Характеристика сучасних засобів дистанційної передачі інформації
Серед різноманіття пошуків шляхів розвитку ринку, засобів виробництва, суспільства, нових напрямів діяльності комерційно-посередницьких організацій і підприємств викликає значний інтерес сфера розвитку нових технологій, які останнім часом прийняли бурхливий розвиток, при чому в більшості своїй, завдяки комерційній сфері. При цьому виникають труднощі подолання місць стику між інформаційними системами підприємства й інших організацій.
Інформаційна техніка може значно сприяти виконанню вимог ринку. Певного зростання ефективності можна досягти і за допомогою локальних і обчислювальних систем, а також в результаті застосування технічних засобів локальної передачі даних, які «переступають» границі між підрозділами підприємств.
Передумовою для оптимізації руху матеріального потоку є оперативний обмін інформацією між ланками ланцюжка в інтегрованій інформаційній системі.
Значна частина повсякденних справ підприємств (організацій, інших суб'єктів господарювання тощо) забезпечується, як правило, за допомогою персональних комп'ютерів. При цьому обробляються також дані, які пізніше передаються комерційним або транспортним партнерам в якості пропозиції, замовлення, накладна, рахунки-фактури тощо, здебільшого у вигляді паперового документа. Цей малоефективний спосіб передачі інформації можна замінити передачею даних прямо на носії інформації або телезв'язку. Останні два способи відносяться до електронної передачі даних (EDI - Electronic Data Intercnange).
Електронна передача даних являє собою автоматизоване з'єднання інформаційних систем або різних організацій, або територіально віддалених один від одного підрозділів одного підприємства. Зв'язок між ними забезпечують комунікаційні системи за допомогою засобів техніки зв'язку. Ця діяльність звичайно називається дистанційною передачею даних.
Дистанційна передача даних, заснована на використанні каналів зв'язку, являє собою передачу даних у вигляді електричних сигналів, які можуть бути безперервними в часі і дискретними, тобто носити перериваний у часі характер.
Дистанційна передача даних є передумовою для повної інтеграції інформаційних систем не тільки в масштабі однієї країни, а й у міжнародному.
До цих пір широко поширеним способом реалізації дистанційної передачі даних є застосування мереж загального користування, які експлуатуються поштою і звичайно покривають всю територію країни.
Для комунікації вже багато років використовується телетайп. Його швидкість передачі низька, але перевагою є те, що мережа телетайпа щодо густа й поширена в усьому світі. За допомогою додаткових пристроїв телетайп можна використовувати також для непрямого з'єднання між ПК (off-line): файл з даними передається на носіях, до створення і читання яких здатна ПК (наприклад, перфострічка).
Телефонна мережа допускає також прямий зв'язок (on-line) між двома ПК або між ПК і віддаленим абонентським пунктом (терміналом). Створені в минулому телефонні мережі майже всі без винятку є аналоговими; для них характерні відносно низька пропускна здатність і небезпека виникнення при передачі випадкових помилок. ПК працюють з цифровими даними, тому вони повинні бути оснащені відповідною апаратурою, яка перетворює аналогові дані в цифрові і навпаки.
Останнім часом у світі придбали велику популянуость цифрові мережі передачі, що часто використовують оптичні кабелі; створюються також супутникові системи. Пропускна здатність у цифрових мереж набагато більше, ніж у аналогових, тому вони більшою мірою відповідають швидкодії ПК. Перехід від аналогового до цифрового передачу має революційний характер. Звичайно, будівництво цифрової мережі пов'язано з великими витратами, але разом з тим зменшилися питомі витрати на «транспортування» даних, тому що перетворювати дані не потрібно, передача відбувається набагато швидше.
У ряді країн передбачають створення цифрової мережі інтегрованих послуг (ISDN - Integrated Service Digital Network). Це - електронні машини, які передають інформацію в різних видах на великій території, а також у міжнародному масштабі. Всі дані перетворюються в єдиний цифровий базис. Тому одна така мережа може замінити кілька самостійних спеціалізованих мереж. Інформація різних видів передається паралельно, тобто одночасно, при одній зв'язку.
Для організації електронної передачі даних між підприємствами необхідно, перш за все, досягти сумісності апаратного обладнання та програмного забезпечення. До цієї мети ведуть три шляхи.
Перший шлях передбачає договір з партнером про всі деталі: наборі знаків і їх коди, протоколі передачі, синтаксисі, структурі повідомлень і т.д. Потім кожен з партнерів створює для свого ПК відповідне програмне забезпечення за встановленими принципами. Дані передаються, як правило, прямо - в реальному масштабі часу (on-line).
Такий зв'язок називається білатеральної. Її підготовка буває дорогої і тому прийнятною тільки для великих підприємств з малим числом партнерів. Тому білатеральна зв'язок застосовується переважно між окремими інформаційними системами всередині підприємства, так як на підприємстві асортимент обчислювальної техніки буває обмежений, тому і обсяг необхідних робіт за погодженням невеликий.
Другий шлях полягає у перенесенні всієї проблеми створення сумісності на спеціалізоване підприємство послуг зв'язку. Описується тільки, як і в якій формі дані будуть передаватися і в якому вигляді їх хоче приймати партнер. Підприємство послуг зв'язку забезпечує всі необхідні перетворення і пристосування. Таким чином, в передачу включається технічний партнер, тому в більшості випадків ПК зв'язуються непрямо (off-line).
Як правило, підприємство послуг зв'язку працює на принципі клірингового боргу (clearing-house). Його інформаційна система містить так звану вузлову мережу (чи ж мережа вузлових ПК). У пам'яті цього обчислювача створений для кожного абонента електронний «абонентський ящик» (mailbox). ПК абонента відправляє повідомлення в головний комп'ютер, який записує його в «ящик» адресата. Надійшли повідомлення весь час знаходяться у розпорядженні адресата; вони «виймаються» з відповідного скриньки після вступу комп'ютера адресата в зв'язок з системою. Крім функції абонентської скриньки, клірингові системи надають часто й інші послуги при обробці даних.
Клірингова служба зв'язку між підприємствами набуває все більшого значення з двох причин. З одного боку, зростає необхідність ефективного зв'язку між партнерами уздовж всі подовжуються мереж. З іншого боку, клірингові системи уможливлюють зв'язок несумісних ПК різних виробників з різними структурами баз даних і записів файлів. Цей шлях підходить для передачі невеликого або середнього обсягу даних в одиницю часу, яка не вимагає прямого зв'язку в реальному масштабі часу.
Третій шлях представляє електронну передачу даних на основі стандартизованих методів. Провідну роль у цій галузі відіграють стандарти, розроблені Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO). Стандарти для певних галузей розробляються також в деяких країнах. Згадаємо про двох важливих стандартах ІСО.
Стандарт ІСО 7498 регламентує зв'язок відкритих систем (OSI - Open Systems Interconnection). Він встановлює модель для відкритої передачі даних, яка застосовується в міжнародному масштабі в якості еталона. Він систематизує потреба пристосування та стандартизації. Кожен з семи рівнів моделі представляє сукупність пов'язаних за змістом функцій. Встановлено місця стику між рівнями. Притому можна вносити зміни в способи реалізації функцій певного рівня, не впливаючи на інші рівні і на всю передачу.
Цей стандарт (OSI) визначає модель зв'язку, якої слід дотримуватися всім виробникам інформаційної техніки. Він вважається основою для міжнародної стандартизації протоколу передачі (тобто правил комунікації і форматів даних). Для детальної діяльності на окремих рівнях моделі вже затверджено низку стандартів, подальші розробляються.
Стандарт ІСО 9735 «Електронна передача даних для управління, торгівлі та транспорту» (EDIFACT - Electronic Data Interchange for Administrtion, Commerce and Transport) встановлює синтаксис для єдиного кодування інформації про комерційні процесах і правила для їх запису в передаваний файл. Дані укладаються в заздалегідь певні сегменти змінної довжини, тобто в повідомлення різних типів. Система є відкритою, вона дозволяє виробляти подальше впровадження нових типів повідомлень. Інформація передається в закодованій (стиснутої) формі, завдяки чому економляться час і витрати на зв'язок.
Комп'ютерні комунікації служать для дистанційної передачі даних з одного комп'ютера на інший і є не тільки самим новим, але і самим перспективним видом телекомунікацій. Вони мають ряд незаперечних переваг у порівнянні з традиційними засобами спілкування людей і передачі інформації ¾ дозволяють не тільки передавати, одержувати, але і зберігати, і обробляти інформацію. Проблема передачі інформації з одного комп'ютера на інший виникла практично одночасно з появою комп'ютерів. Можна, звичайно, передавати інформацію за допомогою зовнішніх носіїв інформації - магнітних або компакт - дисків. Але цей спосіб досить повільний і незручний. Значно краще з'єднати комп'ютери кабелем, завантажити спеціальну програму для передачі інформації і, таким чином, отримати просту комп'ютерну мережу. Наприклад, для створення прямого з'єднання комп'ютерів, що працюють під управлінням операційної системи Windows, не потрібно спеціального програмного і апаратного забезпечення.
