24

несколько раз выше, чем для сетей X.25. С другой стороны, более высокая скорость передачи информации и возможность одновременно передавать данные и голос могут оказаться решающими аргументами в пользу Frame Relay. На тех участках корпоративной сети, где доступны арендованные линии, более предпочтительной является технология Frame Relay. В этом случае возможно как объединение локальных сетей и подключение к Internet, так и использование тех приложений, которые традиционно требуют X.25. Кроме того, по этой же сети возможна телефонная связь между узлами. Для Frame Relay лучше использовать цифровые каналы связи, однако даже на физических линиях или каналах тональной частоты можно создать вполне эффективную сеть, установив соответствующее канальное оборудование. Хорошие результаты дает применение модемов Motorola 326x SDC, имеющих уникальные возможности коррекции и компрессии данных в синхронном режиме. Благодаря этому удается - ценой внесения небольших задержек - значительно поднять качество канала связи и достичь эффективной скорости до 80 кбит/сек и выше. На физических линиях небольшой протяженности могут использоваться также short-range модемы, обеспечивающие достаточно высокие скорости. Однако здесь необходимо высокое качество линии, поскольку short-range модемы никакой коррекции ошибок не поддерживают. Широко известны short-range модемы RAD, а также оборудование PairGain, позволяющее достичь скорости 2 Мбит/с на физических линиях длиной около 10 км.Для подключения удаленных пользователей к корпоративной сети могут использоваться узлы доступа сетей X.25, а также собственные коммуникационные узлы. В последнем случае требуется выделение нужного количества телефонных номеров (или каналов ISDN), что может оказаться слишком дорого. Если нужно обеспечить подключение большого количества пользователей одновременно, то более дешевым вариантом может оказаться использование узлов доступа сети X.25, даже внутри одного города. Сети передачи данных часто строят по иерархически-узловому принципу. Несколько оптимально рассредоточенных по регионам магистральных узлов коммутации позволяют обеспечить включение десятков и сотен узлов коммутации, расположенных в областных и районных центрах. Наличие большого количества узлов позволяет абонентам включаться в сеть с минимальными затратами, используя внутригородские и местные телефонные сети. В современных СПД узлы сети соединены выделенными (некоммутируемыми) каналами связи с наличием обходных путей, что обеспечивает абонентам:

  гарантированное  время установления соединения  не более 1 секунды; 

  25

 достоверность  передачи информации (вероятность  ошибки) не хуже 10Е-8 по битам; 

  время доведения пакета не более 1.0 сек. с вероятностью не менее 0,98;

  вероятность  установления и поддержания виртуального  соединения не ниже 0,98;

  передачу  информации и доступ к информационным  ресурсам сети в режиме реального  времени. 

      Хотя  теоретические работы по созданию концепций сетевого взаимодействия велись почти с момента появления вычислительных машин, значимые практические результаты по объединению компьютеров в сети были получены лишь в конце 60-х, когда с помощью глобальных связей и техники коммутации пакетов удалось реализовать взаимодействие машин класса мэйнфреймов и суперкомпьютеров (рис.4). Эти дорогостоящие компьютеры хранили уникальные данные и программы, обмен которыми позволил повысить эффективность их использования.

Но еще до реализации связей "компьютер-компьютер", была решена более простая задача —  организация связи "удаленный терминал-компьютер". Терминалы, находящиеся от компьютера на расстоянии многих сотен, а то и тысяч километров, соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли многочисленным пользователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных компьютеров класса супер-ЭВМ. 

26

И только потом были разработаны средства обмена данными  между компьютерами в автоматическом режиме. На основе этого механизма  в первых сетях были реализованы  службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие, ставшие теперь традиционными, сетевые службы.

В 1969 году министерство обороны США инициировало работы по объединению в общую сеть суперкомпьютеров оборонных и научно-исследовательских центров. Эта сеть, получившая название ARPANET послужила отправной точкой для создания первой и самой известной ныне глобальной сети — Internet. Сеть ARPANET объединяла компьютеры разных типов, работавшие под управлением различных ОС с дополнительными модулями, реализующими коммуникационные протоколы, общие для всех компьютеров сети. Такие ОС можно считать первыми сетевыми операционными системами. Сетевые ОС в отличие от многотерминальных позволяли не только рассредоточить пользователей, но и организовать распределенное хранение и обработку данных между несколькими компьютерами, связанными электрическими связями. Любая сетевая операционная система, с одной стороны, выполняет все функции локальной операционной системы, а с другой стороны, обладает некоторыми дополнительными средствами, позволяющими ей взаимодействовать по сети с операционными системами других компьютеров. Программные модули, реализующие сетевые функции, появлялись в операционных системах постепенно, по мере развития сетевых технологий, аппаратной базы компьютеров и возникновения новых задач, требующих сетевой обработки.

В 1974 году компания IBM объявила о создании собственной  сетевой архитектуры для своих  мэйнфреймов, получившей название SNA (System Network Architecture, системная сетевая архитектура). В это же время в Европе активно велись работы по созданию и стандартизации сетей X.25.

Таким образом, хронологически первыми появились глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), то есть сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно, находящиеся в различных городах и странах. Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи и концепции современных вычислительных сетей, такие, например, как многоуровневое построение коммуникационных протоколов, технология коммутации пакетов и маршрутизация пакетов в составных сетях.

           27

Глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от других, гораздо более старых и глобальных сетей — телефонных.Главным результатом создания первых глобальных компьютерных сетей был отказ от принципа коммутации каналов, на протяжении многих десятков лет успешно использовавшегося в телефонных сетях.

