Një pajisje që ndërron disa kanale komunikimi quhet hub. XXXII

Ndërrimi i qarkut dhe paketat - janë metoda për zgjidhjen e problemit të përgjithësuar të ndërrimit të të dhënave në çdo teknologji të rrjetit.

Nga problemet e veçanta të rrjeteve të të dhënave përfshijnë:

të përcaktojë rrjedhat dhe rrugët e duhura;
parametrat e konfigurimit të rrugës së fiksimit dhe tabelat e pajisjeve të rrjetit;
flukset e njohjes dhe transferimi i të dhënave ndërmjet një ndërfaqeje pajisjeje;
rryma multipleksuese/demultipleksuese;
medium ndarës.

Midis shumë qasjeve të mundshme për zgjidhjen e problemit të përgjithësuar të rrjeteve të ndërrimit të abonentëve, dallohen dy bazë, të cilat përfshijnë ndërrimin e kanaleve dhe ndërrimin e paketave. Ekzistojnë aplikime tradicionale të secilës teknikë komutimi, për shembull, rrjetet telefonike vazhdojnë të ndërtohen dhe ndërtohen duke përdorur teknologjinë e komutimit të qarkut, rrjetet kompjuterike dhe shumica dërrmuese bazohen në teknikën e komutimit të paketave.

Prandaj, si rrjedha e informacionit në rrjetet me komutim qarku janë të dhënat e shkëmbyera midis një çifti abonentësh. Prandaj, funksioni i rrjedhës globale është një palë adresash (numra telefoni) që abonentët komunikojnë me njëri-tjetrin. Një tipar i rrjeteve me komutim qarku është koncepti i një kanali elementar.

Kanali elementar

Kanali (ose kanali) elementar- është një karakteristika bazë teknike e rrjetit të komutimit të qarkut, i cili është i fiksuar brenda një lloji të caktuar të vlerës së xhiros së rrjetit. Çdo lidhje në rrjetin e komutuar në qark ka një kapacitet elementar të shumëkanaleve të adoptuar për këtë lloj rrjeti.

Në sistemet tradicionale telefonike, vlera e shpejtësisë elementare të kanalit është e barabartë me 64 kbit/s, e cila është e mjaftueshme për zërin dixhital me cilësi të lartë.

Për zërin me cilësi të lartë përdor frekuencën e dridhjeve të zërit kuantizimi i amplitudës 8000 Hz (koha e kampionimit 125 ms intervale). Për të përfaqësuar një masë të amplitudës më së shpeshti përdoret kodi 8-bit, i cili bën gradim 256 ton (nga vlerat e kampionimit).

Në këtë rast, transmetimi i një kanali zanor është i nevojshëm me gjerësi brezi 64 kbit/s:

8000 x 8 = 64000 bit/s ose 64 kbit/s.

Një kanal i tillë zanor quhet një kanal elementar i rrjeteve telefonike dixhitale. Një tipar i rrjetit të komutuar në qark është se gjerësia e brezit të secilës lidhje duhet të jetë e barabartë me një numër të plotë kanalesh elementare.

Kanali i përbërë

Komunikimi i ndërtuar nga ndërrimi (lidhja) e kanaleve elementare, i quajtur a kanal i përbërë.

Kanal i përbërë

Karakteristikat e kanalit të përbërë:

kanali i përbërë në të gjithë gjatësinë e tij përbëhet nga i njëjti numër kanalesh elementare;
kanali i përbërë ka një gjerësi bande konstante dhe fikse në të gjithë gjatësinë e tij;
kanali i përbërë krijohet përkohësisht për periudhën e sesionit të dy abonentëve;
në seancë, të gjitha kanalet bazë që përfshihen në kanalin e përbërë, hyjnë në përdorim ekskluziv të abonentëve, për të cilët është krijuar kanali i përbërë;
gjatë seancës së komunikimit, abonentët mund të dërgojnë shpejtësi të të dhënave të rrjetit që nuk e kalon kapacitetin e kanalit të kompozitit;
të dhënat e marra në një kanal të përbërë, abonenti i thirrur garantohet të dorëzohet pa vonesë, humbje dhe me të njëjtin ritëm (normë burimi) pavarësisht nëse ka në këtë moment lidhjen e rrjetit tjetër apo jo;
Pas përfundimit të seancës, kanalet bazë që u përfshinë me kanalin përkatës të përbërë, u deklaruan të lirë dhe u kthyen në grupin e burimeve të alokuara për përdorim nga përdoruesit e tjerë.

Lidhja u refuzua

Kërkesat për lidhje nuk janë gjithmonë të suksesshme.

Nëse shtegu midis pajtimtarëve thirrës dhe abonentëve të thirrur nuk ka kanale të lira ose nyja e quajtur bazë është e zënë, mosfunksionimi ndodh në konfigurimin e lidhjes.

Avantazhi i ndërrimit të qarkut

Teknologjia e komutimit të qarkut ka për qëllim minimizimin e ngjarjeve aksidentale në rrjet, dmth një teknologji. Për të shmangur çdo pasiguri të mundshme, pjesa më e madhe e punës për shkëmbimin e informacionit kryhet paraprakisht, madje edhe para fillimit të transferimit të të dhënave. Së pari, për një adresë të caktuar, disponueshmëria e kanaleve bazë të kërkuara nga dërguesi te marrësi. Por në rastin e shpërthimit, kjo qasje është joefektive, pasi 80% e kanalit të kohës mund të jetë boshe.

Ndërrimi i paketave

Parimi më i rëndësishëm i rrjeteve me dërgimin e të dhënave me komutim të paketave transmetohet përmes rrjetit në formën e pjesëve të të dhënave të ndara strukturore nga njëra-tjetra, të quajtura paketa. Çdo paketë ka një kokë, e cila përmban adresën e destinacionit dhe informacione të tjera mbështetëse (gjatësia e fushës së të dhënave, një shumë kontrolli dhe të tjera.), Përdoret për dërgimin te marrësi i paketës.

