(gateway) – компьютер или сетевое устройство осуществляющее преобразование протоколов при передаче информации между разными типами сетей. Как правило, шлюзы используются для организации доступа к ресурсам глобальной сети из локальных сетей.

Модель osi

Взаимодействие компьютеров сети описывается понятиями сформированными в эталонной модели взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection), которая разрабатывалась международной организацией стандартизации. В нашей стране модель OSI описана в стандарте ГОСТ РИСО/МЭК 7498-1-99. Модель OSI описывает процедуры обмена данными между компьютерами на различных уровнях и обмен данными между уровнями на одном компьютере.

Название уровня

Описание функций

Физический (Physical layer)

Физическая среда, в которой существует канал передачи данных

Канальный(Data link layer)

Прием и передача пакетов данных, а также определение аппаратных адресов хостов или узлов сети.

Сетевой (Network layer)

Маршрутизация и ведение учетов при передаче данных.

Транспортный (Transport layer)

Обеспечение корректной передачи данных.

Сеансовый (Session layer)

Аутентификация и проверка полномочий.

Представление данных (Presentation layer)

Интерпретация и сжатие данных.

Прикладной(Application layer)

Представление услуг на уровне конечного пользования и на уровне конечного приложения.

    Физический уровень

Получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в электронные сигналы соответствующие 0 и 1 бинарного потока. Эти сигналы посылаются через среду передачи на приемный узел. Механические и электромагнитные свойства среды передачи определяются на физическом уровне и включают в себя:

    типы кабелей и разъемов

    разводку контактов в разъемах

    схему кодирования сигналов для значения 0 и 1

    Канальный уровень

Обеспечивает создание, передачу и прием кадров данных. Этот уровень обслуживает запросы вышестоящего сетевого уровня и использует сервис физического уровня для приема и передачи этих кадров данных. канальный уровень делится на 2 подуровня:

    подуровень управления логическими каналами (LLC – Logical Layer Control)

    подуровень управления доступом к среде (MAC - Media Access Control)

LLC обеспечивает обслуживание сетевого уровня, т. е. данные приходящие с сетевого уровня он формирует в кадры данных.

А MAC – регулирует доступ к физической среде передачи данных

    Сетевой уровень

Отвечает за деление хостов на группы. На этом уровне происходит маршрутизация пакетов данных на основе преобразования MAC-адресов в сетевые адреса. Также на сетевом уровне происходит прозрачная передача пакетов данных на вышестоящий уровень.

    Транспортный уровень

Делит потоки информации вышележащих уровней на достаточно мелкие фрагменты (пакеты) для передачи их на сетевой уровень

    Сеансовый уровень

Отвечает за организацию сеансов обмена данными между хостами

    Уровень представления

Отвечает за возможность диалога между приложениями на разных компьютерах. Этот уровень обеспечивает преобразование данных прикладного уровня в поток информации для транспортного уровня.

    Прикладной уровень

Отвечает за доступ приложений к сети (перенос файлов, обмен данными, управление ресурсами сети).

В настоящее время тенденции развития как средств обработки и распределения информации, так и информационных систем в целом характеризуются тем, что, с одной стороны, развитие телекоммуникационных сетей требует применения цифровых каналов и систем передачи данных, средств вычислительной техники для обработки информации в процессе ее передачи, а с другой - развитие средств обработки информации и вычислительной техники требует все большего применения средств связи для организации обмена информацией в интересах решения прикладных задач. И как результат - процессы интеграции и конвергенции телекоммуникационных сетей и средств информатизации способствовали превращению телекоммуникационных сетей в инфокоммуникационные сети (ранее применялись также термины «информационная сеть», «телекоммуникационная вычислительная сеть» и др.).

Согласно существующим представлениям, инфокоммуникационнаясистема – это совокупность, включающая сущности информационной и телекоммуникационной систем. Информационная система включает в себя информацию и пользователя. Телекоммуникационная система обеспечивает перенос информации от источника к потребителю. Таким образом, инфокоммуникационную систему образует совокупность сети телекоммуникаций (телекоммуникационной подсистемы), прикладной подсистемы (средств хранения и обработки информации, прикладных процессов), а также подсистемы источников и потребителей информации (пользовательские подсистемы).

Наряду с терминами «инфокоммуникационная система » и «инфокоммуникационная сеть » используются термины:

Информационно-телекоммуникационные системы - класс систем, реализующий множество технологических процессов по сбору, обработке, хранению, поиску информации и доступа к ней, переносу (транспортировке) всех видов сообщений путем их объединения в единые транспортные потоки.

Информационно-телекоммуникационная сеть - технологическая система, содержащая линии связи, узлы и пользовательское оборудование, обеспечивающая возможность предоставления услуг по доставке информации пользователям и, частично, по ее хранению и обработке в процессе передачи и доставки.

Федеральный закон Российской Федерации «Об информации, информационных технологиях и о защите информации», определяет информационно-телекоммуникационную сеть , «как технологическую систему, предназначенную для передачи по линиям связи информации, доступ к которой осуществляется с использованием средств вычислительной техники».

В целях обеспечения корректности использования таких терминов как «инфокоммуникации», «инфокоммуникационная сеть», «инфокоммуника-ционные технологии» и др. рассмотрим их определения и взаимосвязь.


