4 ОСНОВИ ПЕРЕДАВАННЯ ДАНИХ У КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖАХ

 

4.1 Поняття лінії зв’язку. Типи і характеристики ліній зв’язку

 

Для функціонування комп’ютерних мереж необхідно забезпечити надійне і швидке передавання даних лініями зв’язку.

Лінії (канали) зв’язку забезпечують передавання і поширення сигналів від передавача до приймача.

Лінія зв’язку складається в загальному випадку з фізичного сере­до­вища, яким передаються електричні інформаційні сигнали, апаратури передавання даних і проміжної апаратури. Синонімом терміна лінія зв’язку (line) є термін канал зв’язку (channel) [16].

Лінії зв’язку за характером з’єднання можна класифікувати на [6]:

- магістральні, що з’єднують міста країн, країни та континенти;

- зональні (місцеві), які з’єднують локальні мережі певної території (області, міста);

- абонентські лінії доступу, що забезпечують під’єднання окремих користувачів та локальних мереж до магістральних або зональних ліній.

За типом підключення лінії зв’язку поділяють на [6]:

- комутовані телефонні лінії, в яких для організації каналу переда­вання даних використовуються звичайні телефонні канали та модеми. Найчастіше такі лінії використовуються як абонентські лінії доступу для забезпечення віддаленого зв’язку користувачів з офісом або з глобальною мережею, а також для зв’язку офісу з філіями для періодичного переда­вання невеликих файлів;

- виділені лінії, що використовуються для міжмережевого зв’язку;

- оптоволоконні лінії. Використовуються як на магістральних, так і на невеликих, місцевих мережах, а також для зв’язку віддалених офісів;

- радіорелейні лінії. Радіорелейна цифрова апаратура може викорис­товуватися як у магістральних, так і невеликих, місцевих мережах;

- супутникові канали зв’язку та ін.

Вибір лінії залежить від декількох факторів, а саме тривалості вико­ристання лінії; вартості послуг; можливості одержати вищу чи стійкішу швидкість на лінії з усуненням перешкод; необхідності цілодобового без­пе­рервного з’єднання [6].

Перелік сучасних ліній зв’язку, що використовуються у КМ, наведено в таблиці 4.1.

 

Таблиця 4.1 –  Види ліній зв’язку

Вигляд кабеля

Короткий опис кабеля

Кабель кручена пара, 100 пар, неекра­нований (UTP – Unshielded Twisted Pair).

Кабель кручена пара, 32 пари, неекра­нований (UTP).

 

Кабель кручена пара, 10 пар, неек­ра­нований (UTP).

 

Кабель кручена пара, 4 пари, неекра­нований (UTP).

 

Кабель кручена пара, 2 пари, неекра­нований (UTP).

 

 

Кабель кручена пара, 1 пара, неекра­нований (UTP).

 

Кабель кручена пара, 25 пар, фоль­го­ваний (FTP – Folded Twisted Pair).

 

 
  Продовження таблиці 4.1

Кабель кручена пара, 4 пари, фоль­го­ва­ний (FTP).

 

Кабель кручена пара, 2 пари, фольго­ва­ний (FTP).

 

Кабель кручена пара, 4 пари, екранований (STP – Shielded Twisted Pair).

 

Кабель оптоволоконний, багато­мо­довий, 4 жили.

 

Кабель оптоволоконний, одно­мо­довий, 2 жили.

Кабель оптоволоконний, одномо­довий, 4 жили.

 

Товстий коаксіальний кабель.

 

Коаксіальний кабель для мереж ка­бель­­ного телебачення.

 

Плаский кабель.

 

 

Продовження таблиці 4.1

Тонкий коаксіальний кабель для комп’ютерних мереж телебачення.

 

Кабель для монітора.

Кабель USB.

 

За фізичною природою лінії (канали) зв’язку переданих сигналів по­ді­ляють на  [76]:

  • електричні (проводові і радіо);
  • акустичні;
  • оптичні.

Найдавнішими каналами зв’язку є акустичні та оптичні.