При об'єднанні декількох комп'ютерів процес обміну інформацією стає складніше, проте принципи сполучення залишаються ті ж, що і для двох комп'ютерів. Для підключення комп'ютерів до ліній зв'язку використовуються модеми або мережеві карти, якщо зв'язок здійснюється за спеціальним виділеним лініям. Крім того, на кожному комп'ютері встановлюються програми для роботи в мережі. Таким чином: комп'ютерна мережа ¾ це об'єднання комп'ютерів за допомогою модемів, ліній зв'язку та програм, що забезпечують обмін інформацією. Комп'ютерні мережі дозволяють здійснювати нову технологію обробки інформації та спільного використання ресурсів - апаратних, програмних і інформаційних. Нова технологія отримала назву - розподілена обробка даних.
Відповідно до використовуваними протоколами комп'ютерні мережі поділяють на локальні та розподілені (глобальні і територіальні). Локальної називається комп'ютерна мережа, що об'єднує комп'ютери, розташовані в одному приміщенні, в одній будівлі або в сусідніх будинках. У локальній мережі використовують єдиний комплект протоколів для всіх користувачів. Сьогодні найбільш поширеними мережевими операційними системами, що забезпечують роботу користувачів в мережі за єдиним протоколом, є NetWare фірми Novell, Windows NT Server фірми Microsoft і мережеві ОС сімейства UNIX. Дедалі більшого поширення набуває система Linux. Важливо відзначити, що ця операційна система поширюється вільно, тобто є free - ware програмним забезпеченням.
Якщо ж з'єднані комп'ютери знаходяться в різних частинах міста, в різних містах або країнах, то такі мережі називаються розподіленими. До розподіленої мережі можуть підключатися не тільки окремі комп'ютери, але і локальні мережі. Розподілені мережі світового масштабу називають глобальними.
Найвідомішою глобальною мережею є INTERNET. Основою функціонування глобальної мережі ІНТЕРНЕТ є базова еталонна модель взаємозв'язку відкритих систем ¾ протокол TCP / IP (Transfere Communication Protocol / Internet Protocol).
Основна відмінність між усіма названими мережами полягає в керуванні доступом до інформації і в тому, як відбувається обмін даними. У залежності від способів управління доступом і обміну даними мережі поділяються за топології та технології. Послідовно розглянемо подання даних у мережах, види використовуваних топологій і технологій.
Топологія ¾ це схема з'єднання каналами зв'язку комп'ютерів або вузлів мережі між собою. Використовуються такі види сполук: загальна шина, зірка, кільце.
Метод доступу ¾ це технологія, яка визначає використання каналу передачі даних, що з'єднує вузли мережі на фізичному рівні. Найпоширенішими технологіями сьогодні є Ethernet, Arcnet і Token - Ring (говорить кільце).
Мережа шинної топології є підключення комп'ютерів уздовж одного кабелю. Технологією забезпечує такий спосіб з'єднання комп'ютерів є Ethernet ¾ метод доступу c прослуховуванням несучої частоти і виявленням конфліктів. При цьому методі доступу вузол, перш ніж послати дані по каналу зв'язку, прослуховує його, і лише переконавшись, що канал вільний, посилає пакет. Якщо канал зайнятий, вузол повторює спробу передати пакет через випадковий проміжок часу. Дані, передані одним вузлом мережі, надходять в усі вузли, але розпізнає і приймає їх комп'ютер, якому призначені дані. В якості ліній зв'язку в топології Ethernet використовуються кабель типу вита пара, коаксіальні і оптоволоконні кабелі. Ця технологія забезпечує дуплексну передачу даних зі швидкостями від 10 до 100 Мбіт / сек. Шинна топологія дозволяє ефективно використовувати пропускну здатність каналу, стійка до несправностей окремих вузлів і дає можливість нарощування мережі.
Мережа кільцевої топології використовує в якості каналу зв'язку замкнуте кільце з комп'ютерів, з'єднаних коаксіальним або оптичним кабелем. Технологія доступу в мережах цієї топології реалізується методом передачі маркера. Маркер - це пакет, забезпечений спеціальною послідовністю біт (його можна порівняти з конвертом для письма). Він послідовно віддається по кільцю від комп'ютера до комп'ютера в одному напрямку. Кожен вузол ретранслює передається маркер. Комп'ютер може передати свої дані, якщо він отримав порожній маркер. Маркер з пакетом передається, поки не виявиться комп'ютер, якому призначений пакет. У цьому комп'ютері дані приймаються, але маркер рухається далі і повертається до відправника. Після того, як відправив пакет комп'ютер переконається, що пакет доставлений адресату, маркер звільняється. Швидкість передачі даних в таких мережах сягає 4 Мбіт / сек.
При зіркоподібною топології всі комп'ютери мережі підключаються до центрального комп'ютера окремою лінією зв'язку. Центральний комп'ютер керує робочими станціями, підключеними до нього через концентратор, який виконує функції розподілу та посилення сигналів. Надійність роботи мережі при такій топології повністю залежить від центрального комп'ютера. Метод доступу реалізується за допомогою технології Arcnet. Цей метод доступу також використовує маркер для передачі даних. Маркер передається від комп'ютера до комп'ютера в порядку зростання адреси. Як і в кільцевій топології, кожен комп'ютер регенерує маркер. Даний метод доступу забезпечує швидкість передачі даних 2 Мбіт / сек.
В даний час існують ще більш швидкісні, але і більш дорогі варіанти організації обчислювальних мереж у вигляді розподіленого подвійного кільця на базі оптико-волоконних каналів (варіант FDDI) і кручений пари (варіант CDDI). Дані варіанти організації і технології побудови призначаються для великих корпоративних обчислювальних мереж.
Локальні мережі можуть інтегруватися в більш складні єдині мережеві структури. При цьому, однотипні по використовуваних в них апаратурі і протоколам мережі, поєднуються за допомогою спільних для з'єднуються мереж вузлів-"мостів", а різнотипні мережі (що працюють під управлінням різних операційних систем) об'єднуються з допомогою загальних вузлів - «шлюзів».
Шлюзи можуть бути як апаратними, так і програмними. Наприклад, це може бути спеціальний комп'ютер (шлюзовий сервер), а може бути і комп'ютерна програма, шлюзовий додаток. В останньому випадку комп'ютер може виконувати не тільки функції шлюзу, але і функції робочої станції.
Інтеграція декількох мереж в єдину систему вимагає забезпечення міжмережевий маршрутизації інформаційних потоків у рамках єдиної мережі. Міжмережний маршрутизація організується шляхом включення в кожну з об'єднуваних підмереж спеціальних вузлів - «маршрутизаторів» (часто функції «маршрутизаторів» і «шлюзів» інтегруються в одному вузлі). Вузли-«маршрутизатори» повинні «розпізнавати», який з пакетів відноситься до «місцевим» трафіку мережі станції-відправника, а який з них повинен бути переданий в іншу мережу, що входить в єдину інтегровану систему.
Серед різноманіття пошуків шляхів розвитку ринку, засобів виробництва, суспільства, нових напрямів діяльності комерційно-посередницьких організацій і підприємств викликає значний інтерес сфера розвитку нових технологій, які останнім часом прийняли бурхливий розвиток, при чому в більшості своїй, завдяки комерційній сфері. При цьому виникають труднощі подолання місць стику між інформаційними системами підприємства й інших організацій.
Інформаційна техніка може значно сприяти виконанню вимог ринку. Певного зростання ефективності можна досягти і за допомогою локальних і обчислювальних систем, а також в результаті застосування технічних засобів локальної передачі даних, які «переступають» границі між підрозділами підприємств.
Передумовою для оптимізації руху матеріального потоку є оперативний обмін інформацією між ланками ланцюжка в інтегрованій інформаційній системі.
Значна частина повсякденних справ підприємств (організацій, інших суб'єктів господарювання тощо) забезпечується, як правило, за допомогою персональних комп'ютерів. При цьому обробляються також дані, які пізніше передаються комерційним або транспортним партнерам в якості пропозиції, замовлення, накладна, рахунки-фактури тощо, здебільшого у вигляді паперового документа. Цей малоефективний спосіб передачі інформації можна замінити передачею даних прямо на носії інформації або телезв'язку. Останні два способи відносяться до електронної передачі даних (EDI - Electronic Data Intercnange).
Електронна передача даних являє собою автоматизоване з'єднання інформаційних систем або різних організацій, або територіально віддалених один від одного підрозділів одного підприємства. Зв'язок між ними забезпечують комунікаційні системи за допомогою засобів техніки зв'язку. Ця діяльність звичайно називається дистанційною передачею даних.