В статьеП.П. Воробиенко, Л.А. Никитюк (Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова) даются определения базовым понятиям, характеризующим предмет труда специалистов инфокоммуникационной отрасли, а именно: «инфокоммуникации» как область деятельности, «инфокоммуникационная сеть» как физический объект, «инфокоммуникационные технологии» как совокупность методов и способов, обеспечивающих функционирование такого объекта и «инфокоммуникационная услуга» как конечный результат.

Инфокоммуникации (Infocommunications) - это совокупность средств обработки, накопления, хранения информации и переноса ее в пространстве, имплементированных (исполненных) в единую сетевую структуру, посредством которой обеспечивается доступность информационных ресурсов и информационный обмен.

Инфокоммуникационная сеть (Infocommunication Network) - это совокупность территориально рассредоточенных информационных, вычислительных ресурсов, программных комплексов управления, размещаемых в оконечных системах сети и терминальных системах пользователей, взаимодействие между которыми обеспечивается посредством телекоммуникаций, и которые совместно образуют единую мультисервисную платформу.

Инфокоммуникационные технологии (Infocommunication Technologies) - это совокупность методов и способов обработки, накопления, хранения, отображения и обеспечения целостности информации, а также способов реализации режимов ее переноса в пространстве, обеспечивающих некоторый гарантированный уровень качества обслуживания.

Инфокоммуникационная услуга (Infocommunication Service) - это мультиуслуга, обеспечивающая удовлетворение телекоммуникационных либо информационных, либо тех и других одновременно потребностей потребителя с предоставлением ему возможности участия в управлении процессом реализации услуги.

В РД 115.005-2002 инфокоммуникационные технологии определяются как «совокупность методов и средств реализации информационных и телекоммуникационных процессов». Данное понятие объединяет две составляющие: информационные технологии и телекоммуникационные технологии .

Информационные процессы - сбор, обработка, накопление, хранение, поиск и распространение информации.

Телекоммуникационные процессы - передача и коммуникация информации (РД 115.005-2002).

Под информационной технологией (Information Technology ) понимаются процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления этих процессов и методов (ГОСТ Р 52653-2006).

Более широко в настоящее время используется термин «информационно-коммуникационные технологии » (Information and Communication Technology), отражающий совокупность информационных процессов и методов работы с информацией, осуществляемых с применением средств вычислительной техники и средств телекоммуникации (ГОСТ Р 52653-2006).

Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) - технологии, предназначенные для совместной реализации информационных и коммуникационных процессов.

Таким образом, инфокоммуникационные сети предназначены для предоставления пользователям услуг, связанных с обменом информацией, ее потреблением, а также обработкой, хранением и накоплением.

В качестве пользователей могут выступать как физические лица, так и юридические (фирмы, организации, предприятия).

Пользователь, организуя запрос на предоставление той или иной услуги, активизирует в своей оконечной системе некоторый прикладной процесс, выполняющий обработку информации для конкретной услуги связи или приложения.

Оконечными системами инфокоммуникационной сети могут быть:

· терминальные системы, обеспечивающие доступ к сети и ее ресурсам;

· рабочие системы, предоставляющие сетевой сервис (управление доступом к файлам, программам, сетевым устройствам, обслуживание вызовов и т.д.);

· административные системы, реализующие управление сетью и отдельными ее частями.

Базовым компонентом, ядром инфокоммуникационной сети, является телекоммуникационная сеть.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Инфокоммуникации как сложные системы

1. Инфок оммуникации как сложные системы

Ранее были рассмотрены вопросы, относящиеся к методологии системного анализа. При этом значительная часть из них пересекалась с проблематикой теории систем и моделирования процессов и явлений. Теперь рассмотрим инфокоммуникационные технологии как сложную систему. Назовем основные свойства таких систем.

1. Инфокоммуникационные системы представляют собой совокупность телекоммуникационной сети, средств хранения и обработки информации, а также источников и потребителей информации.

2. Инфокоммуникационные системы состоят из двух основных подсистем: технической и пользовательской. Взаимодействие этих различных по своей физической сущности подсистем определяет структуру и функции инфокоммуникационной системы.

3. Инфокоммуникационные системы являются «большими» системами, содержащими огромное количество компонентов, многие из которых -- сами большие системы либо многофункциональные устройства. Компоненты инфокоммуникационной системы имеют различное устройство и выполняют различные функции.

4. Инфокоммуникационные системы многосвязные: их различные компоненты соединены между собой и имеют как прямые, так и обратные связи. Структура и топология инфокоммуникационных систем переменны, управляемы, зависят от пользователей.

5. Инфокоммуникационные системы являются крупномасштабными системами, охватывающими крупные территории и интегрирующимися в мировую систему инфокоммуникаций. Инфокоммуникационные системы взаимно проникающие. Процессы в таких системах могут проходить с различными скоростями.

6. Инфокоммуникационные системы являются пространственно-распределенными и содержат как дискретные, так и непрерывные (пространственно-протяженные) компоненты. Элементы системы могут быть стационарными (статическими) или движущимися (динамическими). Такая природа инфокоммуникационных систем порождает особую специфику происходящих в них процессов.

7. Инфокоммуникационные системы являются эргатическими. Эргатическия система - сложная система управления, составным элементом которой выступает человек-оператор (или группа операторов).