Pasja e adresës në çdo paketë është një nga karakteristikat më të rëndësishme të teknologjisë së komutimit të paketave, pasi çdo paketë mund të përpunohet në mënyrë të pavarur nga paketat e tjera të komutimit që përbëjnë trafikun e rrjetit. Përveç titullit në paketë mund të ketë një fushë shtesë për t'u vendosur në fund të paketës dhe e ashtuquajtura rimorkio. Në rimorkio zakonisht vendoset kontrolli, i cili ju lejon të kontrolloni nëse informacioni është dëmtuar gjatë transmetimit në rrjet apo jo.

Ndarja e të dhënave në pako

Ndarja e të dhënave në pako bëhet në disa faza. Nyja e dërguesit të zinxhirit gjeneron të dhëna transmetimi, të cilat ndahen në pjesë të barabarta. Pas kësaj ndodh formimi i një pakete duke shtuar kokën e sipërme. Dhe faza e fundit është grumbulluar paketat në mesazhin origjinal në nyjen e destinacionit.

Ndarja e të dhënave në pako

Transferimi i të dhënave në një rrjet si një paketë

Rrjeti i transmetimit të paketave

Ashtu si në rrjetet e komutimit të qarkut, rrjetet me komutim të paketave, për secilën prej rrymave përcaktohet manualisht ose automatikisht rruga e fiksuar në tabelat e ruajtura për ndërprerësit e komutimit. Paketat që hyjnë në switch përpunohen dhe dërgohen në një rrugë të caktuar

Pasiguria dhe lëvizja asinkrone e të dhënave në rrjetet me komutim të paketave bën kërkesa të veçanta për ndërprerësit në rrjete të tilla.

Dallimi kryesor midis një ndërprerësi të paketave të ndërprerësve në rrjetet me komutim qark është se ata kanë një memorie të brendshme buferike për ruajtjen e përkohshme të paketave. Buferët e ndërprerësit duhet të harmonizojnë normat e të dhënave në lidhjet e komunikimit të lidhura me ndërfaqet e tij, si dhe të harmonizojnë shkallën e mbërritjes së paketave me shpejtësinë e tyre të ndërrimit.

Metodat e transferimit të paketave

Një ndërprerës mund të funksionojë në bazë të një prej tre metodave të promovimit të paketave:

transmetimi i të dhënave;
Transferimi në vendosjen e një lidhjeje logjike;
Transferimi në krijimin e një kanali virtual.

Transmetimi i të dhënave

Transferimi i të dhënave metodë e bazuar në promovimin e paketave të pavarura nga njëra-tjetra. Procedura e përpunimit të paketave përcaktohet vetëm nga vlerat e parametrave që mbart dhe gjendja aktuale e rrjetit. Dhe çdo rrjet i vetëm paketash konsiderohet si një transferim plotësisht i pavarur i njësisë - datagram.

Parimi i ilustrimit të datagramit të paketës

Transferimi në krijimin e një lidhjeje logjike

Procedura për harmonizimin e dy nyjeve fundore të një rrjeti të disa parametrave të procesit të shkëmbimit të paketave quhet vendosja e një lidhjeje logjike. Opsionet e negociuara nga dy nyjet ndërvepruese, të quajtura parametrat e lidhjes logjike.

Kanal virtual

E vetmja rrugë fikse e para-mbushur që lidh nyjet fundore me rrjetin e ndërrimit të paketave, i referuar si një kanal virtual (qark virtual ose kanal virtual). Kanalet virtuale janë vendosur për rrjedhën e qëndrueshme të informacionit. Për të izoluar rrjedhën e të dhënave të fluksit total të trafikut të secilës paketë shënohet me një lloj të veçantë të shenjës - etiketës. Ashtu si me vendosjen e një lidhjeje logjike të rrjetit, kanali virtual fillon me një copë litari nga nyja burimore një paketë speciale - kërkesa për lidhje.

Rrjetet e ndërrimit të tabelave duke përdorur kanale virtuale janë të ndryshme nga tabela komutuese në rrjetet e datagramit. Ai përmban hyrje që kalojnë vetëm përmes kanaleve virtuale të switch-it, dhe jo të gjithë adresën e mundshme të destinacionit, siç është rasti në rrjetet me transferim algoritmi datagram.

Krahasimi i qarkut të ndërprerës dhe paketës

Ndërrimi i kanaleve	Ndërrimi i paketave
Së pari ju duhet të krijoni një lidhje	Asnjë fazë e krijimit të një lidhjeje (metoda e të dhënave)
Vendndodhja kërkohet vetëm kur krijoni një lidhje	Adresa dhe informacionet e tjera të shërbimit transmetohen me secilën paketë
Rrjeti mund të refuzojë një lidhje me pajtimtarin	Rrjeti është gjithmonë gati për të marrë të dhëna nga pajtimtari
Gjerësia e brezit (bandwidth) e garantuar për pajtimtarët që ndërveprojnë	Gjerësia e brezit të rrjetit për përdoruesit është e panjohur, vonesat e transmetimit janë të rastësishme
Trafiku në kohë reale transferohet pa vonesë	Burimet e rrjetit përdoren në mënyrë efektive kur transmetohet trafiku i zhurmshëm
Besueshmëri e lartë e transmetimit	Humbje e mundshme e të dhënave për shkak të tejmbushjes së buferit
Përdorimi joracional i kapacitetit të kanalit, duke ulur efikasitetin e përgjithshëm të rrjetit	Shpërndarja automatike dinamike e gjerësisë së brezit të një kanali fizik midis abonentëve

Punë e pavarur : fq. 646–651, 720–722,
fq 67–79, 542–544, –651, fq 48–58; fq 408–431

Përsëritës (përsëritës) - transmeton sinjale elektrike nga një seksion i kabllit në tjetrin, duke i përforcuar paraprakisht dhe duke rikthyer formën e tyre. Përdoret në rrjetet lokale për të rritur gjatësinë e tyre. Në terminologji OSI vepron në shtresën fizike.