Дистанційна передача даних, заснована на використанні каналів зв'язку, являє собою передачу даних у вигляді електричних сигналів, які можуть бути безперервними в часі і дискретними, тобто носити перериваний у часі характер.
Дистанційна передача даних є передумовою для повної інтеграції інформаційних систем не тільки в масштабі однієї країни, а й у міжнародному.
До цих пір широко поширеним способом реалізації дистанційної передачі даних є застосування мереж загального користування, які експлуатуються поштою і звичайно покривають всю територію країни.
Для комунікації вже багато років використовується телетайп. Його швидкість передачі низька, але перевагою є те, що мережа телетайпа щодо густа й поширена в усьому світі. За допомогою додаткових пристроїв телетайп можна використовувати також для непрямого з'єднання між ПК (off-line): файл з даними передається на носіях, до створення і читання яких здатна ПК (наприклад, перфострічка).
Телефонна мережа допускає також прямий зв'язок (on-line) між двома ПК або між ПК і віддаленим абонентським пунктом (терміналом). Створені в минулому телефонні мережі майже всі без винятку є аналоговими; для них характерні відносно низька пропускна здатність і небезпека виникнення при передачі випадкових помилок. ПК працюють з цифровими даними, тому вони повинні бути оснащені відповідною апаратурою, яка перетворює аналогові дані в цифрові і навпаки.
Останнім часом у світі придбали велику популянуость цифрові мережі передачі, що часто використовують оптичні кабелі; створюються також супутникові системи. Пропускна здатність у цифрових мереж набагато більше, ніж у аналогових, тому вони більшою мірою відповідають швидкодії ПК. Перехід від аналогового до цифрового передачу має революційний характер. Звичайно, будівництво цифрової мережі пов'язано з великими витратами, але разом з тим зменшилися питомі витрати на «транспортування» даних, тому що перетворювати дані не потрібно, передача відбувається набагато швидше.
У ряді країн передбачають створення цифрової мережі інтегрованих послуг (ISDN - Integrated Service Digital Network). Це - електронні машини, які передають інформацію в різних видах на великій території, а також у міжнародному масштабі. Всі дані перетворюються в єдиний цифровий базис. Тому одна така мережа може замінити кілька самостійних спеціалізованих мереж. Інформація різних видів передається паралельно, тобто одночасно, при одній зв'язку.
Для організації електронної передачі даних між підприємствами необхідно, перш за все, досягти сумісності апаратного обладнання та програмного забезпечення. До цієї мети ведуть три шляхи.
Перший шлях передбачає договір з партнером про всі деталі: наборі знаків і їх коди, протоколі передачі, синтаксисі, структурі повідомлень і т.д. Потім кожен з партнерів створює для свого ПК відповідне програмне забезпечення за встановленими принципами. Дані передаються, як правило, прямо - в реальному масштабі часу (on-line).
Такий зв'язок називається білатеральної. Її підготовка буває дорогої і тому прийнятною тільки для великих підприємств з малим числом партнерів. Тому білатеральна зв'язок застосовується переважно між окремими інформаційними системами всередині підприємства, так як на підприємстві асортимент обчислювальної техніки буває обмежений, тому і обсяг необхідних робіт за погодженням невеликий.
Другий шлях полягає у перенесенні всієї проблеми створення сумісності на спеціалізоване підприємство послуг зв'язку. Описується тільки, як і в якій формі дані будуть передаватися і в якому вигляді їх хоче приймати партнер. Підприємство послуг зв'язку забезпечує всі необхідні перетворення і пристосування. Таким чином, в передачу включається технічний партнер, тому в більшості випадків ПК зв'язуються непрямо (off-line).
Як правило, підприємство послуг зв'язку працює на принципі клірингового боргу (clearing-house). Його інформаційна система містить так звану вузлову мережу (чи ж мережа вузлових ПК). У пам'яті цього обчислювача створений для кожного абонента електронний «абонентський ящик» (mailbox). ПК абонента відправляє повідомлення в головний комп'ютер, який записує його в «ящик» адресата. Надійшли повідомлення весь час знаходяться у розпорядженні адресата; вони «виймаються» з відповідного скриньки після вступу комп'ютера адресата в зв'язок з системою. Крім функції абонентської скриньки, клірингові системи надають часто й інші послуги при обробці даних.
Клірингова служба зв'язку між підприємствами набуває все більшого значення з двох причин. З одного боку, зростає необхідність ефективного зв'язку між партнерами уздовж всі подовжуються мереж. З іншого боку, клірингові системи уможливлюють зв'язок несумісних ПК різних виробників з різними структурами баз даних і записів файлів. Цей шлях підходить для передачі невеликого або середнього обсягу даних в одиницю часу, яка не вимагає прямого зв'язку в реальному масштабі часу.
Третій шлях представляє електронну передачу даних на основі стандартизованих методів. Провідну роль у цій галузі відіграють стандарти, розроблені Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO). Стандарти для певних галузей розробляються також в деяких країнах. Згадаємо про двох важливих стандартах ІСО.
Стандарт ІСО 7498 регламентує зв'язок відкритих систем (OSI - Open Systems Interconnection). Він встановлює модель для відкритої передачі даних, яка застосовується в міжнародному масштабі в якості еталона. Він систематизує потреба пристосування та стандартизації. Кожен з семи рівнів моделі представляє сукупність пов'язаних за змістом функцій. Встановлено місця стику між рівнями. Притому можна вносити зміни в способи реалізації функцій певного рівня, не впливаючи на інші рівні і на всю передачу.
Цей стандарт (OSI) визначає модель зв'язку, якої слід дотримуватися всім виробникам інформаційної техніки. Він вважається основою для міжнародної стандартизації протоколу передачі (тобто правил комунікації і форматів даних). Для детальної діяльності на окремих рівнях моделі вже затверджено низку стандартів, подальші розробляються.
Стандарт ІСО 9735 «Електронна передача даних для управління, торгівлі та транспорту» (EDIFACT - Electronic Data Interchange for Administrtion, Commerce and Transport) встановлює синтаксис для єдиного кодування інформації про комерційні процесах і правила для їх запису в передаваний файл. Дані укладаються в заздалегідь певні сегменти змінної довжини, тобто в повідомлення різних типів. Система є відкритою, вона дозволяє виробляти подальше впровадження нових типів повідомлень. Інформація передається в закодованій (стиснутої) формі, завдяки чому економляться час і витрати на зв'язок.
Комп'ютерні комунікації служать для дистанційної передачі даних з одного комп'ютера на інший і є не тільки самим новим, але і самим перспективним видом телекомунікацій. Вони мають ряд незаперечних переваг у порівнянні з традиційними засобами спілкування людей і передачі інформації ¾ дозволяють не тільки передавати, одержувати, але і зберігати, і обробляти інформацію. Проблема передачі інформації з одного комп'ютера на інший виникла практично одночасно з появою комп'ютерів. Можна, звичайно, передавати інформацію за допомогою зовнішніх носіїв інформації - магнітних або компакт - дисків. Але цей спосіб досить повільний і незручний. Значно краще з'єднати комп'ютери кабелем, завантажити спеціальну програму для передачі інформації і, таким чином, отримати просту комп'ютерну мережу. Наприклад, для створення прямого з'єднання комп'ютерів, що працюють під управлінням операційної системи Windows, не потрібно спеціального програмного і апаратного забезпечення.
При об'єднанні декількох комп'ютерів процес обміну інформацією стає складніше, проте принципи сполучення залишаються ті ж, що і для двох комп'ютерів. Для підключення комп'ютерів до ліній зв'язку використовуються модеми або мережеві карти, якщо зв'язок здійснюється за спеціальним виділеним лініям. Крім того, на кожному комп'ютері встановлюються програми для роботи в мережі. Таким чином: комп'ютерна мережа ¾ це об'єднання комп'ютерів за допомогою модемів, ліній зв'язку та програм, що забезпечують обмін інформацією. Комп'ютерні мережі дозволяють здійснювати нову технологію обробки інформації та спільного використання ресурсів - апаратних, програмних і інформаційних. Нова технологія отримала назву - розподілена обробка даних.
Відповідно до використовуваними протоколами комп'ютерні мережі поділяють на локальні та розподілені (глобальні і територіальні). Локальної називається комп'ютерна мережа, що об'єднує комп'ютери, розташовані в одному приміщенні, в одній будівлі або в сусідніх будинках. У локальній мережі використовують єдиний комплект протоколів для всіх користувачів. Сьогодні найбільш поширеними мережевими операційними системами, що забезпечують роботу користувачів в мережі за єдиним протоколом, є NetWare фірми Novell, Windows NT Server фірми Microsoft і мережеві ОС сімейства UNIX. Дедалі більшого поширення набуває система Linux. Важливо відзначити, що ця операційна система поширюється вільно, тобто є free - ware програмним забезпеченням.