8. Инфокоммуникационные системы являются немарковскими с точки зрения протекающих в них процессов. Это означает, что поведение системы определяется не только текущим состоянием, но и предысторией, причем довольно длительной, а также скрытыми возможностями, включающимися спонтанно в определенных условиях.

9. Инфокоммуникационные системы нелинейны. Важно отметить следующие моменты:

* нелинейная зависимость между различными видами оборудования в системе -- техническая нелинейность;

* нелинейная зависимость между нагрузкой, создаваемой абонентами системы, и пропускной способностью системы. Абонентская нагрузка существенно ситуационна, пропускная способность определяется инженерными решениями.

10. Инфокоммуникационные системы синергетичны, т.е. самоорганизуемы и склонны к самостоятельному автономному поведению, обладают способностями к самосохранению и противодействию внешним воздействиям, устранению произошедших изменений внутренними средствами (в определенных пределах), а также функциональной инертностью.

11. Инфокоммуникационные системы находятся в непрерывном развитии.

12. Инфокоммуникационные системы наукоемки и базируются на перспективных технических разработках.

13. Инфокоммуникационные системы являются сложными системами высокого уровня, т.е. сверхсложными. Сверхсложными называются системы, состоящие из нескольких сложных систем. Сложность образуется в результате взаимодействия ряда указанных выше факторов: многокомпонентности; нелинейности; большого числа степеней свободы; наличия памяти.

2. Стратифицирова нный подход в инфокоммуникациях

Стратификация - это разделение системы на совокупность элементов, отображающих ее поведение на различных уровнях декомпозиции (эти уровни называются стратами). Каждый уровень учитывает присущие ему свойства, переменные и зависимости.

В инфокоммуникациях использование механизма стратификации вылилось в создание сетевой модели OSI (Open Systems Interconnection Basic Reference Model - базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем). Именно эта модель позволяет разбить все многообразие используемых в инфокоммуникационных системах операций (протоколов) на 7 взаимодействующих друг с другом слоев, внутри которых возможен их отдельный анализ и рассмотрение.

Уровни (слои) модели OSI представлены в таблице.

Таблица - Уровни модели OSI

Модель OSI

Тип данных

Уровень

Функции

Прикладной

Доступ к сетевым службам

Подсистема пользователя

Представительский

Представление и шифрование данных

Сеансовый

Управление сеансом связи

Транспортная сеть

Сегменты/

Дейтаграммы

Транспортный

Прямая связь между конечными пунктами и надежность

Определение маршрута и логическая адресация

Подсистема сети

Канальный

Физическая адресация

Физический

Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными

В литературе наиболее часто принято начинать описание уровней модели OSI с 7-го уровня, называемого прикладным, на котором пользовательские приложения обращаются к сети. Модель OSI заканчивается 1-м уровнем -- физическим, на котором определены стандарты, предъявляемые независимыми производителями к средам передачи данных:

Тип передающей среды (медный кабель, оптоволокно, радиоэфир и др.),

Тип модуляции сигнала,

Сигнальные уровни логических дискретных состояний (нуля и единицы).

Любой протокол модели OSI должен взаимодействовать либо с протоколами своего уровня, либо с протоколами на единицу выше и/или ниже своего уровня. Взаимодействия с протоколами своего уровня называются горизонтальными, а с уровнями на единицу выше или ниже -- вертикальными. Любой протокол модели OSI может выполнять только функции своего уровня и не может выполнять функций другого уровня, что не выполняется в протоколах альтернативных моделей. Каждому уровню с некоторой долей условности соответствует свой операнд -- логически неделимый элемент данных, которым на отдельном уровне можно оперировать в рамках модели и используемых протоколов: на физическом уровне мельчайшая единица -- бит, на канальном уровне информация объединена в кадры, на сетевом -- в пакеты (дейтаграммы), на транспортном -- в сегменты. Любой фрагмент данных, логически объедин?нных для передачи -- кадр, пакет, дейтаграмма -- считается сообщением. Именно сообщения в общем виде являются операндами сеансового, представительского и прикладного уровней. К базовым сетевым технологиям относятся физический и канальный уровни.

Остановимся на назначении каждого из уровней эталонной модели. Начнем с верхнего уровня, т.к. именно на нем начинается активизация процесса передачи информации. Этот уровень наиболее близок к пользователю.

Прикладной уровень -- отвечает за инициализацию и завершение сеансов связи, распределение программных и аппаратных средств для реализации процесса. Иногда этот уровень называют уровнем управления процессами. В зависимости от назначения и типа оконечного устройства, оно может осуществлять реализацию нескольких прикладных процессов, и пользователь может воспользоваться любым из протоколов.

Протоколы прикладного уровня: RDP (Remote Desktop Protocol), HTTP (HyperText Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), SNMP (Simple Network Management Protocol), POP3 (Post Office Protocol Version 3), FTP (File Transfer Protocol), XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol), OSCAR (Open System for CommunicAtion in Realtime), SIP (Session Initiation Protocol) и другие.

Представительный уровень -- обеспечивает работу прикладного уровня, структурирует данные, осуществляет преобразование символьных потоков, засекречивание и рассекречивание информации, а также осуществляет необходимые преобразования данных для отображения их на дисплеях или печатающих устройствах.

