Основы работы компьютерной сети 6 (стр. 11 из 31)
User Datagram Protocol (UDP)
He ориентированный на соединение протокол UDP транспортирует данные между хостами, в отличие от TCP не устанавливая соединения. UDP полезен для передачи небольших сообщений, гарантированная доставка которых не требуется. Порты UDP и TCP различаются, поэтому их номера могут совпадать.
Прикладной уровень (application layer) TCP/IP, соответствующий Сеансовому, Представительскому и Прикладному уровням модели OSI, соединяет в сети приложения. Доступ к транспортным протоколам TCP/IP обеспечивают два API — Windows Sockets и NetBIOS.
Windows Sockets
Windows Sockets (WinSock) — это сетевой API, разработанный для упрощения взаимодействия между TCP/IP-приложениями и стеками протоколов. WinSock построен на основе API, созданного для BSD Unix. Любая программа, поддерживающая WinSock, способна взаимодействовать с любым протоколом TCP/IP, и наоборот.
Модем (modem) — это устройство, которое позволяет компьютерам обмениваться данными по телефонной линии.
Когда компьютеры расположены далеко друг от друга и их нельзя соединить стандартным сетевым кабелем, связь между ними устанавливается с помощью модема. Кроме того, модемы служат средством связи между отдельными сетями или между ЛВС и сторонними компьютерами.
Осуществлять связь по телефонной линии компьютеры не могут, так как они обмениваются данными с помощью цифровых электронных импульсов, а по телефонной линии передаются только аналоговые сигналы (звук).
Цифровой сигнал (синоним двоичного) способен принимать лишь два значения: 0 или 1. Аналоговый сигнал — это плавная кривая, которой соответствует бесконечное множество значений.
Рисунок 54 - Цифровые и аналоговые сигналы
Как показано на рисунке 55 модем на передающей стороне преобразует цифровые сигналы компьютера в аналоговые и посылает их по телефонной линии. Модем на принимающей стороне преобразует входящие аналоговые сигналы в цифровые для компьютера-получателя.
Передающий модем МОдулирует (modulate) цифровой сигнал в аналоговый, а принимающий модем ДЕМодулирует (demodulate) аналоговый сигнал в цифровой.
Рисунок - 55 Модемы преобразуют цифровые сигналы в аналоговые и наоборот
Аппаратное обеспечение модемов
Модемы имеют два стандартных физических интерфейса:
• последовательный интерфейс передачи данных (RS-232);
• интерфейс с телефонной линией RJ-11 (четырехконтактный телефонный разъем).
Существуют внутренние и внешние модемы. Внутренние модемы устанавливаются в слоты расширения подобно любой другой плате (см. рисунок 56).
Рисунок 56 - Внутренний модем установленный в слот расширения
Внешний модем представляет собой небольшой аппарат, подключаемый к компьютеру с помощью последовательного (RS-232) кабеля. Этот кабель соединяет последовательный порт компьютера с тем разъемом модема, который предназначен для связи с компьютером. Для подключения модема к телефонной сети используется кабель с разъемами RJ-11.
Рисунок 57 - Внешний модем подключается к последовательному порту компьютера кабеля RS-232
Hayes
В начале 80-х годов компания Hayes Microcomputer Products, Inc. разработала модем, который получил название Hayes Smartmodem. Его назвали «интеллектуальным», потому что он может автоматически набрать номер. Со временем параметры Smartmodem стали считаться стандартными, с их учетом разрабатывались другие модемы, — вскоре возник термин «Hayes-совместимый». Точно так же персональный компьютер фирмы IBM дал жизнь термину «IBM-совместимый». Поскольку большинство производителей приняли стандарт Hayes, через некоторое время все модемы могли «общаться» друг с другом.
Первые Hayes Smartmodem передавали и принимали данные со скоростью 300 бит в секунду. В настоящее время производители предлагают модемы со скоростью 57 600 бит/с и более.