Якщо ж з'єднані комп'ютери знаходяться в різних частинах міста, в різних містах або країнах, то такі мережі називаються розподіленими. До розподіленої мережі можуть підключатися не тільки окремі комп'ютери, але і локальні мережі. Розподілені мережі світового масштабу називають глобальними.
Найвідомішою глобальною мережею є INTERNET. Основою функціонування глобальної мережі ІНТЕРНЕТ є базова еталонна модель взаємозв'язку відкритих систем ¾ протокол TCP / IP (Transfere Communication Protocol / Internet Protocol).
Основна відмінність між усіма названими мережами полягає в керуванні доступом до інформації і в тому, як відбувається обмін даними. У залежності від способів управління доступом і обміну даними мережі поділяються за топології та технології. Послідовно розглянемо подання даних у мережах, види використовуваних топологій і технологій.
Топологія ¾ це схема з'єднання каналами зв'язку комп'ютерів або вузлів мережі між собою. Використовуються такі види сполук: загальна шина, зірка, кільце.
Метод доступу ¾ це технологія, яка визначає використання каналу передачі даних, що з'єднує вузли мережі на фізичному рівні. Найпоширенішими технологіями сьогодні є Ethernet, Arcnet і Token - Ring (говорить кільце).
Мережа шинної топології є підключення комп'ютерів уздовж одного кабелю. Технологією забезпечує такий спосіб з'єднання комп'ютерів є Ethernet ¾ метод доступу c прослуховуванням несучої частоти і виявленням конфліктів. При цьому методі доступу вузол, перш ніж послати дані по каналу зв'язку, прослуховує його, і лише переконавшись, що канал вільний, посилає пакет. Якщо канал зайнятий, вузол повторює спробу передати пакет через випадковий проміжок часу. Дані, передані одним вузлом мережі, надходять в усі вузли, але розпізнає і приймає їх комп'ютер, якому призначені дані. В якості ліній зв'язку в топології Ethernet використовуються кабель типу вита пара, коаксіальні і оптоволоконні кабелі. Ця технологія забезпечує дуплексну передачу даних зі швидкостями від 10 до 100 Мбіт / сек. Шинна топологія дозволяє ефективно використовувати пропускну здатність каналу, стійка до несправностей окремих вузлів і дає можливість нарощування мережі.
Мережа кільцевої топології використовує в якості каналу зв'язку замкнуте кільце з комп'ютерів, з'єднаних коаксіальним або оптичним кабелем. Технологія доступу в мережах цієї топології реалізується методом передачі маркера. Маркер - це пакет, забезпечений спеціальною послідовністю біт (його можна порівняти з конвертом для письма). Він послідовно віддається по кільцю від комп'ютера до комп'ютера в одному напрямку. Кожен вузол ретранслює передається маркер. Комп'ютер може передати свої дані, якщо він отримав порожній маркер. Маркер з пакетом передається, поки не виявиться комп'ютер, якому призначений пакет. У цьому комп'ютері дані приймаються, але маркер рухається далі і повертається до відправника. Після того, як відправив пакет комп'ютер переконається, що пакет доставлений адресату, маркер звільняється. Швидкість передачі даних в таких мережах сягає 4 Мбіт / сек.
При зіркоподібною топології всі комп'ютери мережі підключаються до центрального комп'ютера окремою лінією зв'язку. Центральний комп'ютер керує робочими станціями, підключеними до нього через концентратор, який виконує функції розподілу та посилення сигналів. Надійність роботи мережі при такій топології повністю залежить від центрального комп'ютера. Метод доступу реалізується за допомогою технології Arcnet. Цей метод доступу також використовує маркер для передачі даних. Маркер передається від комп'ютера до комп'ютера в порядку зростання адреси. Як і в кільцевій топології, кожен комп'ютер регенерує маркер. Даний метод доступу забезпечує швидкість передачі даних 2 Мбіт / сек.
В даний час існують ще більш швидкісні, але і більш дорогі варіанти організації обчислювальних мереж у вигляді розподіленого подвійного кільця на базі оптико-волоконних каналів (варіант FDDI) і кручений пари (варіант CDDI). Дані варіанти організації і технології побудови призначаються для великих корпоративних обчислювальних мереж.
Локальні мережі можуть інтегруватися в більш складні єдині мережеві структури. При цьому, однотипні по використовуваних в них апаратурі і протоколам мережі, поєднуються за допомогою спільних для з'єднуються мереж вузлів-"мостів", а різнотипні мережі (що працюють під управлінням різних операційних систем) об'єднуються з допомогою загальних вузлів - «шлюзів».
Шлюзи можуть бути як апаратними, так і програмними. Наприклад, це може бути спеціальний комп'ютер (шлюзовий сервер), а може бути і комп'ютерна програма, шлюзовий додаток. В останньому випадку комп'ютер може виконувати не тільки функції шлюзу, але і функції робочої станції.
Інтеграція декількох мереж в єдину систему вимагає забезпечення міжмережевий маршрутизації інформаційних потоків у рамках єдиної мережі. Міжмережний маршрутизація організується шляхом включення в кожну з об'єднуваних підмереж спеціальних вузлів - «маршрутизаторів» (часто функції «маршрутизаторів» і «шлюзів» інтегруються в одному вузлі). Вузли-«маршрутизатори» повинні «розпізнавати», який з пакетів відноситься до «місцевим» трафіку мережі станції-відправника, а який з них повинен бути переданий в іншу мережу, що входить в єдину інтегровану систему.
При підключенні локальної мережі підприємства до глобальної мережі особлива увага звертається на забезпечення інформаційної безпеки. Зокрема, має бути максимально обмежений доступ в мережу для зовнішніх користувачів, а також обмежений вихід у зовнішню мережу співробітників підприємства. Для забезпечення мережевої безпеки встановлюють брандмауери. Це спеціальні комп'ютери чи комп'ютерні програми, що перешкоджають входу в локальну мережу і несанкціонованої передачі інформації.
Користувачі (клієнти) локальної мережі можуть мати різні права доступу і повноваження з обробки інформації, що зберігається в базах даних колективного користування. Повноваження користувачів локальної мережі визначаються правилами розмежування доступу, а сукупність прийомів розподілу повноважень називається політикою мережі. Управління мережевими політиками називається адмініструванням мережі, яким займається уповноважена особа - системний адміністратор.
Порядок доступу та використання ресурсів мережі Інтернет визначає організація або уповноважена особа - провайдер.
Концепція відкритих інформаційних систем. Для реалізації технології розподіленої обробки даних необхідно узгодити правила використання та взаємодії апаратних ресурсів, виготовлених різними фірмами, програмних ресурсів, створених різними мовними засобами та інформаційних ресурсів, що мають різні формати представлення даних. В даний час основною тенденцією в галузі інформаційних технологій і комп'ютерних комунікацій є ідеологія відкритих систем. Ідеологію відкритих систем реалізують у своїх останніх розробках всі провідні фірми - постачальники засобів обчислювальної техніки, передачі інформації, програмного забезпечення та розробки прикладних інформаційних систем. Їх результативність на ринку інформаційних технологій визначається погодженої науково-технічною політикою і реалізацією стандартів відкритих систем.
Що розуміється під відкритими системами в даному контексті? «Відкрита система ¾ це система, яка складається з компонентів, що взаємодіють один з одним через стандартні інтерфейси, служби і формати даних». Сутність технології відкритих систем полягає в забезпеченні наступних завдань:
Уніфікації обміну даними між різними комп'ютерами;
Переносимості прикладних програм між різними комп'ютерами;
Мобільності користувачів, тобто можливості користувачів переходити з одного комп'ютера на інший, незалежно від його архітектури і використовуваних програм без необхідності перенавчання фахівців.
Основою, що забезпечує реалізацію відкритих систем служить сукупність стандартів, за допомогою яких уніфікується взаємодія апаратури і всіх видів програмного забезпечення: мов програмування, засобів введення - виведення, графічних інтерфейсів, систем управління базами даних, протоколів передачі даних в комп'ютерних мережах.
Крім локальних мереж існує ще один не менш популярний вид технічних засобів дистанційної передачі даних - модем (модулятор-демодулятор) - це пристрій прямого (модулятор) і зворотного (демодулятор) перетворення сигналів до виду, прийнятому для використання в певному каналі зв'язку. Модеми бувають різні, але в першу чергу їх можна розділити на: аналогові та цифрові.
Аналогові - були найбільш поширеними модемами в кінці минулого століття, поширені і зараз, але вже не так. Спочатку аналоговий модем був призначений для виконання наступних функцій:
□ при передачі для перетворення широкосмугових імпульсів (цифрового коду) у вузькосмугові аналогові сигнали;
□ при прийомі для фільтрації прийнятого сигналу від перешкод і детектування, тобто зворотного перетворення вузькосмугового аналогового сигналу в цифровий код.
Перетворення, що виконується при передачі даних, зазвичай пов'язане з їх модуляцією.