Запросы приложений, полученные с прикладного уровня, на уровне представления преобразуются в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразуются в формат приложений. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально. Уровень представлений обычно представляет собой промежуточный протокол для преобразования информации из соседних уровней. Это позволяет осуществлять обмен между приложениями разнородных компьютерных систем прозрачным для приложений образом.

Протоколы уровня представления: AFP -- Apple Filing Protocol, ICA -- Independent Computing Architecture, LPP -- Lightweight Presentation Protocol, NCP -- NetWare Core Protocol, NDR -- Network Data Representation, XDR -- eXternal Data Representation, X.25 PAD -- Packet Assembler/Disassembler Protocol. инфокоммуникационный стратифицированный сетевой эталонный

Сеансовый уровень -- создает стандарт сеанса и контролирует его соблюдение. На этом уровне регламентируются правила ведения диалога. В случае прерывания сеанса на этом уровне обеспечивается его восстановление или извещение о невозможности дальнейшей работы.

Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.

Протоколы сеансового уровня: ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol), ASP (AppleTalk Session Protocol), H.245 (Call Control Protocol for Multimedia Communication), ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), iSNS (Internet Storage Name Service), L2F (Layer 2 Forwarding Protocol), L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol), NetBIOS (Network Basic Input Output System), PAP (Password Authentication Protocol), PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol), RPC (Remote Procedure Call Protocol), RTCP (Real-time Transport Control Protocol), SMPP (Short Message Peer-to-Peer), SCP (Session Control Protocol), ZIP (Zone Information Protocol), SDP (Sockets Direct Protocol).

Транспортный уровень -- обеспечивает управление транспортировкой сообщения. В частности, на этот уровень возложены задачи контроля целостности сообщений, оптимизации использования средств связи, выбор вида и качества обслуживания процесса. На этом уровне выбирается тип коммутации (каналов, сообщений, пакетов и т.д.), формируется стандартное транспортное сообщение из входных данных, проводится формирование начала и конца транспортируемых единиц данных.

Протоколы транспортного уровня: ATP (AppleTalk Transaction Protocol), CUDP (Cyclic UDP), DCCP (Datagram Congestion Control Protocol), FCP (Fiber Channel Protocol), IL (IL Protocol), NBF (NetBIOS Frames protocol), NCP (NetWare Core Protocol), RTP (Real-time Transport Protocol), SCTP (Stream Control Transmission Protocol), SPX (Sequenced Packet Exchange), SST (Structured Stream Transport), TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

Эти четыре уровня эталонной модели определяют и реализуют процессы взаимодействия пользователей, поэтому их иногда называют подсистемой пользователя .

Три нижних уровня определяют работу непосредственно сети связи при обслуживании пользователей. Поэтому их называют подсистемой сети .

Сетевой уровень -- реализует доставку данных между любыми узлами сети. На этом уровне формируются физические и виртуальные каналы, дейтаграммы, осуществляются маршруты продвижения данных. Этот уровень отвечает за правильность сборки сообщения из сетевых единиц.

Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю. Работающие на этом уровне устройства (маршрутизаторы) условно называют устройствами третьего уровня (по номеру уровня в модели OSI). Протоколы сетевого уровня: IP/IPv4/IPv6 (Internet Protocol), IPX (Internetwork Packet Exchange, протокол межсетевого обмена), X.25 (частично этот протокол реализован на уровне 2), CLNP (сетевой протокол без организации соединений), IPsec (Internet Protocol Security). Протоколы маршрутизации -- RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First).

Канальный уровень -- определяет правила передачи модуля данных по физическому звену связи. Этот уровень отвечает за обнаружение и исправление ошибок, возникающих из-за помех в канале связи, формирование сообщений вышестоящему уровню о неустранимых ошибках, слежение за скоростью обмена.

Полученные с физического уровня данные, представленные в битах, он упаковывает в кадры, проверяет их на целостность и, если нужно, исправляет ошибки (формирует повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием. Спецификация IEEE802 разделяет этот уровень на два подуровня: MAC (англ. media access control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC(англ. logical link control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня. На этом уровне работают коммутаторы, шлюзы и другие устройства. Эти устройства используют адресацию второго уровня (по номеру уровня в модели OSI).

Протоколы канального уровня - ARCnet, ATM, Controller Area Network (CAN), Econet, Ethernet, Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS), Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Frame Relay, High-Level Data Link Control (HDLC), IEEE 802.2 (provides LLC functions to IEEE 802 MAC layers), Link Access Procedures, D channel (LAPD),IEEE 802.11 wireless LAN, LocalTalk, Multiprotocol Label Switching (MPLS), Point-to-Point Protocol (PPP), Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE), Serial Line Internet Protocol (SLIP, устарел), StarLan, Token ring, Unidirectional Link Detection (UDLD), x.25. В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы. В операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой. Это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС. Примеры таких интерфейсов: ODI, NDIS, UDI.

Физический уровень -- нижний уровень модели, который определяет метод передачи данных, представленных в двоичном виде, от одного устройства (компьютера) к другому. На этом уровне осуществляют передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их при?м и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. На этом уровне также работают концентраторы, повторители сигнала и медиаконвертеры. Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие виды сред передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передачи данных и т. п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящихся к физическому уровню, являются: V.35, RS-232, RS-485, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI и BNC. Протоколы физического уровня: IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, DSL, ISDN, SONET/SDH, 802.11 Wi-Fi, Etherloop, GSM Um radio interface, ITU и ITU-T, TransferJet, ARINC 818, G.hn/G.9960.