Çelësat– përsëritës me shumë porta që lexojnë adresën e destinacionit të çdo pakete hyrëse dhe e transmetojnë atë vetëm përmes portit që është i lidhur me kompjuterin marrës. Mund të funksionojë në të ndryshme Nivelet e OSI. (një version tjetër - kanal nivel)

Hub(Hub) - një pajisje shumëporte për përforcimin e sinjaleve gjatë transmetimit të të dhënave. Përdoret për të shtuar stacione pune në rrjet ose për të rritur distancën midis serverit dhe stacionit të punës (gjerësia totale e brezit të kanaleve hyrëse është më e lartë se gjerësia e brezit të kanalit dalës). Ajo funksionon si një ndërprerës, por përveç kësaj mund të përforcojë sinjalin.

Multiplekser(pajisja ose programi) - ju lejon të transmetoni disa sinjale të ndryshme njëkohësisht në një linjë komunikimi.

Gateway– transferon të dhëna ndërmjet rrjeteve ose programeve aplikative që përdorin protokolle të ndryshme (metoda kodimi, media fizike për transferimin e të dhënave), për shembull, lidhja e një rrjeti lokal me një global. Vepron në aplikuar niveli.

Urë– lidh dy rrjete me të njëjtat protokolle, përforcon sinjalin dhe kalon vetëm ato sinjale që i drejtohen kompjuterit që ndodhet në anën tjetër të urës. Botim tjetër : Një kompjuter me dy karta rrjeti të krijuar për të lidhur rrjete.

Ruteri– (lidh LAN të ndryshëm, si një urë, kalon vetëm atë informacion që është i destinuar për segmentin me të cilin është lidhur.) Përgjegjës për zgjedhjen e rrugës për transmetimin e paketave ndërmjet nyjeve. Rruga zgjidhet bazuar në:
– protokolli i rrugëzimit që përmban informacione për topologjinë e rrjetit;

– një algoritëm i veçantë rrugëtimi.

Vepron në rrjeti Niveli OSI.

Pyetje të paqarta :

Një pajisje për lidhjen e një kompjuteri me disa kanale komunikimi quhet:

– qendër/përsëritës/multiplekser/modem

Një pajisje që ndërron disa kanale komunikimi quhet:

– multiplekser i të dhënave/hub/përsëritës/modem

XXXIII. Konceptet bazë të kriptografisë

Punë e pavarur : fq 695–699

Kriptografia (enkriptimi)– kodimi i të dhënave të dërguara në rrjet në mënyrë që ato të mund të lexohen vetëm nga palët e përfshira në një transaksion specifik. Besueshmëria e mbrojtjes varet nga algoritmi i enkriptimit dhe gjatësia e çelësit në bit.

Metoda e kriptimit– një algoritëm që përshkruan procedurën për konvertimin e mesazhit origjinal në mesazhin që rezulton. Shembull . Metoda lojërat e fatit – zëvendësimi i shkronjave me shënime sipas një algoritmi të caktuar.

Çelësi i enkriptimit– një grup parametrash të nevojshëm për të aplikuar metodën. Një tjetër botim: – një sekuencë karakteresh të ruajtura në një disk të vështirë ose të lëvizshëm.

Çelësi statik– nuk ndryshon kur punoni me mesazhe të ndryshme.

Çelësi dinamik– ndryshime për çdo mesazh.

Llojet e metodave të kriptimit .

– Simetrike : I njëjti çelës përdoret si për enkriptim ashtu edhe për deshifrim. E papërshtatshme në tregtinë elektronike, pasi shitësi dhe blerësi duhet të kenë të drejta të ndryshme për të hyrë në informacion. Shitësi u dërgon të gjithë blerësve të njëjtët katalogë, por blerësit i kthejnë shitësit informacionin konfidencial të kartës së kreditit dhe porositë dhe pagesat nuk mund të përzihen midis blerësve të ndryshëm.

Metodat e transmetimit të informacionit dixhital

Të dhënat dixhitale transmetohen përgjatë përcjellësit duke ndryshuar tensionin aktual: pa tension - "O", tension i pranishëm - "1". Ekzistojnë dy mënyra për të transmetuar informacion mbi një mjet transmetimi fizik: dixhital dhe analog.

Shënime: 1. Nëse të gjithë pajtimtarët e një rrjeti kompjuterik transmetojnë të dhëna në një kanal në të njëjtën frekuencë, një kanal i tillë quhet brez i ngushtë (kalon një frekuencë).

2. Nëse çdo abonent operon në frekuencën e vet duke përdorur një kanal, atëherë një kanal i tillë quhet broadband (kalon shumë frekuenca). Përdorimi i kanaleve me brez të gjerë ju lejon të kurseni në sasinë e tyre, por ndërlikon procesin e menaxhimit të shkëmbimit të të dhënave.

Në dixhitale ose Metoda e transmetimit me brez të ngushtë(Fig. 6.10) të dhënat transmetohen në formën e tyre natyrore në një frekuencë të vetme. Metoda e brezit të ngushtë lejon vetëm transmetimin e informacionit dixhital, siguron që vetëm dy përdorues mund të përdorin mjetin e transmetimit në çdo kohë të caktuar dhe lejon funksionimin normal vetëm në një distancë të kufizuar (gjatësia e linjës së komunikimit jo më shumë se 1000 m). Në të njëjtën kohë, metoda e transmetimit me brez të ngushtë siguron shpejtësi të lartë të shkëmbimit të të dhënave - deri në 10 Mbit/s dhe ju lejon të krijoni rrjete kompjuterike lehtësisht të konfigurueshme. Shumica dërrmuese e rrjeteve lokale përdorin transmetim me brez të ngushtë.