Модуляція - це зміна будь-якого параметра сигналу в каналі зв'язку (модулируемого сигналу) у відповідності з поточними значеннями переданих даних (модулюючого сигналу).
Демодуляція - це зворотне перетворення модульованого сигналу (можливо, спотвореного перешкодами при проходженні в каналі зв'язку) в сигнал, що модулює.
У сучасних модемах зустрічаються частіше всього три види модуляції:
□ частотна - FSK (Frequence Shift Keying);
□ фазова - PSK (Phase Shift Keying);
□ квадратурна амплітудна - QAM (Quadrature Amplitude Modulation).
При частотній модуляції у відповідності з поточними значеннями модулюючого сигналу (переданих даних) змінюється частота фізичного сигналу (звичайно синусоїдального) при незмінній його амплітуді. У найпростішому випадку значенням першого і нульового бітів даних відповідають два значення частот, наприклад 980 Гц і 1180 Гц, як було прийнято в одному з перших протоколів V.21 передачі даних. Частотна модуляція вельми завадостійкості, так як при передачі спотворюється зазвичай лише амплітуда сигналу.
При фазової модуляції модульованим параметром є фаза сигналу при незмінних частоті й амплітуді; завадостійкість фазомодулірованного сигналу також висока.
При чистій амплітудної модуляції сигналу його захищеність від перешкод вкрай низька, тому застосовують більш завадостійкості, але й більш складну квадратурної амплітудної модуляції, при якій в такт переданих даним змінюються одночасно і фаза, і амплітуда сигналу.
Багато модеми, крім забезпечення процедур передачі інформації, виконують і ряд інших дуже корисних у системах телекомунікацій функцій, таких як:
□ «оцифровування» голоси і зворотна операція відновлення оцифрованого голосу (voice-модеми);
□ прийом та передача факсимільних повідомлень (факс-модеми);
□ автоматичне визначення номера зухвалого абонента (АВН);
□ функції автовідповідача та електронного секретаря і т. д.
Тому сучасний модем крім пристроїв модуляції і демодуляції (а іноді і замість них) містить спеціалізований мікропроцесор, керуючий роботою модему, оперативну та постійну пам'ять, елементи звукової і світлової сигналізації про режими роботи модему і характеристиках каналу зв'язку. Постійна пам'ять використовується для збереження конфігурації модему при вимиканні харчування і часто може перепрограмувати.
Сучасні модеми бувають двох класів.
Class 1 передбачає виконання основної роботи з прийому та передачі повідомлень комп'ютером з програмою підтримки факсимільного зв'язку. Модеми цього класу часто називаються програмними (software) модемами. Програмні модеми бувають на шині PCI, а оскільки вони працюють тільки під управлінням Windows, їх називають також Win-модемами. У програмних модемах частина їх функцій реалізована не у вигляді мікросхем, а замінена програмою, яка виконується центральним процесором ПК. Така заміна суттєво здешевлює модем, але обумовлює деяку додаткове навантаження на сам комп'ютер. Правда, при наявності процесора Pentium II і ОЗУ 32 Мбайт це навантаження практично непомітна. Щодо деяких (неперевіреними) відомостями Win-модеми гірше працюють на поганих телефонних лініях: можливостей настройки у них менше, ніж у апаратних модемів, і частіше відбувається обрив зв'язку.
Class 2 реалізує всі процедури передачі і прийому факсів засобами самого модему; природно, модеми другого класу трохи дорожче, але вони більш ефективні, особливо при роботі в багатозадачних операційних системах. Такі модеми часто називаються апаратними (hardware) модемами. Апаратні модеми бувають на шині ISA і на шині PCI. PCI-модеми через відсутність логічного СОМ-порту працюють добре тільки під Windows, а для роботи в DOS,
Linux і т. д. вимагають спеціальні драйвери. ISA-модеми, ще недавно домінували на ринку, здають свої позиції через відсутність шини ISA на останніх моделях материнських плат. Гідність hard-модемів в тому, що вони прості у налаштуванні, не займають внутрішніх ресурсів ПК і добре «тримають» погані телефонні лінії.
Існують ще два типи сучасних і дешевих модемів: AMR (Audio and Modem Riser Card) і CNR (Communication and Networking Riser Card) модеми, які можуть працювати тільки з новітніми Intel-чіпсетами і з тональними дозвонювач.
Модеми розрізняються також:
конструкцією - автономні і вбудовувані в апаратуру;
інтерфейсом з каналом зв'язку - контактні і безконтактні (аудіо);
призначенням - для різних каналів зв'язку і систем, наприклад для систем передачі даних лише - модеми, для систем передачі даних і факсів - факс-модеми (правда, сьогодні більшість фірм випускають факс-модеми, а «чисті» модеми, без факсових функцій, практично вже не випускаються);
швидкістю передачі - існує стандарт швидкостей (шкала) передачі даних, що відповідає стандарту протоколів МККТТ для телефонних каналів зв'язку. Він включає наступні швидкості (в біт / с): 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 12 000, 14 400, 16 800, 19 200, 28 800, 33 600, 56 000. Зараз у продажу в основному модеми зі швидкістю 56000 біт / с.
Раніше модеми випускалися кожен для визначеної швидкості роботи; сучасні модеми більш універсальні: деякі з них (наприклад, МТ1932, МТ2834 і т. д.) можуть працювати як з комутованими, так і з некомутованими каналами зв'язку, підтримують майже всю шкалу названих швидкостей, мають режими модему і факс-модему. При поганих умовах роботи модеми самі знижують свою швидкість до досягнення прийнятного рівня спотворень.
Зупинимося дещо докладніше на конструктивних різновидах модемів, тому що останнім часом вони талі вельми популярні: автономних та вбудованих в апаратуру. Автономні модеми часто називають зовнішніми, а вбудовуються в апаратуру - внутрішніми.
Внутрішній модем являє собою плату, що вставляється в роз'єм внутрішньої плати пристрої, наприклад в слот системної плати комп'ютера, що має еврораз'ем типу RJ-11 для підключення до телефонної лінії зв'язку.
Зовнішній модем - це самостійна конструкція, зазвичай у вигляді невеликої коробочки, оснащена блоком живлення, роз'ємами для підключення до апаратури (до послідовного порту комп'ютера - RS-232) і телефонному каналу (роз'єм RJ-11), а також панеллю з індикаторами. Індикатори дають інформацію про режими роботи модему. Так, індикатори показують:
MR (Modem Ready) - модем включений в мережу;
ВІН (Off Hook) - модем «підняв трубку»;
AA (Auto Answer) - модем відповідає на дзвінок телефону;
CD (Carrier Detect) - модем визначив інший модем в лінії;
DC (Data Comdivssion) - виконується процедура стискування даних;
ЄС (Error Control) - виконується процедура контролю помилок і т. д. На зовнішньому модемі можуть бути світлові індикатори його роботи.
Деякі зовнішні модеми мають регулятор гучності звуку, що теж буває не зайвим. Тому, хоча зовнішній модем коштує зазвичай дорожче внутрішнього і вимагає автономного живлення, іноді він краще.
Окремо слід згадати модеми Pocket PC, PCMCIA і PC-Card для портативних комп'ютерів, дозволяють останнім працювати в системах телекомунікацій та комп'ютерних мережах. Зокрема, модеми PCMCIA, що підтримують протокол MNP-10, забезпечують роботу портативних ПК з електронною поштою і з мережею Інтернет через мобільний телефон.
На російському ринку широко представлені модеми фірм ZyXEL, US Robotics (3Com), Genius, Rockwell, Motorola, Lucent, IDC і т. д. Найбільш популярні модеми перших двох фірм, загалом займають 75% ринку. Модеми тайванської фірми ZyXEL використовують власні ефективні протоколи захисту від помилок ZyCell, що забезпечують хорошу роботу на вельми неякісних російських каналах зв'язку, аж до каналів стільникового телефонії, і краще за інших реалізують відправку і прийом факсів, але вони, як правило, дорогі. Модеми американської фірми US Robotics за популярністю ще в 1996 році істотно поступалися модемів ZyXEL, але зараз вже значно обійшли їх. Зростання їх популярності заснований на гарній роботі в комп'ютерних мережах і невисокої вартості, а також на тому, що US Robotics випередила ZyXEL з випуском високошвидкісних модемів протоколів V.34 і V.90.
Зараз компанія US Robotics випускає модеми трьох родин:
Sportster - Недорогі модеми, оснащені мінімумом функцій;
Courier - Професійні високошвидкісні модеми;
Worldpott - Модеми, орієнтовані на роботу 'в стільникових лініях зв'язку.