Для передавання інформації використовувався звук барабанів і дзво­нів. Людська мова також передається акустичним каналом зв’язку, обме­женому межею чутності. Принцип передавання інформації голосом на великі відстані використовувався ще до нової ери.  У перського царя Кіра (VI століття до н. е.) служило 30000 чоловік, що іменувалися "царськими вухами". Вони розташовувалися на вершинах пагорбів і сторожових веж у межах чутності один одного і передавали повідомлення царя та його накази. За один день накази царя проходили таким чином відстань тридцятиденного переходу [76].

Сигнальні вогнища – це найдавніший оптичний канал зв’язку.

У наш час найбільше поширення одержали електричні канали зв’язку. Це сукупність технічних пристроїв, що забезпечують передавання повідомлень будь-якого виду від відправника до одержувача. Вона здійснюється за допомогою електричних сигналів, що поширюються по дротах, або радіохвиль. Розрізняють канали електрозв’язку:

- телефонні;

- телеграфні;

- факсимільні;

- телевізійні;

- проводового та радіомовлення;

- телемеханічні;

- передавання даних і т. п.

Лінії зв’язку можуть бути проводові і безпроводові (радіозв’язок). У свою чергу дротовий зв’язок може реалізовуватися електричним кабелем та оптоволоконною лінією. Радіозв’язок здійснюється супутниковими кана­лами із застосуванням космічних ретрансляторів, радіорелейними лініями із застосуванням наземних ретрансляторів і засобами стільнико­вого зв’язку з використанням мережі наземних базових станцій [76].

Лінії електрозв’язку виникли одночасно із появою електричного телеграфу. Перші лінії зв’язку були кабельними. Вони прокладалися під землею. Однак внаслідок недосконалості конструкції підземні кабельні лінії зв’язку незабаром поступилися місцем повітряним.

Історія розвитку підводного кабельного зв’язку налічує вже понад 160 років. У 1851 р. за проектом інженера Брета було прокладено перший підводний кабель через Ла-Манш, з’єднавши таким чином телеграфним зв’язком Англію з континентальною Європою. Це стало можливим завдяки застосуванню гутаперчі – речовини, яка здатна ізолювати у воді дроти, що несуть струм. У 1858 р. американець Сайрус Філд розробив телеграфну лінію, яка з 1866 р. почала стійко працювати. Швидкість передавання інформації становила 17 слів за хвилину.

У 1930-х роках почався розвиток багатоканальних систем переда­вання. Прагнення розширити спектр переданих частот і збільшити пропускну спроможність ліній зв’язку привело до створення нових типів кабелів – коаксіальних. Вони використовуються для передавання теле­візійних сигналів високої частоти, а також для міжміського та між­народного телефонного зв’язку. Одним проводом в коаксіальному кабелі слугує мідна або алюмінієва трубка (або обплетення), а іншим – вкладена в неї центральна мідна жила. Вони ізольовані одна від одної і мають одну спільну вісь. Такий кабель має малі втрати, майже не випромінює електро­магнітних хвиль і тому не створює завад. Винахідником коаксіального кабелю є співробітник всесвітньо відомої фірми Bell Telephone Laboratories Сергій Щелкунов – емігрант з Радянської Росії. Перший у світі коак­сі­альний кабель було прокладено в 1936 р. на експериментальній лінії Нью-Йорк-Філадельфія. Кабелем одночасно передавалися 224 телефонних роз­мови. Ці кабелі допускають передавання енергії при частоті струмів до кількох мільйонів герц і дозволяють передавання телевізійних програм на великі відстані. У 1939 р. було введено в експлуатацію найбільшу в світі за дов­жиною високочастотну телефонну магістраль Москва-Хабаровськ дов­жи­ною 8300 км [76].

Першим трансатлантичним підводним кабелем, про­кла­деним у           1856 р., організували лише телеграфний зв’язок, і тільки через 100 років,           в 1956 р., було споруджено підводну коаксіальну магі­страль між Європою і Америкою для багатоканального телефонного зв’язку [76]. У наступні роки було прокладено ще кілька їх з більшою пропускною здатністю, щоб задовольнити потреби в передаванні інформації між цими континентами.  