В модели OSI одинаковые уровни различных систем сообщаются между собой посредством протоколов. Однако эти одинаковые уровни различных систем не связываются между собой непосредственно, а только через физический уровень, что обеспечивает полную совместимость любых систем различного типа. Введение модели OSI создало методологическую основу построения унифицированных телекоммуникационных сетей. Несмотря на то, что были разработаны и другие модели, именно модель OSI стала базой для объединения всего многообразия выпускаемых программно-аппаратных средств. В таблице 4.2 показано, как применяется эталонная модель для телефонной сети и сети Интернет.

Модель эталонной сети OSI для сети Интернет и телефонной сети

Уровень

Сеть интернет

Телефонная сеть

Определяет наличие партнеров и необходимые ресурсы, синхронизирует работу прикладных программ, устанавливает соглашения по процедурам устранения ошибок и управляет целостностью перемещения данных

Проявляется в свойствах линии связи, без учета ее внутренней схемы построения. К таковым свойствам относятся: диапазон рабочих частот (0,3 - 3,4 кГц), уровень шумов, АЧХ

Отвечает за представление данных, посылаемых из прикладного уровня одной системы в адрес другой, для чего согласует формат и синтаксис перемещаемых данных. В случае необходимости могут выполняться алгоритмы шифрования для защиты перемещаемых данных

Проявляет себя при необходимости согласования совместной работы методов дискретизации или когда требуется согласовать алгоритмы сжатия речевой информации

Устанавливает, управляет и завершает сеансы взаимодействия между двумя или более прикладными задачами, а также синхронизирует и управляет перемещением информации между ними. Устанавливает класс услуг и уведомляет об исключительных ситуациях, обеспечивает соответствие символьного представления адреса с двоичным представлением в соответствии с протоколами DNS и др.

Управляет вызовом и сигнализацией при наборе и передаче номера на АТС. Осуществляет контроль исполнения системы расчетов с абонентами. В сетях подвижной связи обеспечивает слежение за изменением местоположения абонента и переадресацией вызова. В интеллектуальных сетях выполняет набор дополнительных функций обработки вызовов и сеансов

Обеспечивает перенос информации по надежным или ненадежным соединениям, реализует качество обслуживания трафика, запрашиваемое сеансовым уровнем, с целью предотвращения переполнения одной системы данными из другой системы

Реализует методы мультиплексирования речевого трафика, а также дополнительные методы мультиплексирования для объединения речевого трафика с другими видами трафика

Обеспечивает установление требуемого типа соединения между двумя конечными системами путем выбора маршрута через множество подсетей. Протоколы маршрутизации осуществляют синхронизацию маршрутных таблиц, по которым алгоритмы маршрутизации вычисляют маршруты

Устанавливает соединения между вызывающим и вызываемым абонентами посредством системы сигнализации. (Например, организует тракт передачи через узлы коммутации всего множества подсетей)

Обеспечивает транзит данных через физический канал. Выполняя эту задачу, решаются вопросы физической адресации, топологии сети, линейной дисциплины (способ использования канала передачи), упорядоченной доставки блоков данных, уведомление о неисправностях и управление потоком данных

Определяет электротехнические, механические, процедурные и функциональные характеристики активации, поддержания и дезактивации физического канала между конечными системами. Спецификации физического уровня определяют уровни напряжений, синхронизацию изменения напряжений, скорость передачи сообщений, максимальные расстояния передачи, физические соединители и другие аналогичные характеристики

Соответствие уровней модели OSI стеку протоколов TCP/IP

Сегодня сети с коммутацией пакетов преимущественно базируются на стеке протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Модель сети, построенной на протоколах TCP/IP, является четырехуровневой. Однако ее можно представить в виде эталонной семиуровневой модели OSI, которая появилась позднее, и по сути является развитием четырехуровневой системы.

Рис. Модель системы TCP/IP

Как видно из рис.4.1, три высших уровня эталонной модели OSI (прикладной, представительный и сеансовый) соответствуют прикладному уровню модели сети, построенной на протоколах TCP/IP. Два низших уровня (канальный и физический) эталонной модели OSI в модели сети с пакетной коммутацией объединены в уровень сетевых интерфейсов. Рассмотрим их более подробно.

Структура протоколов TCP/IP приведена на рисунке.

Рисунок - Стек протоколов TCP/IP

Наиболее низкий уровень (уровень IV) отвечает физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня. Для локальных сетей - это Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальных сетей - протоколы соединений «точка-точка» SLIP и PPP, протоколы территориальных сетей с коммутацией пакетов Х.25, Frame Relay. Разработана также специальная спецификация, определяющая использование технологии АТМ в качестве транспорта канального уровня. Обычно при появлении новой технологии локальных или глобальных сетей она быстро подключается к стеку TCP/IP за счет разработки соответствующей спецификации, что определяет метод инкапсуляции пакетов IP в ее тело.