Багато типів модемів забезпечують вельми різноманітні сервісні можливості. Наприклад, модеми серії ZyXEL U, оснащені фірмовим програмним забезпеченням Zvoice, функції факсу, автовідповідача та АВН можуть виконувати дуже ефектно в автоматичному режимі. Так, у відповідь на телефонний дзвінок факс-модем «підніме трубку», визначить номер абонента, висвітить його на екрані, потім, як автовідповідач, відтворить своє вітання і проаналізує, хто з ним з'єднався
Розвиваються цифрові технології передачі даних, щоб забезпечити значно більші швидкості передачі й якість зв'язку, що надають користувачам істотно кращий сервіс, вимагають використання модемів іншого класу - цифрових. Цифрові модеми більш правильно називати мережними адаптерами, оскільки про класичну модуляції-демодуляції сигналів у них мова не йде - вхідний і вихідний сигнали такого модему є імпульсними. Для цифрових модемів загальноприйнятих стандартів роботи взагалі, і стандартів швидкості зокрема, поки не розроблено.
Цифрові модеми випускаються для роботи в конкретних цифрових технологіях: ISDN, HDSL, ADSL, SDSL і т. д. (див. розділ «Мережі і мережні технології нижніх рівнів»).
Так, наприклад, модеми для роботи в ISDN бувають як внутрішніми, так і зовнішніми. Внутрішні модеми можуть використовувати або ISA-, або PCI-слоти на материнській платі, і вони забезпечують максимальну швидкість 128 Кбіт / с. Зовнішні модеми підключаються до комп'ютера по послідовній шині USB і швидкість передачі в них обмежується величиною 115,2 Кбіт / с. Є комбіновані модеми для роботи як по цифрових каналах ISDN, так і по аналогових каналах (наприклад, модем Courier-1 компанії 3Com).
Модеми для роботи в мережах xDSL мають великі швидкості, так, ADSL-модеми забезпечують швидкості 1,5-6 Мбіт / с при прийомі інформації та 64-384 Кбіт / с при передачі. А ось ADSL-модем Viper-DSL компанії 3Com навіть великі: 7 Мбіт / с для вхідних і 1 Мбіт / с для вихідних повідомлень. Але найбільші швидкості забезпечують VDSL-модеми: при передачі даних на коротку відстань до 300 м досягається швидкість 2,3 Мбіт / с, а при прийомі - 51,8 Мбіт / с! (При роботі на великих відстанях швидкості істотно зменшуються.)
Популярні цифрові модеми виробляє і фірма ZyXEL:
Omni.net Plus мають адаптери ISDN зі швидкостями 128 Кбіт / с;
Prestige 681 оснащуються адаптером SDSL і інтерфейсом 10/100BaseT Ethernet з функціями моста і маршрутизатора на швидкості до 2,32 Мбіт / с;
Prestige 641 мають адаптер SDSL і інтерфейс 10/100Base-T Ethernet з функціями моста на швидкості до 8 Мбіт / с; існує і ряд інших.
Випускаються також:
кабельні модеми для роботи з мережами через комунікації кабельного телебачення, наприклад. Вони забезпечують швидкості передачі даних в середньому до 10 Мбіт / с, але надшвидкісний модем UBR 904 компанії Cisco дозволяє приймати дані зі швидкістю до 36 Мбіт / с і передавати зі швидкістю до 2 Мбіт / с;
стільникові модеми для роботи в системі стільникового телефонного зв'язку. Це звичайно PCMCIA-модеми для роботи в стандартах GSM, CDMA, NMT, NAMPS і т. д. Перші два стандарти є цифровими, а останні-аналоговими;
оптоволоконні модеми для роботи з волоконно-оптичних каналів зв'язку по протоколах FDDI;
супутникові радіомодеми для прийому даних через супутник: прийом інформарціі здійснюється через супутникову антену зі швидкостями до 400 Кбіт / с,
а передача можлива тільки при наявності громіздкого дорогого устаткування. Тому зазвичай для передачі даних використовуються провідні канали зв'язку і додатковий відповідний модем;
розробляються силові модеми для роботи в мережах через систему електроживлення комп'ютерів.
Замість модему в локальних мережах можна використовувати мережеві адаптери (мережеві карти, network adapter, net card), виконані у вигляді плат розширення. встановлюються в роз'єм материнської плати. Ще є карти, що встановлюються в роз'єм ISA, але сучасні встановлюються зазвичай в роз'єм PCI. Для портативних комп'ютерів є PCMCIA-адаптери. З'явилися мережеві адаптери і для інтерфейсу USB.
Мережеві адаптери можна розділити на дві групи:
адаптери для клієнтських комп'ютерів,
адаптери для серверів.
В адаптерах для клієнтських комп'ютерів значна частина роботи з прийому та передачі повідомлень перекладається на програму, виконувану в ПК Такий адаптер простіше і дешевше, але він додатково завантажує центральний процесор машини.
Адаптери для серверів забезпечуються власними процесорами, які виконують всю потрібну роботу.
Основними характеристиками мережевих карт є:
□ встановлена мікросхема контролера (мікрочіпа);
□ розрядність - є 8 -, 16 -, 32 - і 64-бітові мережеві карти (визначається мікрочіпом);
□ швидкість передачі - від 10 до 1000 Мбіт / с (найбільш популярні - 10 і 100 Мбіт / с);
□ тип підключається кабелю - коаксіальний кабель товстий і тонкий, неекранована вита пара, волоконно-оптичний кабель;
□ підтримувані стандарти передачі даних - Ethernet, IEEE 802.3, Token Ring, FDDI і т. д.
Мікросхема контролера має найважливіше значення, вона визначає багато параметрів адаптера, в тому числі надійність і стабільність роботи. Так, мікрочіпи ряду фірм мають конфлікти з деякими компонентами комп'ютера, а мікрочіпи Realtec, Intel в цьому плані більш «гарно уживаються» і надійні.
На мережевих картах може бути встановлений також чіп ПЗУ BootROM, що забезпечує можливість віддаленого завантаження операційної системи з сервера мережі, тобто використання мережевого комп'ютера без дискової пам'яті.
В якості міжмережевого інтерфейсу для з'єднання мереж між собою задіюються повторювачі, мости, маршрутизатори і шлюзи. Оскільки ці пристрої найбільш активно застосовуються для об'єднання локальних обчислювальних мереж, вони докладніше розглянуті у наступному розділі,.
У якості пристроїв сполучення комп'ютера з апаратурою передачі даних і з термінальними пристроями використовуються:
лінійні адаптери;
мультиплексори передачі даних;
зв'язкові процесори.
Т.ч. можна сказати, що технічні засоби дистанційної передачі даних - лише починають свій розвиток і далі можливо з'являться ще більш немислимі пристрої для передачі даних на відстані.
Список літератури
1. В. Л. Бройдо «Обчислювальні системи, мережі і телекомунікації».: Пітер, 2003р. - 538с.
2. Інформаційні технології управління: Навчальний посібник М. В. Бастріков, О. П. Пономарьов; Інститут «КВШУ» .- К.: Видавництво інституту «КВШУ», 2007 .- 140 с.
3. Кенін А.М. Самовчитель системного адміністратора. - 2-е вид., Перераб. І доп. - СПб.: БХВ - Петербург, 2008. - 560 с.: Іл. - (Системний адміністратор)
4. Комп'ютерні мережі: Навчальний курс / Microsoft Corporation; Пер. з англ. Богомолова О.А.-М.: Ізд.отдел «Російська редакція» ТООО "Channel Trading LTD", 2005 .- 696с.
5. Мур М., Прітскі Т. Телекомунікації. Керівництво для початківців. БХВ-Петербург: СПб, 2003.
Користувачі (клієнти) локальної мережі можуть мати різні права доступу і повноваження з обробки інформації, що зберігається в базах даних колективного користування. Повноваження користувачів локальної мережі визначаються правилами розмежування доступу, а сукупність прийомів розподілу повноважень називається політикою мережі. Управління мережевими політиками називається адмініструванням мережі, яким займається уповноважена особа - системний адміністратор.
Порядок доступу та використання ресурсів мережі Інтернет визначає організація або уповноважена особа - провайдер.
Концепція відкритих інформаційних систем. Для реалізації технології розподіленої обробки даних необхідно узгодити правила використання та взаємодії апаратних ресурсів, виготовлених різними фірмами, програмних ресурсів, створених різними мовними засобами та інформаційних ресурсів, що мають різні формати представлення даних. В даний час основною тенденцією в галузі інформаційних технологій і комп'ютерних комунікацій є ідеологія відкритих систем. Ідеологію відкритих систем реалізують у своїх останніх розробках всі провідні фірми - постачальники засобів обчислювальної техніки, передачі інформації, програмного забезпечення та розробки прикладних інформаційних систем. Їх результативність на ринку інформаційних технологій визначається погодженої науково-технічною політикою і реалізацією стандартів відкритих систем.