Історія розвитку оптоволоконних ліній зв’язку почалася в 60-х рр. ХХ ст., коли активно проводилися роботи зі створення світловодів і оптичних кабелів, що використовують видиме та інфрачервоне випро­мінювання оптичного діапазону хвиль. Створення волоконного світловода і напівпровідникового лазера зіграли вирішальну роль у швидкому роз­вит­ку оптоволоконного зв’язку. До початку 1980-х років такі системи зв’язку були розроблені і випробувані. Основними сферами застосування таких систем стали телефонна мережа, кабельне телебачення, обчислювальна техніка, система контролю і управління технологічними процесами і т. п. Перше покоління передавачів сигналів оптичним волокном було впро­вад­жено в 1975 р. У XXI столітті впроваджується вже 4-е покоління цієї апаратури. У даний час швидкими темпами розвиваються системи оптич­ного зв’язку на відстані багатьох тисяч кілометрів.

Оптоволоконні лінії відрізняють від традиційних проводових ліній:

  • висока швидкість передавання інформації на відстань більше                      100 км без ретрансляторів;
  • захищеність інформації, що передається;
  • висока стійкість до електромагнітних завад;
  • стійкість до агресивних середовищ;
  • можливість передавати одним волокном одночасно до 10 міль­йо­нів телефонних розмов і одного мільйона відеосигналів;
  • гнучкість волокон;
  • малі розміри і маса;
  • іскро-, вибухо- та пожежобезпечність;
  • простота монтажу й укладання;
  • низька собівартість;
  • висока довговічність оптичних волокон – до 25 років [76].

Обмін інформацією між континентами здійснюється також підводни­ми оптоволоконними кабелями. У 1989 р. були встановлені перші оптоволоконні системи – трансатлантична і транстихоокеанська, зі швидкістю передавання інформації парою світловодів 280 Мбіт/с; при цьому як ретранслятори використовувалися електронні підсилювачі. Поступово швидкість збільшилася до 2,5 Гбіт/с, а замість електронних ретрансляторів стали застосовуватися більш досконалі ербієві волоконні підсилювачі. У 90-х роках ХХ ст. прокладено більше 350 000 км оптичного кабелю, який пов’язує більше 70 країн світу [76]. Успішно експлуа­ту­ються трансатлантичні лінії зв’язку США-Європа, Тихоокеанська лінія США – Гавайські острови – Японія [76]. 

Безпроводові системи зв’язку реалізуються радіоканалами. Головну роль у створенні радіомовлення (або звукового мовлення) зіграли ви­на­хо­ди Ф. Брауна, Лі де Фореста, А. Мейсснера, Е. Г. Армстронга, А. С. По­пова, Г. Марконі. Історію розвитку радіозв’язку розглянуто в табл. 4.2 [76].

 

Таблиця 4.2 – Історія розвитку радіозв’язку

Період

Засоби та авторство

Початок

ХХ ст.

Один із перших приладів радіозв’язку А. С. Попова був встанов­лений на броненосці "Адмірал Апраксін". І саме завдяки радіо­зв’язку з ним вдалося взимку 1899-1900 рр. врятувати цей кора­бель в льодах Балтійського моря.

Продовження таблиці 4.2

1913 р.

Армстронг винайшов регенеративний радіоприймач (зі зворотним зв’язком).

1918 р.

Армстронг винайшов супергетеродинний радіоприймач, схема якого використовується і сьогодні.

1930 рр.

Початок використання метрових хвиль.

1934 р.

Армстронг винайшов частотну модуляцію, яка дозволила поз­бу­тися перешкод і високоякісно відтворювати зву­к радіоприй­мача та передавати повний діапазон чутності людського вуха.
 

1935 р.

У США з’явилася перша лінія радіорелейного зв’язку довжиною 200 км з 5 телефонними каналами. Вона з’єднувала Нью-Йорк і Філадельфію.

1939 р.

Армстронг побудував першу радіостанцію на основі частотної модуляції.

1940 рр.

Почали використовувати  дециметрові і сантиметрові хвилі, що поширюються прямолінійно, не оминаючи земної поверхні (тоб­то в межах прямої видимості). Це обмежує прямий зв’язок на 40-50 км рівнинної місцевості, а в гірських районах – на кілька сотень кілометрів. Оскільки ширина смуги частот, які відпо­ві­дають цим довжинам хвиль, є 30 МГц – 30 ГГц, вони мо­жуть передавати величезні потоки інформації та здійснювати багатоканальний зв’язок.