Oriz. 6.10. Metoda dixhitale e transmetimit

Analoge Metoda e transmetimit dixhital të të dhënave (Fig. 6.11) siguron transmetim me brez të gjerë përmes përdorimit të sinjaleve të frekuencave të ndryshme bartëse në një kanal.

Me metodën e transmetimit analog, parametrat e sinjalit të frekuencës së bartësit kontrollohen për transmetimin e të dhënave dixhitale përmes kanalit të komunikimit.

Sinjali i frekuencës së bartësit është një lëkundje harmonike e përshkruar nga ekuacioni:

Х=Х mëkati maksimal (ωt +φ 0),

ku X max është amplituda e lëkundjeve;

ω - frekuenca e lëkundjeve;

φ - faza fillestare e lëkundjeve.

Ju mund të transmetoni të dhëna dixhitale përmes një kanali analog duke kontrolluar një nga parametrat e sinjalit të frekuencës së bartësit: amplituda, frekuenca ose faza. Meqenëse është e nevojshme të transmetohen të dhënat në formë binare (një sekuencë prej njësh dhe zero), metodat e mëposhtme të kontrollit mund të propozohen ( modulimi): amplituda, frekuenca, faza.

Mënyra më e lehtë për të kuptuar parimin është amplituda modulimi: "0" - pa sinjal, d.m.th. nuk ka luhatje të frekuencës së bartësit; "1" - prania e një sinjali, d.m.th. prania e lëkundjeve të frekuencës bartëse. Ka lëkundje - një, pa lëkundje - zero (Fig. 6.11a).

Frekuenca modulimi përfshin transmetimin e sinjaleve 0 dhe 1 në frekuenca të ndryshme. Kur lëvizni nga 0 në 1 dhe nga 1 në 0, sinjali i frekuencës së bartës ndryshon (Fig. 6.116).

Gjëja më e vështirë për t'u kuptuar është faza modulimi. Thelbi i saj është se kur lëviz nga 0 në 1 dhe nga 1 në 0, faza e lëkundjeve ndryshon, d.m.th. drejtimi i tyre (Fig. 6.11c).

Në rrjetet hierarkike të nivelit të lartë - global dhe rajonal - përdoret gjithashtu transmetimi me brez të gjerë, i cili parashikon që çdo abonent të operojë në frekuencën e tij brenda një kanali. Kjo siguron ndërveprimin e një numri të madh abonentësh me ritme të larta të transferimit të të dhënave.

Transmetimi me brez të gjerë ju lejon të kombinoni transmetimin e të dhënave dixhitale, imazhit dhe zërit në një kanal, gjë që është një kërkesë e domosdoshme e sistemeve moderne multimediale.

Shembulli 6.5. Një kanal tipik analog është një kanal telefonik. Kur pajtimtari merr celularin, ai dëgjon një sinjal të njëtrajtshëm zanor - ky është sinjali i frekuencës së bartësit. Meqenëse shtrihet në diapazonin e frekuencës audio, quhet sinjal toni. Për të transmetuar fjalimin përmes një kanali telefonik, është e nevojshme të kontrolloni sinjalin e frekuencës së bartësit - për ta moduluar atë. Tingujt e marrë nga mikrofoni shndërrohen në sinjale elektrike, të cilat, nga ana tjetër, modulojnë sinjalin e frekuencës së bartësit. Gjatë transmetimit të informacionit dixhital, kontrolli kryhet nga bajt informacioni - një sekuencë njësh dhe zero.

Hardware

Për të siguruar transferimin e informacionit nga një kompjuter në mjedisin e komunikimit, është e nevojshme të koordinohen sinjalet e ndërfaqes së brendshme të kompjuterit me parametrat e sinjaleve të transmetuara përmes kanaleve të komunikimit. Në këtë rast, duhet të kryhen si përputhja fizike (forma, amplituda dhe kohëzgjatja e sinjalit) ashtu edhe përputhja e kodit.

Pajisjet teknike që kryejnë funksionet e ndërlidhjes së një kompjuteri me kanalet e komunikimit quhen përshtatës ose përshtatës rrjeti. Një përshtatës siguron çiftimin me një kompjuter të një kanali komunikimi.

Oriz. 6.11. Metodat e transmetimit të informacionit dixhital përmes një sinjali analog:

a – modulimi i amplitudës; b – frekuenca; c - faza

Përveç përshtatësve me një kanal, përdoren gjithashtu pajisje me shumë kanale - multiplekserët e transmetimit të të dhënave ose thjesht multipleksuesit.

Multiplekseri i transmetimit të të dhënave- një pajisje për ndërlidhjen e një kompjuteri me disa kanale komunikimi.

Multiplekserët e transmetimit të të dhënave u përdorën në sistemet e telepërpunimit - hapi i parë drejt krijimit të rrjeteve kompjuterike. Më vonë, me shfaqjen e rrjeteve me konfigurime komplekse dhe një numër të madh të sistemeve të pajtimtarëve, procesorë të veçantë komunikimi filluan të përdoren për të zbatuar funksionet e ndërfaqes.

Siç u përmend më herët, për të transmetuar informacionin dixhital përmes një kanali komunikimi, është e nevojshme të shndërroni një rrymë bitesh në sinjale analoge, dhe kur merrni informacion nga një kanal komunikimi në një kompjuter, kryeni veprimin e kundërt - shndërroni sinjalet analoge në një rrymë. bit që kompjuteri mund të përpunojë. Transformime të tilla kryhen nga një pajisje speciale - modem.