Що розуміється під відкритими системами в даному контексті? «Відкрита система ¾ це система, яка складається з компонентів, що взаємодіють один з одним через стандартні інтерфейси, служби і формати даних». Сутність технології відкритих систем полягає в забезпеченні наступних завдань:
Уніфікації обміну даними між різними комп'ютерами;
Переносимості прикладних програм між різними комп'ютерами;
Мобільності користувачів, тобто можливості користувачів переходити з одного комп'ютера на інший, незалежно від його архітектури і використовуваних програм без необхідності перенавчання фахівців.
Основою, що забезпечує реалізацію відкритих систем служить сукупність стандартів, за допомогою яких уніфікується взаємодія апаратури і всіх видів програмного забезпечення: мов програмування, засобів введення - виведення, графічних інтерфейсів, систем управління базами даних, протоколів передачі даних в комп'ютерних мережах.
Крім локальних мереж існує ще один не менш популярний вид технічних засобів дистанційної передачі даних - модем (модулятор-демодулятор) - це пристрій прямого (модулятор) і зворотного (демодулятор) перетворення сигналів до виду, прийнятому для використання в певному каналі зв'язку. Модеми бувають різні, але в першу чергу їх можна розділити на: аналогові та цифрові.
Аналогові - були найбільш поширеними модемами в кінці минулого століття, поширені і зараз, але вже не так. Спочатку аналоговий модем був призначений для виконання наступних функцій:
□ при передачі для перетворення широкосмугових імпульсів (цифрового коду) у вузькосмугові аналогові сигнали;
□ при прийомі для фільтрації прийнятого сигналу від перешкод і детектування, тобто зворотного перетворення вузькосмугового аналогового сигналу в цифровий код.
Перетворення, що виконується при передачі даних, зазвичай пов'язане з їх модуляцією.
Модуляція - це зміна будь-якого параметра сигналу в каналі зв'язку (модулируемого сигналу) у відповідності з поточними значеннями переданих даних (модулюючого сигналу).
Демодуляція - це зворотне перетворення модульованого сигналу (можливо, спотвореного перешкодами при проходженні в каналі зв'язку) в сигнал, що модулює.
У сучасних модемах зустрічаються частіше всього три види модуляції:
□ частотна - FSK (Frequence Shift Keying);
□ фазова - PSK (Phase Shift Keying);
□ квадратурна амплітудна - QAM (Quadrature Amplitude Modulation).
При частотній модуляції у відповідності з поточними значеннями модулюючого сигналу (переданих даних) змінюється частота фізичного сигналу (звичайно синусоїдального) при незмінній його амплітуді. У найпростішому випадку значенням першого і нульового бітів даних відповідають два значення частот, наприклад 980 Гц і 1180 Гц, як було прийнято в одному з перших протоколів V.21 передачі даних. Частотна модуляція вельми завадостійкості, так як при передачі спотворюється зазвичай лише амплітуда сигналу.
При фазової модуляції модульованим параметром є фаза сигналу при незмінних частоті й амплітуді; завадостійкість фазомодулірованного сигналу також висока.
При чистій амплітудної модуляції сигналу його захищеність від перешкод вкрай низька, тому застосовують більш завадостійкості, але й більш складну квадратурної амплітудної модуляції, при якій в такт переданих даним змінюються одночасно і фаза, і амплітуда сигналу.
Багато модеми, крім забезпечення процедур передачі інформації, виконують і ряд інших дуже корисних у системах телекомунікацій функцій, таких як:
□ «оцифровування» голоси і зворотна операція відновлення оцифрованого голосу (voice-модеми);
□ прийом та передача факсимільних повідомлень (факс-модеми);
□ автоматичне визначення номера зухвалого абонента (АВН);
□ функції автовідповідача та електронного секретаря і т. д.
Тому сучасний модем крім пристроїв модуляції і демодуляції (а іноді і замість них) містить спеціалізований мікропроцесор, керуючий роботою модему, оперативну та постійну пам'ять, елементи звукової і світлової сигналізації про режими роботи модему і характеристиках каналу зв'язку. Постійна пам'ять використовується для збереження конфігурації модему при вимиканні харчування і часто може перепрограмувати.
Сучасні модеми бувають двох класів.
Class 1 передбачає виконання основної роботи з прийому та передачі повідомлень комп'ютером з програмою підтримки факсимільного зв'язку. Модеми цього класу часто називаються програмними (software) модемами. Програмні модеми бувають на шині PCI, а оскільки вони працюють тільки під управлінням Windows, їх називають також Win-модемами. У програмних модемах частина їх функцій реалізована не у вигляді мікросхем, а замінена програмою, яка виконується центральним процесором ПК. Така заміна суттєво здешевлює модем, але обумовлює деяку додаткове навантаження на сам комп'ютер. Правда, при наявності процесора Pentium II і ОЗУ 32 Мбайт це навантаження практично непомітна. Щодо деяких (неперевіреними) відомостями Win-модеми гірше працюють на поганих телефонних лініях: можливостей настройки у них менше, ніж у апаратних модемів, і частіше відбувається обрив зв'язку.
Class 2 реалізує всі процедури передачі і прийому факсів засобами самого модему; природно, модеми другого класу трохи дорожче, але вони більш ефективні, особливо при роботі в багатозадачних операційних системах. Такі модеми часто називаються апаратними (hardware) модемами. Апаратні модеми бувають на шині ISA і на шині PCI. PCI-модеми через відсутність логічного СОМ-порту працюють добре тільки під Windows, а для роботи в DOS,
Linux і т. д. вимагають спеціальні драйвери. ISA-модеми, ще недавно домінували на ринку, здають свої позиції через відсутність шини ISA на останніх моделях материнських плат. Гідність hard-модемів в тому, що вони прості у налаштуванні, не займають внутрішніх ресурсів ПК і добре «тримають» погані телефонні лінії.
Існують ще два типи сучасних і дешевих модемів: AMR (Audio and Modem Riser Card) і CNR (Communication and Networking Riser Card) модеми, які можуть працювати тільки з новітніми Intel-чіпсетами і з тональними дозвонювач.
Модеми розрізняються також:
конструкцією - автономні і вбудовувані в апаратуру;
інтерфейсом з каналом зв'язку - контактні і безконтактні (аудіо);
призначенням - для різних каналів зв'язку і систем, наприклад для систем передачі даних лише - модеми, для систем передачі даних і факсів - факс-модеми (правда, сьогодні більшість фірм випускають факс-модеми, а «чисті» модеми, без факсових функцій, практично вже не випускаються);
швидкістю передачі - існує стандарт швидкостей (шкала) передачі даних, що відповідає стандарту протоколів МККТТ для телефонних каналів зв'язку. Він включає наступні швидкості (в біт / с): 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 12 000, 14 400, 16 800, 19 200, 28 800, 33 600, 56 000. Зараз у продажу в основному модеми зі швидкістю 56000 біт / с.
Раніше модеми випускалися кожен для визначеної швидкості роботи; сучасні модеми більш універсальні: деякі з них (наприклад, МТ1932, МТ2834 і т. д.) можуть працювати як з комутованими, так і з некомутованими каналами зв'язку, підтримують майже всю шкалу названих швидкостей, мають режими модему і факс-модему. При поганих умовах роботи модеми самі знижують свою швидкість до досягнення прийнятного рівня спотворень.
Зупинимося дещо докладніше на конструктивних різновидах модемів, тому що останнім часом вони талі вельми популярні: автономних та вбудованих в апаратуру. Автономні модеми часто називають зовнішніми, а вбудовуються в апаратуру - внутрішніми.
Внутрішній модем являє собою плату, що вставляється в роз'єм внутрішньої плати пристрої, наприклад в слот системної плати комп'ютера, що має еврораз'ем типу RJ-11 для підключення до телефонної лінії зв'язку.
Зовнішній модем - це самостійна конструкція, зазвичай у вигляді невеликої коробочки, оснащена блоком живлення, роз'ємами для підключення до апаратури (до послідовного порту комп'ютера - RS-232) і телефонному каналу (роз'єм RJ-11), а також панеллю з індикаторами. Індикатори дають інформацію про режими роботи модему. Так, індикатори показують:
MR (Modem Ready) - модем включений в мережу;
ВІН (Off Hook) - модем «підняв трубку»;
AA (Auto Answer) - модем відповідає на дзвінок телефону;
CD (Carrier Detect) - модем визначив інший модем в лінії;
DC (Data Comdivssion) - виконується процедура стискування даних;
ЄС (Error Control) - виконується процедура контролю помилок і т. д. На зовнішньому модемі можуть бути світлові індикатори його роботи.
Деякі зовнішні модеми мають регулятор гучності звуку, що теж буває не зайвим. Тому, хоча зовнішній модем коштує зазвичай дорожче внутрішнього і вимагає автономного живлення, іноді він краще.
Окремо слід згадати модеми Pocket PC, PCMCIA і PC-Card для портативних комп'ютерів, дозволяють останнім працювати в системах телекомунікацій та комп'ютерних мережах. Зокрема, модеми PCMCIA, що підтримують протокол MNP-10, забезпечують роботу портативних ПК з електронною поштою і з мережею Інтернет через мобільний телефон.