1947 р.

Нова ідея організації  мобільного зв’язку. Д. Ринг, співробітник американської компанії Bell Laboratories, запропонував по­ді­ли­ти простір на невеликі ділянки – стільники (або осередки) раді­у­сом 1-5 км, і здійснювати радіозок у межах одного осередку окремо від зв’язку між осередками.
 

1950 рр.

Створено багатоканальні радіорелейні станції, що викори­сто­вують діапазон надвисоких частот і методи частотного та / або тимчасового розділення каналів.

1956 р.

В Англії розроблено  пейджинг.  Кількість абонентів могло бути не більше 57.

Кінець 1960-х років

Системи персонального радіовиклику широко викори­сто­вува­лися окремими державними структурами.

1950-1970 рр.

У всіх розвинених країнах було створено густу мережу багато­канальних ліній радіорелейного зв’язку з кількома тисячами ка­на­лів у кожній лінії.

1973 р.

Мартін Купер (фірма Motorola, США)  сконструював перший у світі стільниковий телефон.  Важив цей апарат 1,15 кг і мав габарити 22,5×12, 5×3, 75 см.

 

 

Продовження таблиці 4.2

1965 р.

У СРСР було запущено перший супутник зв’язку "Блискавка-1". Пізніше було створено систему далекого космічного зв’язку "Орбіта", що складалася з мережі наземних станцій і штучних супутників Землі "Блискавка", "Веселка", "Горизонт". Через су­пут­ники передавалися телеграфні повідомлення, телефонні роз­мови, телевізійні і фотозображення в країни всіх конти­нентів.

1970 р.

Значне поширення пейджинга в США.
 

1978 р.

Створена Advanced Mobile Phone Service (Удосконалена служба мобільних телефонів) або AMPS.

1979 р.

У Токіо розпочала роботу перша стільникова мережа зв’язку з 88 базових станцій. У 1984 р. мережа була розширена до масштабів всієї Японії.

1980 рр.

Розвиток персонального супутникового зв’язку.

1981 р.

У Швеції, Ісландії, Данії, Норвегії, Фінляндії і Саудівській Ара­вії почалася експлуатація першої в Європі системи стіль­ни­ко­вого зв’язку стандарту NMT-450 (Nordic Mobile Telephone).

Кінець

1980 р.

Створення систем стільникового зв’язку, заснованих на базі цифрових методів оброблення сигналів.

1990 рр.

З’явилися стільникові телефони – засіб двостороннього зв’язку. Було розроблено твейджер – пейджер із можливістю відправ­лен­ня повідомлень, більш дешевий, ніж стільниковий телефон.  Але він не зміг конкурувати зі стільниковим телефоном, що забезпечує двосторонній голосовий зв’язок.
 

1990 р.

Розроблено стандарт GSM-900 для діапазону 900 МГц (Global System for Mobile Communications).

1995 р.

Виникнення Internet-телефонії. Фірма VocalTec випустила свій перший soft-phone – програму, що слугує для обміну голосом у мережі IP.

Початок

ХХІ ст.

Діє перша глобальна система зв’язку "Ірідіум". Вона дозволяє клієнта залишатися на зв’язку, де б він не знаходився, і ко­ри­сту­ватися при цьому одним і тим самим номером телефону. Ви­никло супутникове цифрове телебачення. Цифрове телебачення являє собою сучасну заміну традиційному аналоговому телебаченню. Воно дає можливість передавати і приймати велику кількість телевізійних програм з ідеальною якістю.

Кінець

2008 р.

Згідно зі звітом ОНН, число передплатників на послуги мобільного зв’язку у всьому світі досягло 4,1 млрд. осіб – це більше половини населення земної кулі.

2010 р.

Майже 90 % населення світу охоплено мережами стільникового зв’язку і понад 25 % користуються Internetом, згідно з доповіддю Міжнародного союзу електрозв’язку (МСЕ).