Следующий уровень (уровень ІІІ) - это уровень межсетевого взаимодействия, занимающийся передачей пакетов с использованием разных транспортных технологий локальных сетей, территориальных сетей, линий специальной связи и т.п. В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке используется протокол ІР, который с самого начала проектировался, как протокол передачи пакетов для составных сетей, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно тратя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Протокол IP является дейтаграммным протоколом, то есть, он обеспечивает негарантированную доставку пакетов в узел назначения. К уровню межсетового взаимодействия относятся и все протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие, как протоколы сбора маршрутной информации RIP (Pouting internet Protocol) и OSPF (Open Shortest First) , а также протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol). Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и узлом - источником пакета.

Следующий уровень (уровень ІІ) называется транспортным. На этом уровне функционирует протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между отдаленными прикладными процессами за счет образования виртуальных соединений. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, и, как и IP, выполняет только функции связующего звена между сетевым протоколом и многочисленными прикладными процессами.

И наконец, уровень І соответствует уровням 6 и 7 модели OSI.

Как видим, существует два варианта стратификации:

Четырехслойный (модель TCP/IP),

Семиуровневый (модель OSI).

Второй вариант является более приемлемым для анализа, поскольку содержание слоев (уровней) оказывается более простым.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

    Ознакомление с моделью взаимодействия открытых систем (OSI), программным пакетом Packet Tracer. Изучение работы устройств 1-го и 2-го уровней. Построение локальной сети посредством коммутатора Коммутатор0. Эталонная модель взаимодействия открытых систем.

    лабораторная работа , добавлен 14.12.2014

    Характеристика предприятия, для которого проектируется локальная вычислительная сеть. Возможные топологии сети. Сущность эталонной модели взаимосвязи открытых систем (OSI) и сетевых протоколов. Производительность каналов и соединительной аппаратуры.

    курсовая работа , добавлен 24.11.2016

    Основные понятия в телекоммуникациях. Материально-техническая основа федеральной связи и структура первичной сети. Принципы построения ГТС и СТС. Организации стандартизации в области телекоммуникаций. Модель взаимодействия открытых систем связи.

    реферат , добавлен 22.08.2011

    Изучение структуры и принципов построения ЛВС с шинной топологией со случайным методом доступа к моноканалу. Особенности и сущность работы шинных ЛВС со случайным методом доступа на основе протоколов канального и физического уровней эталонной модели ВОС.

    лабораторная работа , добавлен 28.04.2011

    Модель взаимодействия открытых систем. Сведения о сетях электросвязи. Цифровые системы передачи. Система сигнализации SSN7. Цифровая коммутационная система "Матрица". Технические характеристики системы. Цифровые системы уплотнения аналоговых линий.

    реферат , добавлен 28.03.2009

    Характеристика и составление уравнения динамики исполнительного механизма двухстепенного манипулятора. Особенности управления двухстепенного манипулятора с самонастройкой по эталонной модели. Расчет основных параметров системы и коэффициента настройки.

    контрольная работа , добавлен 13.09.2010

    Классификация сетей и способы коммутации. Виды связи и режимы работы сетей передачи сообщений. Унификация и стандартизация протоколов. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем. Особенность подготовки данных. Взаимодействие информационных систем.

    реферат , добавлен 15.09.2014

    Характеристика принципов организации систем связи со спектральным уплотнением и промышленных мультиплексоров DWDM. Анализ модели взаимодействия транспортных технологий. Особенности устройств компенсации дисперсии. Устройства волнового уплотнения DWDM.

    дипломная работа , добавлен 20.11.2012

    Виды релейных регуляторов и режимов их работы. Система с эталонной моделью. Простейшая релейная система. Вибрационный и автоколебательный режимы движения систем. Скользящие режимы в системах с переменной структурой. Система с регулятором переключений.

    лабораторная работа , добавлен 25.11.2015

    Дискретные передаточные функции. Принципы размещения полюсов. Апериодическое управление, его закономерности, используемые приемы и методики. Синтез по эталонной модели, эго основные этапы и значение. Билинейное преобразование и оценка его результатов.

Инфокоммуникационные системы и сети являются новой отраслью экономики, от развитости которых зависит комфортность жизни людей. Они необходимы для передачи определенной информации разной природы на конкретные расстояния.

Историческая справка

Инфокоммуникационные системы и сети сначала развивались по отдельности. были связаны с операторами связи, выстраивающими свой бизнес на реализации голосового трафика. Информационные технологии шли по своему пути развития, они были связаны с созданием программного обеспечения.

Появление Интернета

Постепенное развитие цифровых технологий способствовало тому, что для оперативного обмена информацией компьютеры стали объединять в локальные сети. В них начали выделять мощные специализированные машины - серверы, основные ресурсы которых были доступны иным пользователям сети. Подобная ситуация привела к развитию так как выросла потребность в качественных высокоскоростных системах передачи информации.

Возникла необходимость в соединении разрозненных сетей, которые находились на существенном расстоянии друг от друга. Именно так зародился Интернет, который является посредником между сетями. Он объединяет в одну глобальную систему отдельные локальные сети.

Современные тенденции

В настоящее время инфокоммуникационные системы и сети - это обязательный элемент отечественной экономики. Интеграция информационных технологий и телекоммуникаций в одну отрасль инфокоммуникации является общемировой тенденцией. В ближайшее время термин « инфокоммуникационные системы и сети» станет более употребляемым, так как вырастет число компаний и организаций, в которых основу работы будут составлять именно такие технологии.