          Выделяемый на все время сеанса  связи составной канал с постоянной  скоростью не мог эффективно использоваться пульсирующим трафиком компьютерных данных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с продолжительными паузами. Эксперименты и математическое моделирование показали, что пульсирующий и в значительной степени не чувствительный к задержкам компьютерный трафик гораздо эффективней передается по сетям, использующим принцип коммутации пакетов, когда данные разделяются на небольшие порции, которые самостоятельно перемещаются по сети за счет встраивания адреса конечного узла в заголовок пакета.

             Так как прокладка высококачественных  линий связи на большие расстояния  обходится очень дорого, в первых  глобальных сетях часто использовались уже существующие каналы связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, в течение многих лет глобальные сети строились на основе телефонных каналов тональной частоты, способных в каждый момент времени вести передачу только одного разговора в аналоговой форме. Поскольку скорость передачи дискретных компьютерных данных по таким каналам была очень низкой (десятки килобит в секунду), набор предоставляемых услуг в глобальных сетях такого типа обычно ограничивался передачей файлов, преимущественно в фоновом режиме, и электронной почтой.

            Помимо низкой скорости такие  каналы имеют и другой недостаток — они вносят значительные искажения в передаваемые сигналы. Поэтому протоколы глобальных сетей, построенных с использованием каналов связи низкого качества, отличаются сложными процедурами контроля и восстановления данных. Типичным примером таких сетей являются сети X.25, разработанные еще в начале 70-х, когда низкоскоростные аналоговые каналы, арендуемые у телефонных компаний, были преобладающим типом каналов, соединяющих компьютеры и коммутаторы глобальной вычислительной сети.

          Развитие технологии глобальных  компьютерных сетей во многом определялось прогрессом телефонных сетей. С конца 60-х годов в

28

телефонных сетях  все чаще стала применяться передача голоса в цифровой форме, что привело  к появлению высокоскоростных цифровых каналов, соединяющих АТС и позволяющих одновременно передавать десятки и сотни разговоров. Была разработана специальная технология плезиохронной цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH), предназначенная для создания так называемых первичных, или опорных, сетей. Такие сети не предоставляют услуг конечным пользователям, они являются фундаментом, на котором строятся скоростные цифровые каналы "точка-точка", соединяющие оборудование другой (так называемой наложенной) сети, которая уже работает на конечного пользователя.

        Первоначально технология PDH, поддерживающая  скорости до 140 Мбит/с, была внутренней  технологией телефонных компаний. Однако со временем эти компании  стали сдавать часть своих  каналов PDH в аренду предприятиям, которые использовали их для создания собственных телефонных и глобальных компьютерных сетей.

             Появившаяся в конце 80-х годов  технология синхронной цифровой  иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) расширила  диапазон скоростей цифровых  каналов до 10 Гбит/c, а технология спектрального мультиплексирования DWDM (Dense Wave Division Multiplexing) — до сотен гигабит и даже нескольких терабит в секунду.

                 Сегодня глобальные сети по  разнообразию и качеству предоставляемых  услуг догнали локальные сети, которые долгое время лидировали в этом отношении, хотя и появились на свет значительно позже.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

29

Заключение.

           Главным результатом создания  первых глобальных компьютерных сетей был отказ от принципа коммутации каналов, на протяжении многих десятков лет успешно использовавшегося в телефонных сетях.

          Выделяемый на все время сеанса  связи составной канал с постоянной  скоростью не мог эффективно  использоваться пульсирующим трафиком  компьютерных данных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с продолжительными паузами. Эксперименты и математическое моделирование показали, что пульсирующий и в значительной степени не чувствительный к задержкам компьютерный трафик гораздо эффективней передается по сетям, использующим принцип коммутации пакетов, когда данные разделяются на небольшие порции, которые самостоятельно перемещаются по сети за счет встраивания адреса конечного узла в заголовок пакета.

             Так как прокладка высококачественных  линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, в первых глобальных сетях часто использовались уже существующие каналы связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, в течение многих лет глобальные сети строились на основе телефонных каналов тональной частоты, способных в каждый момент времени вести передачу только одного разговора в аналоговой форме. Поскольку скорость передачи дискретных компьютерных данных по таким каналам была очень низкой (десятки килобит в секунду), набор предоставляемых услуг в глобальных сетях такого типа обычно ограничивался передачей файлов, преимущественно в фоновом режиме, и электронной почтой. Помимо низкой скорости такие каналы имеют и другой недостаток — они вносят значительные искажения в передаваемые сигналы. Поэтому протоколы глобальных сетей, построенных с использованием каналов связи низкого качества, отличаются сложными процедурами контроля и восстановления данных. Сегодня глобальные сети по разнообразию и качеству предоставляемых услуг догнали локальные сети, которые долгое время лидировали в этом отношении, хотя и появились на свет значительно позже.  
 
 
 

30

Литература: 
 

 1.Олифер В.Г., Олифер Н.А.

           Основы сетей передачи данных

Издательство: Интернет-университет  информационных технологий 
Год выпуска: 2005  
Версия: 2-е издание 
ISBN: 5-9556-0035-3

2.  Новиков Ю.В., Кондратенко С.В.

  Основы локальных  сетей  
Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2005 г., 360 стр.

3.Флинт Д. 
Локальные сети ЭВМ: Пер. с англ. 
М.: Финансы и статистика, 1986. — 357 с.

4Емельянов Г.А., Шварцман В.О. 
Передача дискретной информации: Учебник для вузов 
М.: Радио и связь, 1982. — 240 с.

5Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. 
Локальные сети. Архитектура, алгоритмы, проектирование. 
М.: ЭКОМ, 2000. — 312 с.

6.   Семёнов  Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ), book.itep.ru