Modemi- një pajisje që modulon dhe demodulon sinjalet e informacionit kur i transmeton ato nga një kompjuter në një kanal komunikimi dhe kur i merr ato nga një kanal komunikimi në një kompjuter.

Komponenti më i shtrenjtë i një rrjeti kompjuterik është kanali i komunikimit. Prandaj, kur ndërtojnë një numër rrjetesh kompjuterike, ata përpiqen të kursejnë në kanalet e komunikimit duke ndërruar disa kanale të brendshme të komunikimit në një të jashtëm. Për të kryer funksionet e ndërrimit, përdoren pajisje speciale - qendrat.

Hub- një pajisje që ndërron disa kanale komunikimi në një përmes ndarjes së frekuencës.

Në një LAN, ku mediumi i transmetimit fizik është një kabllo me gjatësi të kufizuar, përdoren pajisje speciale për të rritur gjatësinë e rrjetit - përsëritësit.

Përsëritës- një pajisje që siguron ruajtjen e formës dhe amplitudës së sinjalit gjatë transmetimit të tij në një distancë më të madhe se ajo e ofruar nga ky lloj mjeti transmetimi fizik.

Ka përsëritës lokalë dhe të largët. Lokal përsëritësit ju lejojnë të lidhni fragmente të rrjetit të vendosura në një distancë deri në 50 m, dhe në distancë- deri në 2000 m.

Në këtë artikull do të shqyrtojmë metodat kryesore të kalimit në rrjete.

Në rrjetet telefonike tradicionale, komunikimi ndërmjet pajtimtarëve kryhet duke përdorur kanale komunikimi ndërrimi. Në fillim ndërrimi i kanaleve të komunikimit telefonik bëhej manualisht, më pas ndërrimi bëhej me centrale telefonike automatike (ATS).

Një parim i ngjashëm përdoret në rrjetet kompjuterike. Kompjuterët gjeografikisht të largët në një rrjet kompjuterik veprojnë si pajtimtarë. Është fizikisht e pamundur t'i sigurohet çdo kompjuteri linjën e vet të komunikimit pa ndërprerje, të cilën ata do ta përdorin në çdo kohë. Prandaj, pothuajse në të gjitha rrjetet kompjuterike përdoret gjithmonë një metodë e ndërrimit të abonentëve (stacioneve të punës), e cila mundëson qasjen e disa abonentëve në kanalet ekzistuese të komunikimit për të siguruar disa seanca komunikimi njëkohësisht.

Ndërrimiështë procesi i lidhjes së pajtimtarëve të ndryshëm të një rrjeti komunikimi nëpërmjet nyjeve transitore. Rrjetet e komunikimit duhet të sigurojnë që pajtimtarët e tyre të komunikojnë me njëri-tjetrin. Abonentët mund të jenë kompjuterë, segmente të rrjetit lokal, faks ose bashkëbisedues telefonik.

Stacionet e punës janë të lidhura me ndërprerës duke përdorur linja individuale komunikimi, secila prej të cilave përdoret në çdo kohë nga vetëm një pajtimtar i caktuar në këtë linjë. Ndërprerësit janë të lidhur me njëri-tjetrin duke përdorur linja të përbashkëta komunikimi (të ndara nga disa abonentë).

Le të shohim tre metodat kryesore më të zakonshme të ndërrimit të pajtimtarëve në rrjete:

ndërrimi i qarkut;
ndërrimi i paketave;
ndërrimi i mesazheve.

Ndërrimi i qarkut

Ndërrimi i qarkut përfshin formimin e një kanali fizik të përbërë të vazhdueshëm nga seksionet individuale të kanaleve të lidhura në seri për transferimin e drejtpërdrejtë të të dhënave midis nyjeve. Kanalet individuale janë të lidhura me njëri-tjetrin me pajisje speciale - ndërprerës, të cilët mund të krijojnë lidhje midis çdo nyje fundore të rrjetit. Në një rrjet me komutim qarku, përpara se të transmetohen të dhënat, është gjithmonë e nevojshme të kryhet një procedurë e vendosjes së lidhjes, gjatë së cilës krijohet një kanal i përbërë.

Koha e transmetimit të mesazhit përcaktohet nga kapaciteti i kanalit, gjatësia e lidhjes dhe madhësia e mesazhit.

Ndërprerësit, si dhe kanalet që i lidhin, duhet të sigurojnë transmetimin e njëkohshëm të të dhënave nga disa kanale të pajtimtarëve. Për ta bërë këtë, ata duhet të jenë me shpejtësi të lartë dhe të mbështesin një lloj teknike të shumëfishimit të kanalit të pajtimtarëve.

Përparësitë e ndërrimit të qarkut:

shpejtësi konstante dhe e njohur e transferimit të të dhënave;
sekuenca e saktë e mbërritjes së të dhënave;
vonesë e ulët dhe konstante e transmetimit të të dhënave përmes rrjetit.

Disavantazhet e ndërrimit të qarkut:

rrjeti mund të refuzojë shërbimin e kërkesës për të vendosur një lidhje;
përdorimi joracional i kapacitetit të kanaleve fizike, në veçanti pamundësia për të përdorur pajisjet e përdoruesit që funksionojnë me shpejtësi të ndryshme. Pjesët individuale të një qarku të përbërë funksionojnë me të njëjtën shpejtësi sepse rrjetet me komutim qarku nuk i ruajnë të dhënat e përdoruesit;
vonesë e detyrueshme përpara transmetimit të të dhënave për shkak të fazës së vendosjes së lidhjes.

Ndërrimi i mesazheve është ndarja e informacionit në mesazhe, secila prej të cilave përbëhet nga një titull dhe informacion.

Kjo është një metodë ndërveprimi në të cilën krijohet një kanal logjik duke transmetuar në mënyrë sekuenciale mesazhe përmes nyjeve të komunikimit në adresën e specifikuar në kokën e mesazhit.