Полезные сведения

Инфокоммуникационные сети и системы связи являются сложным комплексом разных технических средств, которые обеспечивают передачу разных сообщений на желаемые расстояния с конкретными характеристиками качества.

Их основу составляют многоканальные системы передачи по электрическим кабелям и радиолиниям, которые предназначены для формирования типовых трактов и каналов.

Особенности обучения

Как можно получить специальность «инфокоммуникационные сети и системы связи»? Профессия, связанная с цифровыми устройствами, является в настоящее время особенно востребованной и актуальной. Необходимы специалисты, которые владеют информационными технологиями.

В системе среднего профессионального образования для выпускников созданы ФГОС. «Инфокоммуникационные системы и сети» - направление, выпускники которого могут устраиваться по вакансии «техник».

Обязанности сотрудника

Какие требования выдвигает к специалистам в сфере ИКТ ФГОС? «Инфокоммуникационные сети и системы связи» - это специальность, обладатели которой должны обеспечивать определенную территорию качественной связью, радиовещанием, телевидением. Техник работает с разнообразными каналами связи, что необходимо для жизнедеятельности систем передач.

Современные технологии сопровождения инфокоммуникационных систем и сетей позволяют техникам обеспечивать качественную передачу информации на необходимые расстояния.

Основное место в техническом обеспечении отводится оптической технологии, благодаря которой осуществляется увеличение скорости передачи информации, повышения качества связи.

Важные аспекты

Обучение профессии «многоканальные телекоммуникационные системы» предполагает использование прикладных учебных дисциплин. На лекционных занятиях студенты изучают технологии программного шифрования данных для защиты важной информации. Кроме того, будущие специалисты в данной сфере должны иметь представление об установке и эксплуатации цифровых и кабельных систем передачи информации, знать основы построения инфокоммуникационных систем и сетей. Студенты высших учебных заведений осваивают учебную программу менеджмента организации управленческой работы.

Что умеют выпускники

Специалисты должны производить эксплуатацию телекоммуникационных многоканальных систем. Обязательной является работа по информационной безопасности сетей. Молодые специалисты осуществляют конвергенцию сервисов и технологий систем электрической связи. Техники востребованы в коммерческих и государственных предприятиях. Они осуществляют обслуживание и монтаж кабелей связи, проводят диагностику систем.

Работники занимаются устранением последствий дефектов и аварий оборудования, определяют варианты восстановления их функционирования. На предприятиях такие специалисты занимаются измерением показателей оборудования, производят установку и профессиональное обслуживание единых компьютерных систем. В обязанности сотрудника входят установка, настройка, обслуживание сетевого оборудования.

Техник контролирует работоспособность оборудования сетей, взаимодействует с сетевыми протоколами. Им в профессиональной деятельности используются надежные средства защиты информации.

Среди прочих обязанностей данного специалиста можно отметить:

  • анализ работоспособности систем, способных выявлять различные неполадки;
  • обеспечение безопасного обслуживания компьютерных систем;
  • мониторинг инновационных систем;
  • планирование работы;
  • осуществление маркетинговых исследований

Профессионалы создают и эксплуатируют системы передачи важной информации, работают на автоматических станциях. Выпускники по направлению «многоканальные телекоммуникационные системы» работают в линейно-аппаратных цехах, центрах связи, радиорелейных цехах.

Телекоммуникации - это все то, что окружает современного человека, используется им ежедневно. Именно информационные технологии являются основным двигателем прогресса. Данная отрасль является одной из наиболее развивающихся отраслей промышленности. Благодаря телекоммуникациям существенно улучшается качество жизни современного человека.

Термин «телекоммуникация» включает в себя два слова: "теле" (с греческого переводится как "далеко"), "коммуникация" (с латыни - "связь"). Таким образом, это способ передачи информации на существенные расстояния с использованием электромагнитных, электронных, информационных, компьютерных, сетевых технологий. К телекоммуникациям причисляют радиосвязь, Интернет, мобильную и спутниковую связь, банкоматы, интернет-магазины, социальные сети. Под технологиями телекоммуникаций понимают принципы организации инновационных цифровых и аналоговых систем и сетей связи, в том числе и Всемирной паутины. Средствами телекоммуникаций считают сумму технических алгоритмов, устройств, программного обеспечения, которые позволяют принимать и передавать информацию посредством электрических и электромагнитных колебаний по радиотехническим, кабельным каналам в разных диапазонах волн.

Телекоммуникационные сети и системы являются пространственно - распределенными системами массового назначения, позволяющими передавать, концентрировать, распределять информацию, изображении, тексты, передавать мультимедийную и аудио информацию, выполнять передачу стереофонических программ, контролировать доставку электронных сообщений, предоставлять услуги всемирной паутины.

Они могут быть локальными, способными охватывать совсем небольшую территорию. Также есть и такие территориальные системы, которые охватывают существенное географическое пространство.

Глобальные сети охватывают существенное мировое пространство.

Для контроля качества подготовки специалистов, которые занимаются обслуживанием и наладкой компьютерных систем, были разработаны образовательные стандарты нового поколения.