 

Ідея мобільного стільникового зв’язку полягала ще й у застосуванні комп’ютерного контролю за телефонним сигналом від абонента, коли він переходить від одного стільникового осередку до іншого. Саме комп’ю­тер­ний контроль дозволив протягом тисячної частки секунди перемикати мобільний телефон з одного проміжного передавача на інший. Коли абонент переміщається з однієї комірки до іншої, комп’ютери передають абонента з однієї базової станції до іншої, а також підключають абонента з "чужої" мережі до "своєї", коли він опиняється в зоні її дії, – здійснюють роумінг – перевага мобільного стільникового зв’язку – можливість користуватися зв’язком поза спільною зоною свого оператора. Таким чином, стільниковий зв’язок забезпечує користувачу можливість зв’язуватися телефоном із будь-якою країною, де б він не знаходився [76].

Зараз поширення набувають смартфони і комунікатори, які поєд­нують можливості стільникового телефону і кишенькового комп’ютера.

 

 

4.2 Основні характеристики та параметри середовища передавання даних

 

Фізичне середовище передавання даних (medium) може яв­ляти собою кабель, тобто набір проводів, ізоляційних і захисних оболонок і сполучних роз’ємів, а також земну атмосферу або космічний простір, якими поширюються електромагнітні хвилі [16].

Дані середовищем передавання можуть спрямовуватися у прямому та зворотному напрямках. Якщо дані комунікативним середовищем передаються лише в одному напрямку, такий режим передавання нази­ва­ється симплексним. Наприклад, радіо та телемовлення. Якщо дані середовищем передавання спрямовуються в обидва на­прям­­ки одночасно, такий режим називається дуплексним, якщо не одночасно – напів­дуплекс­ним.

Характеристики середовища передавання даних можна розділити на дві групи  [77]:

- параметри поширення;

- параметри впливу.

Параметри поширення характеризують процес поширення даних залежно від власних фізичних параметрів середовища. Параметри впливу описують міру впливу на дані зовнішніх перешкод, оскільки всі параметри відрізняються від ідеальних.

Залежно від середовища передавання даних лінії зв’язку поділяються           на [16]:

  • проводові (повітряні);
  • кабельні (мідні та оптоволоконні);
  • радіоканали наземного і супутникового зв’язку.

Проводові (повітряні) лінії зв’язку – це проводи, що висять у повітрі без будь-яких ізолюючих або екрануючих оплетів, прокладені між стовпами. Через повітряні лінії зв’язку традиційно передаються телефонні або теле­графні сигнали, але за відсутності інших можливостей ці лінії викори­стовуються і для передавання комп’ютерних даних. Швидкісні характе­рис­тики таких ліній зв’язку є низькими. Сьогодні проводові лінії зв’язку витіс­ня­ються кабельними [16].

Кабельні лінії являють собою досить складну конструкцію. Кабель складається із провідників, які розміщуються в кількох шарах ізоляції.

Ізоляція може бути:

  • електрична;
  • електромагнітна;
  • механічна;
  • кліматична.

Крім того, кабель може бути оснащений роз’ємами, що дозволяють швидко приєднувати до нього різне устаткування.

У комп’ютерних ме­ре­жах застосовуються три основних типи ка­бе­лю: кабелі на основі кручених пар мідних проводів, коаксіальні кабелі з мідною жилою, а також оптоволоконні кабелі [16].

Скручена пара проводів називається крученою парою (twisted pair). Кручена пара існує в екранованому варіанті (shielded twisted pair, STP), коли пара мідних проводів обгортається в ізоляційний екран, і неекранованому (Unshielded Twistedpair, UTP), коли ізоляційна обгортка відсутня. Скру­чу­вання проводів знижує вплив зовнішніх перешкод на корисні сигнали, що передаються кабелем.

Коаксіальний кабель (coaxial) має несиметричну конструкцію і скла­дається із внутрішньої мідної жили і оплети, відокремленої від жили шаром ізоляції. Існує кілька типів коаксіального кабелю, що відрізняються характеристиками і областями застосування – для локальних мереж, для глобальних мереж, для кабельного телебачення і т. п.