Në këtë rast, çdo nyje merr një mesazh, e shkruan atë në memorie, përpunon kokën, zgjedh një rrugë dhe lëshon një mesazh nga memorja në nyjen tjetër.

Koha e dorëzimit të mesazhit përcaktohet nga koha e përpunimit në çdo nyje, numri i nyjeve dhe kapaciteti i rrjetit. Kur transferimi i informacionit nga nyja A në nyjen e komunikimit B përfundon, nyja A bëhet e lirë dhe mund të marrë pjesë në organizimin e komunikimeve të tjera ndërmjet pajtimtarëve, kështu që kanali i komunikimit përdoret në mënyrë më efikase, por sistemi i kontrollit të rrugëzimit do të jetë kompleks.
Sot, ndërrimi i mesazheve në formën e tij të pastër praktikisht nuk ekziston.

Ndërrimi i paketave është një metodë e veçantë e ndërrimit të nyjeve të rrjetit, e cila është krijuar posaçërisht për transmetimin më të mirë të trafikut kompjuterik (trafiku pulsues). Eksperimentet në zhvillimin e rrjeteve të para kompjuterike, të cilat bazoheshin në teknologjinë e komutimit të qarkut, treguan se ky lloj komutimi nuk ofron mundësinë për të marrë një xhiro të lartë të një rrjeti kompjuterik. Arsyeja qëndronte në natyrën e zhurmshme të trafikut që gjenerojnë aplikacionet tipike të rrjetit.

Kur ndodh ndërrimi i paketave, të gjitha mesazhet e transmetuara nga një përdorues i rrjetit ndahen në nyjen burimore në pjesë relativisht të vogla të quajtura pako. Është e nevojshme të sqarohet se një mesazh është një pjesë e të dhënave e plotësuar logjikisht - një kërkesë për të transferuar një skedar, një përgjigje ndaj kësaj kërkese që përmban të gjithë skedarin, etj. Mesazhet mund të kenë një gjatësi arbitrare, nga disa bajt në shumë megabajt. Përkundrazi, paketat zakonisht mund të kenë gjithashtu një gjatësi të ndryshueshme, por brenda kufijve të ngushtë, për shembull nga 46 në 1500 byte (EtherNet). Çdo paketë pajiset me një kokë që specifikon informacionin e adresës së nevojshme për të dorëzuar paketën në nyjen e destinacionit, si dhe numrin e paketës që do të përdoret nga nyja e destinacionit për të mbledhur mesazhin.

Çelësat e rrjetit të paketave ndryshojnë nga ndërprerësit e qarkut në atë që kanë memorie të brendshme buferike për të ruajtur përkohësisht paketat nëse porta dalëse e ndërprerësit është e zënë duke transmetuar një paketë tjetër kur merret një paketë.

Përparësitë e ndërrimit të paketave:

më rezistent ndaj dështimeve;
xhiros i lartë i përgjithshëm i rrjetit kur transmetohet trafik i vrullshëm;
aftësia për të rishpërndarë në mënyrë dinamike gjerësinë e brezit të kanaleve të komunikimit fizik.

Disavantazhet e ndërrimit të paketave:

pasiguria e shpejtësisë së transferimit të të dhënave ndërmjet pajtimtarëve të rrjetit;
vonesa e ndryshueshme e paketave të të dhënave;
humbje e mundshme e të dhënave për shkak të tejmbushjes së buferit;
Mund të ketë parregullsi në sekuencën e mbërritjes së paketave.

Rrjetet kompjuterike përdorin ndërrimin e paketave.

Metodat e transmetimit të paketave në rrjete:

Metoda e të dhënave- transmetimi kryhet si një grup paketash të pavarura. Çdo paketë lëviz nëpër rrjet përgjatë rrugës së vet dhe përdoruesi i merr paketat në mënyrë të rastësishme.

Përparësitë: thjeshtësia e procesit të transferimit.
Disavantazhet: besueshmëri e ulët për shkak të mundësisë së humbjes së paketave dhe nevojës për softuer për të mbledhur paketat dhe për të rivendosur mesazhet.

Kanali logjikështë transmetimi i një sekuence paketash të lidhura në një zinxhir, shoqëruar me vendosjen e një lidhjeje paraprake dhe konfirmimin e marrjes së çdo pakete. Nëse paketa i-të nuk merret, atëherë të gjitha paketat pasuese nuk do të merren.
Kanal virtual- ky është një kanal logjik me transmetimin përgjatë një rruge fikse të një sekuence paketash të lidhura në një zinxhir.

Përparësitë: sekuenca natyrore e të dhënave ruhet; rrugë të qëndrueshme të trafikut; rezervimi i burimeve është i mundur.
Disavantazhet: kompleksiteti i harduerit.

Në këtë artikull, ne shqyrtuam metodat kryesore të kalimit në rrjetet kompjuterike, me një përshkrim të secilës metodë komutimi duke treguar avantazhet dhe disavantazhet.

Leksioni nr.8

Karakteristikat e kanaleve të informacionit

Një kanal informacioni mund të karakterizohet gjithashtu nga tre parametra përkatës: koha e përdorimit të kanalit T k, gjerësia e brezit të frekuencave të transmetuara nga kanaliFk, dhe diapazoni dinamik i kanalitDkduke karakterizuar aftësinë e tij për të transmetuar nivele të ndryshme sinjalesh.

Sasia quhet kapaciteti kanal.

Transmetimi i padeformuar i sinjaleve është i mundur vetëm nëse vëllimi i sinjalit "përshtatet" në kapacitetin e kanalit.