На російському ринку широко представлені модеми фірм ZyXEL, US Robotics (3Com), Genius, Rockwell, Motorola, Lucent, IDC і т. д. Найбільш популярні модеми перших двох фірм, загалом займають 75% ринку. Модеми тайванської фірми ZyXEL використовують власні ефективні протоколи захисту від помилок ZyCell, що забезпечують хорошу роботу на вельми неякісних російських каналах зв'язку, аж до каналів стільникового телефонії, і краще за інших реалізують відправку і прийом факсів, але вони, як правило, дорогі. Модеми американської фірми US Robotics за популярністю ще в 1996 році істотно поступалися модемів ZyXEL, але зараз вже значно обійшли їх. Зростання їх популярності заснований на гарній роботі в комп'ютерних мережах і невисокої вартості, а також на тому, що US Robotics випередила ZyXEL з випуском високошвидкісних модемів протоколів V.34 і V.90.
Зараз компанія US Robotics випускає модеми трьох родин:
Sportster - Недорогі модеми, оснащені мінімумом функцій;
Courier - Професійні високошвидкісні модеми;
Worldpott - Модеми, орієнтовані на роботу 'в стільникових лініях зв'язку.
Багато типів модемів забезпечують вельми різноманітні сервісні можливості. Наприклад, модеми серії ZyXEL U, оснащені фірмовим програмним забезпеченням Zvoice, функції факсу, автовідповідача та АВН можуть виконувати дуже ефектно в автоматичному режимі. Так, у відповідь на телефонний дзвінок факс-модем «підніме трубку», визначить номер абонента, висвітить його на екрані, потім, як автовідповідач, відтворить своє вітання і проаналізує, хто з ним з'єднався
Розвиваються цифрові технології передачі даних, щоб забезпечити значно більші швидкості передачі й якість зв'язку, що надають користувачам істотно кращий сервіс, вимагають використання модемів іншого класу - цифрових. Цифрові модеми більш правильно називати мережними адаптерами, оскільки про класичну модуляції-демодуляції сигналів у них мова не йде - вхідний і вихідний сигнали такого модему є імпульсними. Для цифрових модемів загальноприйнятих стандартів роботи взагалі, і стандартів швидкості зокрема, поки не розроблено.
Цифрові модеми випускаються для роботи в конкретних цифрових технологіях: ISDN, HDSL, ADSL, SDSL і т. д. (див. розділ «Мережі і мережні технології нижніх рівнів»).
Так, наприклад, модеми для роботи в ISDN бувають як внутрішніми, так і зовнішніми. Внутрішні модеми можуть використовувати або ISA-, або PCI-слоти на материнській платі, і вони забезпечують максимальну швидкість 128 Кбіт / с. Зовнішні модеми підключаються до комп'ютера по послідовній шині USB і швидкість передачі в них обмежується величиною 115,2 Кбіт / с. Є комбіновані модеми для роботи як по цифрових каналах ISDN, так і по аналогових каналах (наприклад, модем Courier-1 компанії 3Com).
Модеми для роботи в мережах xDSL мають великі швидкості, так, ADSL-модеми забезпечують швидкості 1,5-6 Мбіт / с при прийомі інформації та 64-384 Кбіт / с при передачі. А ось ADSL-модем Viper-DSL компанії 3Com навіть великі: 7 Мбіт / с для вхідних і 1 Мбіт / с для вихідних повідомлень. Але найбільші швидкості забезпечують VDSL-модеми: при передачі даних на коротку відстань до
Популярні цифрові модеми виробляє і фірма ZyXEL:
Omni.net Plus мають адаптери ISDN зі швидкостями 128 Кбіт / с;
Prestige 681 оснащуються адаптером SDSL і інтерфейсом 10/100BaseT Ethernet з функціями моста і маршрутизатора на швидкості до 2,32 Мбіт / с;
Prestige 641 мають адаптер SDSL і інтерфейс 10/100Base-T Ethernet з функціями моста на швидкості до 8 Мбіт / с; існує і ряд інших.
Випускаються також:
кабельні модеми для роботи з мережами через комунікації кабельного телебачення, наприклад. Вони забезпечують швидкості передачі даних в середньому до 10 Мбіт / с, але надшвидкісний модем UBR 904 компанії Cisco дозволяє приймати дані зі швидкістю до 36 Мбіт / с і передавати зі швидкістю до 2 Мбіт / с;
стільникові модеми для роботи в системі стільникового телефонного зв'язку. Це звичайно PCMCIA-модеми для роботи в стандартах GSM, CDMA, NMT, NAMPS і т. д. Перші два стандарти є цифровими, а останні-аналоговими;
оптоволоконні модеми для роботи з волоконно-оптичних каналів зв'язку по протоколах FDDI;
супутникові радіомодеми для прийому даних через супутник: прийом інформарціі здійснюється через супутникову антену зі швидкостями до 400 Кбіт / с,
а передача можлива тільки при наявності громіздкого дорогого устаткування. Тому зазвичай для передачі даних використовуються провідні канали зв'язку і додатковий відповідний модем;
розробляються силові модеми для роботи в мережах через систему електроживлення комп'ютерів.
Замість модему в локальних мережах можна використовувати мережеві адаптери (мережеві карти, network adapter, net card), виконані у вигляді плат розширення. встановлюються в роз'єм материнської плати. Ще є карти, що встановлюються в роз'єм ISA, але сучасні встановлюються зазвичай в роз'єм PCI. Для портативних комп'ютерів є PCMCIA-адаптери. З'явилися мережеві адаптери і для інтерфейсу USB.
Мережеві адаптери можна розділити на дві групи:
адаптери для клієнтських комп'ютерів,
адаптери для серверів.
В адаптерах для клієнтських комп'ютерів значна частина роботи з прийому та передачі повідомлень перекладається на програму, виконувану в ПК Такий адаптер простіше і дешевше, але він додатково завантажує центральний процесор машини.
Адаптери для серверів забезпечуються власними процесорами, які виконують всю потрібну роботу.
Основними характеристиками мережевих карт є:
□ встановлена мікросхема контролера (мікрочіпа);
□ розрядність - є 8 -, 16 -, 32 - і 64-бітові мережеві карти (визначається мікрочіпом);
□ швидкість передачі - від 10 до 1000 Мбіт / с (найбільш популярні - 10 і 100 Мбіт / с);
□ тип підключається кабелю - коаксіальний кабель товстий і тонкий, неекранована вита пара, волоконно-оптичний кабель;
□ підтримувані стандарти передачі даних - Ethernet, IEEE 802.3, Token Ring, FDDI і т. д.
Мікросхема контролера має найважливіше значення, вона визначає багато параметрів адаптера, в тому числі надійність і стабільність роботи. Так, мікрочіпи ряду фірм мають конфлікти з деякими компонентами комп'ютера, а мікрочіпи Realtec, Intel в цьому плані більш «гарно уживаються» і надійні.
На мережевих картах може бути встановлений також чіп ПЗУ BootROM, що забезпечує можливість віддаленого завантаження операційної системи з сервера мережі, тобто використання мережевого комп'ютера без дискової пам'яті.
В якості міжмережевого інтерфейсу для з'єднання мереж між собою задіюються повторювачі, мости, маршрутизатори і шлюзи. Оскільки ці пристрої найбільш активно застосовуються для об'єднання локальних обчислювальних мереж, вони докладніше розглянуті у наступному розділі,.
У якості пристроїв сполучення комп'ютера з апаратурою передачі даних і з термінальними пристроями використовуються:
лінійні адаптери;
мультиплексори передачі даних;
зв'язкові процесори.
Т.ч. можна сказати, що технічні засоби дистанційної передачі даних - лише починають свій розвиток і далі можливо з'являться ще більш немислимі пристрої для передачі даних на відстані.
Список літератури
1. В. Л. Бройдо «Обчислювальні системи, мережі і телекомунікації».: Пітер, 2003р. - 538с.
2. Інформаційні технології управління: Навчальний посібник М. В. Бастріков, О. П. Пономарьов; Інститут «КВШУ» .- К.: Видавництво інституту «КВШУ», 2007 .- 140 с.
3. Кенін А.М. Самовчитель системного адміністратора. - 2-е вид., Перераб. І доп. - СПб.: БХВ - Петербург, 2008. - 560 с.: Іл. - (Системний адміністратор)
4. Комп'ютерні мережі: Навчальний курс / Microsoft Corporation; Пер. з англ. Богомолова О.А.-М.: Ізд.отдел «Російська редакція» ТООО "Channel Trading LTD", 2005 .- 696с.
5. Мур М., Прітскі Т. Телекомунікації. Керівництво для початківців. БХВ-Петербург: СПб, 2003.