Оптоволоконний кабель (optical fiber) складається з тонких (5-60 мікрон) волокон, якими поширюються світлові сигнали. Це найбільш якісний тип кабелю – він забезпечує передавання даних з дуже високою швидкістю (до 10 Гбіт/с і вище) і до того ж краще за інші типи переда­вального середовища забезпечує захист даних від зовнішніх перешкод [16].

Радіоканали наземного і супутникового зв’язку утворюються за до­по­могою передавача і приймача радіохвиль. Існує велика кількість різних типів радіоканалів, які відрізняються як використовуваним частотним діапазоном, так і дальністю каналу. Діапазони коротких, середніх і довгих хвиль (KХ, СХ та ДХ) або діапазони амплітудної модуляції (Amplitude Modulation, AM) за типом використовуваного в них методу модуляції сиг­налу забезпечують далекий зв’язок, але при невисокій швидкості переда­вання даних. Більш швидкісними є канали, які працюють на діапазонах ультра­коротких хвиль (УКХ), для яких характерна частотна модуляція (Frequency Modulation, FM), а також діапазонах надвисоких частот (НВЧ або microwaves). У діапазоні НВЧ (понад 4 ГГц) сигнали вже не від­би­ваються іоносферою Землі і для стійкого зв’язку потрібна наявність прямої видимості між передавачем і приймачем. Тому такі частоти викори­сто­вують або супутникові канали, або радіорелейні канали, де ця умова виконується [16].

У комп’ютерних мережах сьогодні застосовуються практично всі описані типи фізичних середовищ передавання даних, але найбільш перс­пективними є оптоволоконні. На них сьогодні будуються як магістралі великих територіальних мереж, так і високошвидкісні лінії зв’язку локаль­них мереж. Популярним середовищем є також кручена пара, яка характери­зується відмінним співвідношенням якості до вартості, а також простотою монтажу. За допомогою крученої пари зазвичай підключають кінцевих або­нентів мереж на відстанях до 100 метрів від концентратора. Супутникові канали і радіозв’язок використовуються найчастіше в тих випадках, коли кабельні зв’язки застосувати не можна, наприклад, при проходженні кана­лу через малозаселену місцевість або ж для зв’язку з мобільним користу­вачем мережі, таким як шофер вантажівки, лікар, який здійснює обхід, і т. п. [16]

У KM також розрізняють штучні і природні середовища передавання даних.

Штучні середовища спеціально виготовлені для використання як сере­довище передавання даних. Наприклад, кабелі, радіохвилеводи. Радіо­хвилевод являє собою порожню металеву трубку, усередині якої поши­рюється радіосигнал. Потрібно відзначити, що діаметр трубки повинен відповідати довжині хвилі переданого сигналу.

Природне середовище – це існуюче в природі середовище, напри­к­лад, атмосфера Землі. Можливо також використання інших середовищ – безповітряного простору, води, ґрунту і т. п.

Різні сигнали поширюються в атмосфері по-різному. Найбільшого поширення як носії даних в атмосфері отримали електромагнітні хвилі. Тут слід зауважити, що від довжини хвилі залежить характер поширення електро­магнітних хвиль в атмосфері. Спектр електромагнітного випро­мі­ню­вання поділяється на радіовипромінювання, інфрачервоне випромі­ню­ван­ня, видиме світло, ультрафіолетове випромінювання, рентгенівське ви­про­мінювання, гамма-випромінювання. У даний час у зв’язку з технічними труднощами ультрафіолетове, рентгенівське і гамма-випромінювання не використовуються як середовище передавання даних. Використання радіо­хвилі залежить від довжини хвилі. Хвилі поділяються на: наддовгі (дека­кі­ло­метрові), довгі (кілометрові), середні (гектаметрові), короткі (дека­мет­рові), метрові, дециметрові, сантиметрові, міліметрові, субміліметрові. Останні п’ять діапазонів також називаються ультракороткими хвилями (УКХ) [78].