Rrjedhimisht, kushti i përgjithshëm për përputhjen e sinjalit me kanalin e transmetimit të informacionit përcaktohet nga relacioni

Megjithatë, relacioni shpreh një kusht të domosdoshëm por jo të mjaftueshëm për përputhjen e sinjalit me kanalin. Një kusht i mjaftueshëm është marrëveshja për të gjithë parametrat:

Për një kanal informacioni, përdoren konceptet e mëposhtme: shpejtësia e hyrjes së informacionit, shpejtësia e transmetimit të informacionit dhe kapaciteti i kanalit.

Nën shpejtësinë e futjes së informacionit (rrjedha e informacionit) I ( X ) kuptojnë sasinë mesatare të informacionit të futur nga një burim mesazhi në një kanal informacioni për njësi të kohës. Kjo karakteristikë e burimit të mesazhit përcaktohet vetëm nga vetitë statistikore të mesazheve.

Shkalla e transferimit të informacionit I ( Z , Y ) – sasia mesatare e informacionit të transmetuar në një kanal për njësi të kohës. Varet nga vetitë statistikore të sinjalit të transmetuar dhe nga vetitë e kanalit.

Gjerësia e brezit C – shkalla më e lartë teorikisht e arritshme e transmetimit të informacionit për një kanal të caktuar. Kjo është një karakteristikë e kanalit dhe nuk varet nga statistikat e sinjalit.

Rrjedha e kanalit të informacionit përcaktohet nga dy parametra: thellësia e bitit dhe frekuenca. Është proporcionale me produktin e tyre.

Bit thellësi është sasia maksimale e informacionit që mund të vendoset njëkohësisht në një kanal.

Frekuenca tregon se sa herë informacioni mund të vendoset në një kanal brenda një njësie kohe.

Kapaciteti i kanalit të postës është i madh. Pra, kur dërgoni, për shembull, një disk lazer me postë, mund të vendosni njëkohësisht më shumë se 600 MB informacion në kanal. Në të njëjtën kohë, frekuenca e kanalit të postës është shumë e ulët - posta hiqet nga kutitë jo më shumë se pesë herë në ditë.

Kanali i informacionit telefonik është një-bit: në të njëjtën kohë ose një njësi (rrymë, impuls) ose një zero mund të dërgohet përgjatë telit telefonik. Frekuenca e këtij kanali mund të arrijë dhjetëra e qindra mijëra cikle në sekondë. Kjo veti e rrjetit telefonik lejon që ai të përdoret për komunikim ndërmjet kompjuterëve.

Për të përdorur sa më efektivisht kanalin e informacionit, është e nevojshme të merren masa për të siguruar që shpejtësia e transmetimit të informacionit të jetë sa më afër kapacitetit të kanalit. Në të njëjtën kohë, shpejtësia e futjes së informacionit nuk duhet të kalojë kapacitetin e kanalit, përndryshe jo të gjitha informacionet do të transmetohen përmes kanalit.

Ky është kushti kryesor për koordinimin dinamik të burimit të mesazhit dhe kanalit të informacionit.

Një nga çështjet kryesore në teorinë e transmetimit të informacionit është përcaktimi i varësisë së shpejtësisë dhe kapacitetit të transmetimit të informacionit nga parametrat e kanalit dhe karakteristikat e sinjaleve dhe ndërhyrjeve. Këto pyetje fillimisht u studiuan thellësisht nga K. Shannon.

1. Metodat për rritjen e imunitetit ndaj zhurmës

Baza e të gjitha metodave për rritjen e imunitetit të zhurmës së sistemeve të informacionit është përdorimi i dallimeve të caktuara midis sinjalit të dobishëm dhe ndërhyrjes. Prandaj, për të luftuar ndërhyrjen, është i nevojshëm informacioni apriori në lidhje me vetitë e ndërhyrjes dhe sinjalit.

Aktualisht, njihen një numër i madh mënyrash për të rritur imunitetin ndaj zhurmës së sistemeve. Është e përshtatshme që këto metoda të ndahen në dy grupe.

Igrup – bazuar në zgjedhjen e metodës së transmetimit të mesazhit.

IIgrup - i lidhur me ndërtimin e marrësve rezistent ndaj zhurmës.

Një mënyrë e thjeshtë dhe e zbatueshme për të rritur imunitetin ndaj zhurmës është rritja e raportit sinjal-zhurmë duke rritur fuqinë e transmetuesit. Por kjo metodë mund të mos jetë ekonomikisht fitimprurëse, pasi shoqërohet me një rritje të konsiderueshme të kompleksitetit dhe kostos së pajisjeve. Për më tepër, një rritje në fuqinë e transmetimit shoqërohet me një rritje të efektit ndërhyrës të një kanali të caktuar tek të tjerët.

Një mënyrë e rëndësishme për të rritur imunitetin ndaj zhurmës në transmetimin e vazhdueshëm të sinjalit është zgjedhje racionale e llojit të modulimit sinjale. Duke përdorur lloje të modulimit që ofrojnë një zgjerim të konsiderueshëm të brezit të frekuencës së sinjalit, është e mundur të arrihet një rritje e konsiderueshme e imunitetit të zhurmës së transmetimit.

Një mënyrë radikale për të rritur imunitetin ndaj zhurmës së transmetimit diskret të sinjalit është përdorimi kode speciale kundër bllokimit . Në këtë rast, ekzistojnë dy mënyra për të rritur imunitetin ndaj zhurmës së kodeve:

1. Përzgjedhja e metodave të transmetimit që ofrojnë më pak gjasa për korrupsion të kodit;

2. Rritja e vetive korrigjuese të kombinimeve të kodeve. Kjo rrugë shoqërohet me përdorimin e kodeve që lejojnë zbulimin dhe eliminimin e shtrembërimeve në kombinimet e kodeve. Kjo metodë kodimi shoqërohet me futjen në kod të simboleve shtesë, të tepërta, të cilat shoqërohen me një rritje të kohës së transmetimit ose frekuencës së transmetimit të simboleve të kodit.