Заключение

Выпускники средних профессиональных и высших учебных заведений, обучающиеся по специальности «телекоммуникационные системы и сети» должны в совершенстве владеть сетевыми картами, модемами, сетевыми кабелями, промежуточной аппаратурой. Специальность «телекоммуникации» гарантирует студенту качественную подготовку в сфере электронной техники, устройств передачи важной информации, компьютерных методов проектирования и анализа, программирования, проектирования сетей для передачи существенных потолков информации с существенной скоростью, управления отдельными элементами сети, применения цифровых компьютерных технологий.

Представление пользователя об уровне производительности информационной сети, как системы распределенных ресурсов, складывается из оценки таких параметров как время реакции сети, задержка передачи и вариация задержки передачи , а также прозрачность.

Время реакции сети определяется как интервал времени между возникновением запроса пользователя к какой-либо сетевой службе (например, передачи файлов) и получением ответа на этот запрос. Значение этого показателя зависит от типа службы, к которой обращается пользователь, от того к какой категории относится пользователь и какова производительность сервера, к которому он обращается, а также от степени загруженности элементов сети, через которые проходит его запрос.

Задержка передачи определяется как время между моментом поступления пакета данных на вход какого-либо сетевого устройства или фрагмента сети и моментом выхода из него. Этот параметр по существу характеризует этапы временной обработки пакетов при прохождении их по сети. При этом производительность сети оценивается, как правило, максимальной задержкой передачи и вариацией задержки.

Вариация задержки (джиттер задержки) характеризует колебание задержки во времени. Большой разброс в значениях задержки негативно сказывается на качество предоставляемой пользователю информации при передачи чувствительных к ним видов трафика, таких как видеоданные, речевой трафик. Это сопровождается возникновением «эха», неразборчивостью речи, дрожанием изображения и т.п.

Прозрачность характеризуется свойством сети скрывать от пользователя принципы ее внутренней организации. Пользователь не должен знать место нахождения программных и информационных ресурсов (имя ресурса не должно включать адрес его нахождения), для работы с удаленными ресурсами он должен использовать те же команды и процедуры, что и для работы с локальными ресурсами, процессы распараллеливания вычислений в сети должны происходить автоматически без участия операторов. Требование прозрачности обеспечивает пользователям удобство и простоту работы в сети.

Инфокоммуникационная сеть представляет собой совокупность оконечных систем и любых терминальных устройств пользователей, а также ресурсов сети, которые совместно обеспечивают производство и предоставление полного спектра телекоммуникационных и информационных услуг, удовлетворяющих требованиям пользователей к их качеству .


Таким образом, инфокоммуникационная сеть представляет собой продукт конвергенции сетей электросвязи, существовавших ранее отдельно для каждого вида связи и информационной сети. В отличие от последней характеризуется возможностью предоставления разного вида услуг (переноса информации в виде пользовательских сообщений и запрашиваемой из сети; предоставления различных видов связи: телефонной, факсимильной, передачи данных и т.д.; предоставления различных сред передачи, каналов и трактов стандартизованных скоростей на время и постоянно и т.п.) с использованием универсальной сетевой платформой (рис. 2.3).

ПРИМЕЧАНИЕ: Некоторые авторы используют термин «компьютерная сеть» как синоним понятия «инфо-коммуникационная сеть». Традиционные сети электросвязи связи (телефонную, телеграфную, телевизионную, передачи данных и т.д.) часто объединяют общим понятием “телекоммуникационные сети”, что на наш взгляд не совсем корректно.

Термины, определяющие ту или иную сеть, традиционно формировались, отражая вид связи или вид передаваемой информации, что в конечном итоге определяло утилитарное назначение сети. И это для своего времени было правильно. К примеру, телефонная сеть носит такое название не потому, что она объединяет телефонные аппараты пользователей, а потому, что ее назначение состоит в реализации вида связи “телефония” (др. греческий - передача звука на расстояние). Аналогично - телеграфные сети, сети факсимильной связи, телевизионные сети, радио сети и т.д.

Сети передачи данных, предназначавшиеся в свое время в основном для передачи компьютерной информации - данных, стали называть “сети ЭВМ”, “вычислительные сети”, а позднее “компьютерные сети”, подчеркивая тем самым наличие в сети вычислительного ресурса и его возможностей. На наш взгляд, эти термины хоть и укоренились в технической литературе, являются не вполне адекватными понятию “инфо-коммуникационные сети”.

2 Классификация сетей

В современной технической литературе можно встретить самые различные классификации сетей. Каждая из них по своему отображает концептуальные воззрения авторов и строится с использованием того или иного набора классификационных признаков. Существующие способы классификации сетей не являются взаимоисключающими, как и соответствующие им классификационные признаки, связанные с использованием множества различных терминов. Однако, отталкиваясь от понятий телекоммуникационной и информационной сети, целесообразно разграничить классификационные признаки, выделив общие для обоих этих понятий и частные для каждого из них. Таким общим классификационным признаком для всех сетей является масштаб территории охватываемой сетью.

Классификация телекоммуникационных сетей может быть основана на принципе декомпозиции транспортной функции и на используемой сетевой технологии . Информационные сети, как физические объекты, можно классифицировать также по ряду признаков:

· масштабу контингента пользователей, имеющих доступ в сеть;

· по масштабу предприятий и их производственных подразделений;

· по принципу распределения ролей между компьютерами в сети;

· по типу объекта недвижимости, в котором инсталлирована сеть.

Ниже приводится характеристика сетей в соответствии с каждым из перечисленных классификационных признаков.

 

 
Это интересно: