Kmpiuteriniai tinklai
5 (100%) 2 votes

Kmpiuteriniai tinklai

Didieji tinklaiSąvokos

Jeigu įvairaus dydžio vietiniai tinklai (ar atskiri vartotojai) sąveikauja skirtinguose miestuose, valstybėse arba kontinentuose, tai jiems aptarnauti taikomos WAN (GAN) technologijos. Tarpusavio sąveikai užtikrinti naudojamas telefoninis, palydovinis ar magistralinis kabelinis ryšys, kurį teikia komunikacinių paslaugų įmonės. Dažniausiai sutinkamos trys WAN ryšio jungtys:

Analoginės (Analog connections). Naudojamos paprastos telefono linijos ir modeminis ryšys.

Skaitmeninės (Digital connections). Visame maršrute naudojamas skaitmeninis telefono ryšys.

Komutuojamos (Switched connections). Duomenų perdavimui naudojamos įvairialypės komutuojamos ryšio priemonės

Komutavimas

Tai duomenų perdavimo kelio paieška (switching) iš daugelio galimų ryšių tarp siuntėjo ir gavėjo. Komutavimo funkcijos sąvoka apima ir paketų, ir kanalų komutavimą. Komutuojantys įtaisai vadinami maršrutizatoriais.

Pernešimo lygis

Optinio pluošto linijose jų kokybiniams parametrams nusakyti naudojamas signalo pernešimo lygio (Optical Carrier rating level) sąvoka. Pernešimo lygis žymimas OC-n, kur n – pirminio lygio sveikasis daugiklis. Pirminis lygis priimtas lygus 51,84 Mbit/s.

Naudojamas ATM, SONET ir kitų didžiųjų tinklų perdavimo terpei charakterizuoti.

Analoginė jungtis

Visuotinis komutuojamų telefono linijų tinklas (PSTN, Public Switched Telephone Network) yra tipiškas analoginės jungties atstovas. Gali perduoti balsą ir duomenis (bei faksimiles), kaip parodyta 7-1 paveiksle. Nebrangus, tačiau neefektyvus dėl savo lėtumo.7-1 pav. Signalo virsmai sistemoje PC – PSTN – PC

Yra du analoginių linijų tipai:

Skambinimo (Dial-Up Lines). Tai linijos, kuriuose sujungimas atliekamas pagal pareikalavimą, t.y skambutį. Kadangi tokio tipo linijos turi aukštą triukšmų lygį, tai jų pralaidumas neviršija 33,6 Kbit/s (tokios teorinės ribos egzistavimas įrodomas, sprendžiant Shannon’o lygtis).

Skirtinės (Dedicated arba Leased). Linijos, panašios į tinklo kabelį, t.y. veikia visą laiką. Naudojama išlyginimo (line conditioning) technologija sumažina užlaikymus ir triukšmų lygį ir leidžia ~1,5-2 kartus spartesnį ryšį.

Skaitmeninė jungtis

Skaitmeninės jungties servisas (DDS, Digital Data Service) užtikrina geresnę ryšio kokybę, negu analoginės jungtys. Naudojamas sinchroninis point-to-point metodas. Standartinė sparta – 56 Kbit/s ir plačiajuostis perdavimas (beveik be klaidų). Linijos realizuojamos T1, T3 ir switched 56 formomis, linijų galuose vietoj modemų naudojant specialius kanalinius įtaisus CSU/DSU (Channel Service Units / Data Service Units).

Kiekvieno ryšių kanalo pralaidumas priklauso nuo jo naudojamos dažnių juostos bei nuo signalo ir triukšmo santykio, kurį lemia sujungimo kokybė. Kai šiedu dydžiai yra fiksuoti, fiziškai neįmanoma peržengti 35 Kbit/s ribą, kurią dar 1948 m. apibrėžė Claude’as Shannonas iš “Bell Laboratories”. Modemuose, kurių sparta yra 56 Kbit/s, pasinaudojama kai kuriomis skaitmeninių linijų ypatybėmis, leidžiančiomis išvengti triukšmų, bet ir jie iš stoties kryptimi negali perduoti didesnių nei 33,6 Kbit/s srautų.

Paketų komutavimas

Duomenų skaidymas į paketus ir jų persiuntimas analogiškas LAN’ams. Tokiomis technologijomis paremti didieji tinklai: X.25, ISDN, Frame Relay, servisai T1 ir T3, komutuojamos 56 Kbit/s linijos, asinchroninio perdavimo režimas (ATM ir ADSL), paskirstyto duomenų perdavimo optiniu kabeliu (FDDI), sinchroninio optinio ryšio tinklas (SONET), komutuojamo didelio pralaidumo serviso (SMDS). Kai kuriuos iš jų verta paaiškinti plačiau.

X.25

Ši sena paketinio komutavimo paslaugų technologija iki šiol aktyviai naudojama srityse, kur reikalingas duomenų perdavimo patikimumas ir saugumas 64 Kbit/s – 2 Mbit/s sparta PSTN ir PDN (Public Data Networks) linijomis.

Kompiuterių tinklų raidos pradžioje, duomenų perdavimas rėmėsi analoginėmis linijomis. Dažnai prasta jų kokybė, dideli užlaikymai, patikimų kompresijos ir klaidų korekcijos protokolų nebuvimas lėmė mažą – iki 4,8 Kbit/s spartą. Didėjant informacijos srautams ir tinklo patikimumo bei saugumo reikalavimams, CCITT 1976 metais išleido X.25 specifikacijų pirmąjį 64 Kbit/s variantą, 1992 metais paspartintą iki 2 Mbit/s. Šiuo metu reali sparta siekia 512 Kbit/s.

Modelis X.25 apibrėžia tris protokolų sluoksnius – fizinį, transporto ir tinklo.

Fizinis sluoksnis aprašo signalų lygius ir procedūras fizinės sąsajos atžvilgiu. Pavyzdžiui, tai RS-232, V.24 ar V.35 sąsajos, skirtos modemui prijungti prie kompiuterio ir perdavimo linijos. Gali būti naudojamas atskiras paketų surinkimo įtaisas, vadinamas PAD (Packet Assembler – Disassembler).

Transporto ar duomenų perdavimo sluoksnį nusako LAP/LAPB (Link Access Protocol / Link Access Protocol, Balanced) protokolas, atsakingas už klaidų korekciją, duomenų srauto valdymą. Be to, LAP/LAPB protokolas nustato parametrus, kuriuos keičiant galima optimizuoti darbą.

Tinklo sluoksnis apibrėžia visus X.25 privalumus ir kai kuriuos trūkumus. Pirmiausia, trečiojo lygio protokolas suskaldo jūsų siunčiamą informaciją į paketus. Be pačių duomenų, paketas turi tam tikrus tarnybinius laukus: adreso, paketo tipo, kontrolinės sekos ir kt. X.25 adresai yra unikalūs, kaip ir IP adresai – jie leidžia vienareikšmiai identifikuoti
vartotoją. Tačiau X.25 adreso struktūra skiriasi nuo “Interneto” adresavimo, jie panašūs į paprastus telefono numerius.

Informacijai X.25 tinklu perduoti naudojamas paketų komutavimo (packet switching) metodas. Duomenys perduodami per virtualias, arba logines jungtis (VC, virtual circuit), kurios gali būti nuolatinės (PVC, permanent VC) arba komutuojamos (SVC, switched VC). Tačiau analogija su skirtinėmis ir komutuojamomis analoginės telefonijos linijomis tik išorinė. PVC – tai ne laidų pora, o tiesiog nuolatinis virtualus sujungimas. Beje, vienas iš pagrindinių X.25 privalumų yra tas, kad naudodami vieną fizinį kanalą, pvz., skirtinę liniją, galite turėti daug virtualių sujungimų, priklausomai nuo konkrečios naudojamos įrangos ir jos konfigūracijos. Standartas numato iki 4096 VC. Toks fizinio kanalo padalijimas vadinamas multipleksavimu.

Modelio ypatumai

Iš pradžių siuntėjas ir gavėjas nustato virtualų sujungimą. Jie apsikeičia tarnybiniais paketais – “kvietimo užklausa” (call request) ir “kvietimas priimtas” (call accept). Po to gavėjas pradeda siųsti duomenis. Kiekvienas tarpinis mazgas duomenų perdavimo kelyje gavęs paketą tikrina, ar jis gautas be klaidų (“peržiūri” kontrolinę sumą), perskaito gavėjo adresą ir nustato maršrutą, kuriuo reikia perduoti paketą toliau. Gavęs paketą adresatas išsiunčia patvirtinimą, kad duomenys priimti tvarkingai ir galima siųsti toliau. Jeigu gavėjas arba bet kuris tarpinis mazgas priima sugadintą duomenų paketą, jis jį atmeta ir siunčia nurodymą šį paketą pakartoti.

Tai didžiausias X.25 technologijos privalumas bei trūkumas. Kadangi tinkle “klajoja” daug tarnybinės informacijos, tinklo našumas nėra didelis. Dėl to įranga derinama taip, kad duomenų gavimo patvirtinimai būtų siunčiami ne dėl kiekvieno paketo, o dėl tam tikro jų kiekio (window size). Be to, atsižvelgus į linijos kokybę galima parinkti paketų dydį (packet size). Tarkime, tikėtina, kad dideli paketai, perduodami prastos kokybės linijomis, gali būti iškraipyti. Tačiau griežta duomenų perdavimo kontrolė užtikrina, kad svarbi perduodama ar gaunama informacija niekur nedings.

Dėl to X.25 technologija paplitusi ten, kur vyksta finansinės transakcijos (bankomatų ir kasos aparatų tinklai), jai patikimas svarbios finansinės ar kitokios informacijos perdavimas (beje, šia technologija naudojasi “Interpolas”), bilietų bei viešbučių rezervavimas ir t.t.

Įranga

Tam, kad būtų galima naudotis X.25 technologija, reikia modemo, galinčio veikti skirtinės linijos režimu. Modemas jungiamas į X.25 adapterį. Įmanomi du būdai.

1. Pigesnis, kai X.25 plokštė įstatoma į kompiuterį. Į ją įjungiamas modemas ir, esant reikalui, vietinis tinklas. Tokius prietaisus gamina “Microdyne”, “Newport Systems Solutions”, “Eicon” ir kt. Šiuo atveju jums teks papildomai instaliuoti gamintojo programinę įrangą.

2. Lankstesnis, tačiau brangesnis, kai naudojami tiltai (switch, bridge) ar maršrutizatoriai (router). Dauguma maršrutizatorių palaiko X.25 protokolą. Naudojant išorinius maršrutizatorius “neprisirišama” prie galimybes ribojančios konkrečios programinės įrangos.

Kaip ir “Interneto” ryšiui, taip ir X.25 technologijai galima naudoti ne tik skirtinę, bet ir komutuojamą liniją. Šiuo atveju būtų naudojami X.28, X.32 protokolai – tam tikra X.25 modifikacija. Dažniausiai paslaugų teikėjai palaiko tokį prisijungimo būdą, tačiau pasitaiko išimčių.

Ką pasirinkti – X.25, X.28 ar X.32? Tai priklauso nuo vartotojo poreikių. Jeigu planuojamo ryšio sesijos dažnos ir trumpos, pavyzdžiui, bankomatų tinkle, tai prasmingiau naudoti X.25 protokolą, sujungiant terminalus skirtinėmis linijomis. Naudojant komutuojamą liniją, gali atsitikti taip, kad 1 – 2 minutes bankomatas skambins ir nustatinės ryšį, o paskui tik 5 – 8 sekundes perdavinės ar gaus duomenis, neracionaliai eikvodamas kliento laiką.

Protokolo X.25 tinklai – tai tarnybiniai tinklai, todėl jų paklausa nėra didelė. Duomenų perdavimo X.25 tinklais paslaugas Lietuvoje teikia AB “Lietuvos Telekomas”, UAB “Lietelija” ir UAB “Omnitel”. Paslaugų kaina dažniausiai nustatoma per derybas, kadangi ji labai priklauso nuo konkrečios būsimo X.25 tinklo struktūros, greičio, papildomų paslaugų.

ISDN

Integrated Services Digital Network – tai integruotų paslaugų skaitmeninis tinklas. ISDN tinkle visos analoginės-skaitmeninės transformacijos vyksta pačiame telefono aparate (tiksliau, ISDN terminale), todėl ISDN stotys “nežino”, ką komutuoja: pokalbį, duomenis, videomedžiagą ar muziką. ISDN privalumai – dvigubai didesnė vieno kanalo sparta (64 Kbit/s lyginant su 33,6 Kbit/s bendrojo naudojimo telefono tinkle), vidutiniškai 10 kartų mažesnis sujungimo laikas, “intelektualus” skambučių maršrutizavimas ir kt.

Pagrindinės sąvokos

Pagrindinės ISDN sąvokos – BRI ir PRI:

• BRI (Basic Rate Interface) atsako už abonento sujungi-mą su ISDN stotimi.

• PRI (Primary Rate Interface) užtikrina ISDN stočių sujungimą tarpusavyje, tačiau gali būti naudojama ir stambiam abonentui prijungti.

ISDN tinkle BRI – tai 144 Kbit/s skaitmeninis duomenų srautas, padalytas į tris kanalus. Du kanalai, kiekvienas po 64 Kbit/s, skirti vartotojų informacijai perduoti, o trečiasis – 16 Kbit/s D kanalas perduoda
informaciją. Todėl BRI dažnai vadinama 2B+D sąsaja. Fiziškai BRI – vyta laidų pora, leidžianti prijungti abonentą iki 4 – 8 km atstumu nuo stoties (atstumas priklauso nuo kabelio kokybės).

PRI struktūra labai panaši. Bendru atveju tai nB+D. JAV, Kanadoje ir Japonijoje, kur naudojami vadinamieji T1 (1544 Kbit/s) skaitmeniniai kanalai, yra 23B+D, o Europoje, kur tradiciškai naudojami E1 (2048 Kbit/s) kanalai, – 30B+D. PRI dabar gali būti naudojami vytų porų variniai kabeliai, šviesolaidžiai, radiorelinės linijos.

ISDN privalumai

Norint atsakyti į šį klausimą, reikia žinoti, kad ISDN paslaugos skirstomos į tris tipus:

• pagrindinio kanalo,

• papildomų kanalų,

• telepaslaugos.

Pagrindinio kanalo paslaugos – tai būtent tie BRI ar PRI kanalai, kuriuos užsisako vartotojai ir kurie laiduoja informacijos perdavimą. Individualūs vartotojai ir smulkūs verslininkai dažniausiai užsisako BRI kanalus. Priklausomai nuo užsakytos paslaugos, kanalai gali veikti linijų arba paketų komutavimo režimais.

• Linijų komutavimo režimas labai panašus į įprastą telefonų tinklo funkcionavimą, kai fiksuotas sujungimas nustatomas tarp dviejų taškų ir palaikomas visą keitimosi informacija laiką.

• Paketų komutavimo režimu informacija gali būti perduota tinkle skirtingais keliais, svarbūs yra tik siuntimo ir gavimo taškai.

ISDN lankstumas leidžia efektyviai panaudoti kanalą skirtingais tikslais.

Paprasčiausia BRI 2B+D srauto konfigūracija – kai vienas B kanalas naudojamas telefoniniam ir faksimiliniam ryšiui, o kitas – duomenims perduoti arba “Interneto” ryšiui. Beje, tuo pačiu metu, naudojantis D kanalu, galima tikrinti savo kreditinę kortelę ar siųsti trumpas žinutės.

Sudėtingesnis ISDN variantas – abiejų B kanalų sujungimas naudojant BOND (Bandwidth On Demand) technologiją. Toks sujungimas naudingas, kai jums reikia greitesnio ryšio su “Internetu” ar naudotis videokonferencijų galimybėmis.