Rritja e imunitetit të zhurmës së transmetimit mund të arrihet gjithashtu duke ritransmetuar të njëjtin mesazh. Në anën marrëse, mesazhet e marra krahasohen dhe ato me numrin më të madh të ndeshjeve pranohen si të vërteta. Për të eliminuar pasigurinë gjatë përpunimit të informacionit të marrë dhe për të siguruar përzgjedhjen sipas kriterit të shumicës, mesazhi duhet të përsëritet të paktën tre herë. Kjo metodë e rritjes së imunitetit ndaj zhurmës shoqërohet me rritjen e kohës së transmetimit.

Sistemet me transmetim të përsëritur të informacionit diskret ndahen në sisteme me përmbledhje grupore, në të cilat krahasimi bëhet me kombinime kodesh dhe sisteme me përmbledhje karakter pas karakteri, në të cilat krahasimi kryhet nga simbolet e kombinimeve të kodeve. Kontrolli karakter pas karakteri është më efikas se kontrolli në grup.

Një lloj sistemi në të cilin rritet imuniteti ndaj zhurmës arrihet duke rritur kohën e transmetimit janë sistemet e reagimit. Nëse ka shtrembërime në mesazhet e transmetuara, informacioni që vjen përmes kanalit të kundërt siguron që transmetimi të përsëritet. Prania e një kanali kthimi çon në kompleksitetin e sistemit. Megjithatë, ndryshe nga sistemet me përsëritje të transmetimit, në sistemet me reagime përsëritja e transmetimit do të bëhet vetëm nëse zbulohen shtrembërime në sinjalin e transmetuar, d.m.th. teprica duket të jetë më pak në përgjithësi.

Pritje rezistente ndaj zhurmës konsiston në përdorimin e tepricës, si dhe informacionit apriori rreth sinjaleve dhe ndërhyrjeve, për të zgjidhur problemin e marrjes në një mënyrë optimale: zbulimin e një sinjali, dallimin e sinjaleve ose rivendosjen e mesazheve. Aktualisht, aparati i teorisë statistikore të vendimeve përdoret gjerësisht për të sintetizuar marrës optimal.

Gabimet e marrësit zvogëlohen me rritjen e raportit sinjal-zhurmë në hyrjen e marrësit. Në këtë drejtim, sinjali i marrë shpesh përpunohet paraprakisht në mënyrë që të rritet raporti i komponentit të dobishëm me ndërhyrjen. Metoda të tilla të parapërpunimit të sinjalit përfshijnë metodën SHOW (një kombinim i një përforcuesi me brez të gjerë, një kufizues dhe një amplifikuesi me brez të ngushtë), përzgjedhja e sinjalit sipas kohëzgjatjes, metoda e kompensimit të ndërhyrjes, metoda e filtrimit, metoda e korrelacionit, metoda e akumulimit, etj.

2. Mjetet teknike moderne të shkëmbimit të të dhënave dhe pajisjet e formimit të kanaleve

Marrësi mund të jetë një kompjuter, terminal ose një lloj pajisje dixhitale.

Për të siguruar transferimin e informacionit nga kompjuteri në komunikim

Ky mund të jetë një skedar i bazës së të dhënave, një tabelë, një përgjigje ndaj një pyetjeje, teksti ose një imazhi.

Lloje të ndryshme kanalesh komunikimi përdoren për të transmetuar mesazhe në rrjetet kompjuterike. Më të zakonshmet janë kanalet e dedikuara telefonike dhe kanalet speciale për transmetimin e informacionit dixhital. Përdoren gjithashtu kanale radio dhe kanale komunikimi satelitore.

LAN-et dallohen në këtë drejtim, ku telat e çifteve të përdredhura, kablloja koaksiale dhe kablloja me fibra optike përdoren si mjet transmetimi.

Quhen pajisjet teknike që kryejnë funksionet e ndërlidhjes së një kompjuteri me kanalet e komunikimit përshtatës ose përshtatësit e rrjetit. Një përshtatës siguron çiftimin me një kompjuter të një kanali komunikimi. Përveç përshtatësve me një kanal, përdoren gjithashtu pajisje me shumë kanale - multiplekserët e transmetimit të të dhënave ose thjesht multipleksuesit.

Multiplekseri i transmetimit të të dhënave – një pajisje për ndërlidhjen e një kompjuteri me disa kanale komunikimi.

Siç u përmend më herët, për të transmetuar informacionin dixhital përmes një kanali komunikimi, është e nevojshme të shndërroni një rrymë bitesh në kanale analoge, dhe kur merrni informacion nga një kanal komunikimi në një kompjuter, kryeni veprimin e kundërt - shndërroni sinjalet analoge në një rrymë bitësh që kompjuteri mund të përpunojë. Transformime të tilla kryhen nga një pajisje speciale - modem.

Modemi– një pajisje që kryen modulimin dhe demodulimin e sinjaleve të informacionit kur i transmeton ato nga një kompjuter në një kanal komunikimi dhe kur i merr ato në një kompjuter nga një kanal komunikimi.

Hub– një pajisje që ndërron disa kanale komunikimi në një përmes ndarjes së frekuencës.

Në një LAN, ku mediumi i transmetimit fizik është një kabllo me gjatësi të kufizuar, përdoren pajisje speciale për të rritur gjatësinë e rrjetit - përsëritësit.

Përsëritës– një pajisje që siguron ruajtjen e formës dhe amplitudës së sinjalit gjatë transmetimit të tij në një distancë më të madhe se ajo e ofruar nga ky lloj mjeti transmetimi fizik.

Ka përsëritës lokalë dhe të largët. Lokal përsëritësit ju lejojnë të lidhni fragmente të rrjetit të vendosura në një distancë deri në 50 m, dhe në distancë– deri në 2000 m.