Международные стандарты
С конца 80-х годов организация International Telecommunications Union (ITU) занимается разработкой стандартов для модемов.
Эти спецификации, известные как «V-серия», отличаются номером стандарта. Иногда в название включается также слово «bis» (латинское «дважды»). Оно указывает на то, что данный стандарт — пересмотренный вариант более ранней версии. Если в названии стандарта содержится слово «terbo» (французское «ter» — «третий»), это значит, что BTopoft(«bis») стандарт также был модифицирован. Например, модему V.22bis для передачи текста в 1 000 слов требуется 18 секунд при скорости 2 400 бит/с. Модем V.34 передает этот же текст за четыре секунды со скоростью 9 600 бит/с, а модему со скоростью 14 400 бит/с, удовлетворяющему стандарту сжатия данных V.42bis, на это потребовалась бы только 3 секунды.
Существуют различные типы модемов, поскольку каждому типу среды передачи требуется свой метод передачи данных. Эти среды условно можно поделить на два типа, взяв за критерий синхронизацию связи. Итак, связь бывает:
• асинхронная;
• синхронная.
Тип модема, используемого в сети, зависит и от среды передачи, и от назначения сети.
Асинхронная связь
Асинхронная связь — самая распространенная форма передачи данных. Причина такой популярности заключается в том. что асинхронный метод связи использует стандартные телефонные линии.
При асинхронном методе данные передаются последовательным потоком (Рисунок 58).
Рисунок 58 - Асинхронный поток данных
Каждый символ — байт — раскладывается в последовательность битов. Каждая из этих последовательностей отделяется от других стартовым битом и стоповым битом. Передающее и принимающее устройства должны согласовывать комбинацию стартовых и стоповых битов. Принимающий компьютер для управления синхронизацией использует стартовые и стоповые биты, готовясь тем самым к приему следующего байта данных.
Передавая по сети данные, нельзя исключать вероятность появления ошибок, поэтому при асинхронной связи обычно используют специальный бит — бит четности. Схема проверки и коррекции ошибок, которая его применяет, называется контролем четности. Она заключается в следующем: количество посланных и принятых единичных бит должно совпадать.
На производительность канала связи оказывают влияние два фактора:
· скорость канала — указывает, насколько быстро биты кодируются и передаются по каналу связи;
· пропускная способность (throughput) — определяет долю полезной информации, передаваемой по каналу.
Сжатие уменьшает время, необходимое для передачи данных (за счет удаления избыточных элементов или пустых участков). Один из стандартов сжатия — протокол сжатия данных MNP Class 5 фирмы Microcom.
Если на обеих сторонах линии связи используется протокол MNP Class 5, время передачи данных может быть сокращено наполовину.
Стандарт V.42bis позволяет добиться и большей производительности, так как он описывает аппаратную реализацию непрерывного сжатия данных.
Синхронная связь
Синхронная связь основана на схеме синхронизации, согласованной между двумя устройствами. Эта схема позволяет отделять биты друг от друга при передаче их блоками. Эти блоки называют кадрами. Для синхронизации используются специальные символы.
Поскольку биты передаются в синхронном режиме, стартовые и стоповые биты не нужны. Передача завершается в конце одного кадра и начинается вновь на следующем кадре. Этот метод более эффективен, чем асинхронная передача, особенно при пересылке больших блоков данных. На рисунке 59 сравниваются синхронный и асинхронный потоки данных.
Рисунок 59 - Сравнение асинхронного и синхронного потоков данных
В случае ошибки синхронная схема распознавания и коррекции ошибок просто повторяет передачу кадра.
Синхронные протоколы выполняют некоторые действия, не предусмотренные асинхронными протоколами, а именно:
• разбивают данные на блоки;
• добавляют управляющую информацию;
• проверяют данные на наличие ошибок.
К основным протоколам синхронной связи относятся:
• SDLC (Synchronous Data Link Control) — протокол синхронного управления каналом;