Toliau esantis vartotojas gali prisijungti prie tinklo ir dirbti 128 Kbit/s sparta. Patogumas čia tas, kad ryšio sesija inicijuojama tik tam laikui, kai perduodama informacija. Prisiminus, kad statistiškai WWW puslapių sklaidymui sugaištama 30%, o skaitymui – 70% laiko, akivaizdu, kad tai padės sutaupyti pinigų.

ISDN Klaipėdoje

Klaipėdiečiai jau dabar praktiškai bet kurioje miesto dalyje gali naudotis ISDN ryšiu bei daugeliu paslaugų. Tai skambinančiojo numerio nustatymas (CLIP), draudimas nustatyti skambinančiojo numerį (CLIR), galimybė priimti peradresuotą numerį (COLP), pranešimas apie skambutį tarnybiniu D kanalu (CW), uždara vartotojų grupė vienos stoties ribose (CUG), kelių (dažniausiai iki 8) numerių suteikimas vienam abonentui (MSN). Dvi paskutinės galimybės ypač naudingos:

• CUG leidžia padalyti savo vidinį telefono tinklą į tam tikras uždaras grupes, su kuriomis negalės susijungti kiti abonentai.

• MSN pravers tuo atveju, jei, pavyzdžiui, įmonė turi kokią nors informacinę tarnybą arba sekretoriatas turi filtruoti visus ar didesnę dalį “įeinančių” skambučių.

Kitos, rečiau naudojamos ISDN paslaugos – teleksas, telefaksas, tele ir videokonferencijos. Beje, didžiausia visame pasaulyje gaminamos videokonferencijoms skirtos įrangos dalis naudoja ISDN protokolus.

Frame Relay

Sujungus gerąsias X.25 ir ISDN savybes, gautas komutuojamų paketų tinklo servisas, pavadintas Frame Relay.

Modelio ypatumai

Ši technologija pagrįsta prielaida, kad perdavimo terpės charakteristikos pakankamai aukštos, todėl neatliekamas klaidų skaičiavimo ir tikrinimo funkcijos (minimaliai būtina klaidų kontrolė aparatūriškai atliekama abiejuose jungties galuose). Frame Relay duomenų paketai yra kintamo ilgio. Terpėje nustatomas PVC (Permanent Virtual Circuit) kanalas tarp galinių taškų. Tai galima įsivaizduoti, kaip skirtinės komutuojamų paketų linijos ekvivalentą. Frame Relay pralaidumas siekia 56 – 1544 Kbit/s, nes maršrutas fiksuotas ir tinklo mazgams nereikia gaišti laiko, skaičiuojant kelius.

Užsakovai gali pasirinkti norimą kanalo plotį su 64 Kbit/s prieaugiu, t.y. užsakyti reikiamą CIR (Committed Information Rate), garantuojantį minimalią greitaveiką.

Įranga

Visais atvejais, Frame Relay su PSTN kainuoja pigiau, negu skirtinė linija. Norint turėti didelę spartą, naudojamasi optinio pluošto kabeliais. Prisijungimui prie tinklo reikia turėti suderinamą su Frame Relay CSU/DSU (Channel Service Units, Data Service Units) įrangą bei mašrutizatorių arba tiltą ryšiui tarp LAN ir WAN tinklų palaikyti.

T1 (E1) ir T3

Bell Labs 60-aisiais metais sukūrė telefono linijų sutankinimo procesą (multiplexing, mixing). Jo esmę sudaro tai, kad sujungtų įėjime signalų srautas perduodamas aukštadažniu kabeliu ir vėl išskaidomas išėjime. Taip atsirado T-carrier sistemos.

Išeities linija T-carrier sistemose yra T1 linija (JAV šio tipo linijos labiausiai paplitę). T1 naudoja point-to-point technologiją su 24 kanalų linija. Kiekvieno kanalo pralaidumas 64 Kbit/s, viso iki 1,5 Mbit/s. Kiekvienas kanalas gali būti naudojamas atskirai, kalbai ar duomenims perdavinėti, arba kombinuojamas bet kokia tvarka. Pavyzdžiui, 8 kanalų sujungimas užtikrins 512 Kbit/s pralaidumą. T1 (ir jos analogas DS1 – Digital Service) technologija naudojama JAV, o Europoje ekvivalentiška
telefonijos technologija vadinama E1 (European Trunk Line, Level 1).

Spartesnė komercinė linija yra T3. Tai 28-erių T1 linijų ekvivalentas ir gali užtikrinti iki 45 Mbit/s pralaidumą. Šiuo metu tai sparčiausia iš visų skirtinių point-to-point ryšio linijų. T3 ir jos analogas DS3 naudojama JAV. Beje, tai brangi linija, mėnesio mokestis gali siekti iki $30,000.

Įranga

T1 linijos yra tiesiamos standartiniu variniu kabeliu, o T3 linijoms naudojamas optinio pluošto kabelis arba perdavimas mikrobangų diapazone. T-carrier prijungimas panašus į Frame Relay. Galuose reikės su T1 ar T3 suderinamo įtaiso CSU/DSU, maršrutizatoriaus arba tilto. Balso ir duomenų suliejimui perduodant bei atskyrimui priimant reikia multipleksoriaus/demultipleksoriaus įrengimo.

Switched 56

Tai išsinuomojama komutuojama linija, pigesnis skirtinės linijos variantas. Galuose naudojama CSU/DSU įranga. Mokama tik už sujungimo laiką. Tradicinis pralaidumas 56 Kbit/s.

Paprastai naudojama ten, kur nėra ISDN serviso. Jeigu yra, patartina atlikti kainų palyginimą perduodamų duomenų srautų atžvilgiu ir pasirinkti pigesnį.

ADSL

Devintajame dešimtmetyje inžinierius Josephas Leichleideris pasiūlė plačiajuosčiam ryšio kanalui naudoti skaitmenines (DSL, Digital Subscriber Line) telefono linijas. Ryšio kokybės pagerinimui buvo pritaikytas daugelio lygių signalo kodavimas. Sukurtoji skaitmeninės abonentinės linijos įranga vadinosi HDSL (Highbitrate DSL) įgalino 4 km nuotoliu perduoti beveik 800 Kbit/s srautus. Tuo pat metu Stanfordo universiteto mokslininkai, panaudoję diskretinį daugiatonį signalo kodavimą (DMT, Discrete MultiTone), 1,6 km ilgio dvilaide linija perdavė daugiau kaip 8 Mbit/s. Šioje technologijoje visa 1 MHz pločio dažnių juosta buvo padalyta į 256 atskirus apie 4 kHz pločio kanalus.

Modelio ypatumai

Iš pradžių DMT manyta taikyti įrašų vaizdajuostėse siuntimui, kai signalai daugiausiai keliauja viena kryptimi. Tokiu būdu, daugiau kanalų buvo paskirta žemynkrypčiam srautui, perduodančiam signalą vartotojui. Šiam srautui teko apie 6 Mbit/s, o priešingos krypties – aukštynkrypčiam tik apie 0,6 Mbit/s. Toks asimetriškas DSL variantas buvo pavadintas ADSL. Dabar šis signalo kodavimo ir kanalų paskirstymo būdas tapo pasauliniu standartu. Asimetriško ryšio ADSL įranga labai tinka darbui Internete. Ji leidžia turėti nuolatinį (on line) ryšį ir iki 5,5 km ilgio telefono linijomis persisiųsti po keletą šimtų kilobitų per sekundę. ADSL dar yra labai patogi ir tuo, kad duomenims perduoti naudojami virš balso dažnių juostos esantys kanalai, todėl ta pačia telefono linija vienu metu galima perduoti ir balsą, ir duomenis. ADSL galima naudoti skirtingas moduliacijas:

Šiuo metu Jūs matote 31% šio straipsnio.
Matomi 2661 žodžiai iš 8722 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.