У комп’ютерних мережах передавання даних знайшли застосування радіохвилі УКХ діапазону, які поширюються прямолінійно і не від­бива­ються іоносферою. Зв’язок у таких мережах передавання даних здійсню­ється на відстані до 40 км. Для подолання цього обмеження зазвичай вико­ри­стовують ретранслятори. Але тут виникають юридичні проблеми, ос­кі­ль­­ки будь-яка радіостанція, що перевищує обмеження на вихідну потуж­ність, підлягає ліцензуванню. Є частоти, які не підлягають ліцензуванню, однак у цьому випадку на передавальний пристрій накладається обме­ження за потужністю.

При використанні радіохвиль з міліметровими довжинами хвилі і менше доведеться зіткнутися з тим, що якість радіозв’язку буде залежати від стану атмосфери (туман, дим і т. п.).

Різновидом радіозв’язку можна вважати супутниковий зв’язок, від­мінністю від наземного радіозв’язку є лише те, що замість наземного ретранслятора використовується супутник-ретранслятор, що знаходиться на геостаціонарній орбіті. При використанні супутника-ретранслятора знімається обмеження відстані, але виникають затримки між прийомом і передаванням сигналу – затримки поширення, які можуть скласти до 5 с.

Джерелом інфрачервоного випромінювання можуть слугувати лазер або фотодіод. На відміну від радіовипромінювання, інфрачервоне випро­мінювання не може проникати крізь стіни. Крім того, при організації зв’язку поза приміщенням на якість каналу буде впливати стан атмосфери. Зв’язок відбудеться лише в межах прямої оптичної видимості. Інфра­чер­воні мережі передавання даних можуть використовувати пряме або роз­сі­яне інфрачервоне випромінювання.

Використання в мережах передавання даних джерела видимого світла – лазера може завдати травми людині, наприклад опік очей. Тому при організації мереж, що використовують видиме світло, слід також вирішувати проблеми виключення випадкової травми користувача мережі, обслуговуючого персоналу чи випадкових людей.

Середовища, в яких передавання даних відбувається без викори­с­тання кабелів, називаються ефірними. Сьогодні, з бурхливим розвитком комп’ютерних мереж і телекомунікацій, значення ефірних середовищ передавання даних зростає.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

 

  1. Що таке лінія зв’язку ?
  2. З чого складається лінія зв’язку ?
  3. Які бувають лінії зв’язку за характером з’єднання ?
  4. Які бувають лінії зв’язку за типом підключення ?
  5. Які бувають лінії зв’язку за фізичною природою ?
  6. Які є відомі канали електрозв’язку ?
  7. Якими були перші лінії зв’язку ?
  8. Чим оптоволоконні лінії відрізняють від проводових ?
  9. Хто зробив великий внесок у розвиток радіозв’язку ?
  10.  Хто сконструював перший у світі стільниковий телефон ?
  11.  Коли було сконструйовано перший в світі стільниковий телефон ?
  12.  Коли і де було запущено перший супутник зв’язку ?
  13.  Коли і де розпочала роботу перша стільникова мережа зв’язку ?
  14.  Що таке роумінг ?
  15.  Що таке фізичне середовище передавання даних ?
  16.  Які є режими передавання даних ?
  17.  Як поділяються лінії зв’язку залежно від середовища передавання   даних ?
  18.  Якою може бути ізоляція проводів ?
  19.  Які види кабелів в основному застосовуються у КМ ?
  20.  Наведіть приклади штучних середовищ передавання даних.
  21.  Наведіть приклади природних середовищ передавання даних.
  22.  Що таке радіохвилевід ?
  23.  Які середовища передавання даних називаються ефірними ?
  24.  Які є різновиди радіозв’язку ?
  25.  Що може слугувати джерелом інфрачервоного випромінювання ?

 

 

ТЕСТИ

 

1. Що забезпечують лінії зв’язку ?

  1. надання користувачам мережі стандартизованого зручного інтер­фейсу управління та взаємодії з мережевими ресурсами;
  2. передавання і поширення сигналів від передавача до приймача;
  3. визначення маршруту передавання інформації;
  4. інтерпретацію даних, що передаються мережею.

 

2. Магістральні лінії зв’язку з’єднують:

1) міста країн;

2) локальні мережі міста;

3) локальні мережі користувачів;

4) країни та континенти.

 

3. Лінії зв’язку за характером з’єднання можна класифікувати на:

1) місцеві;

2) абонентські;

3) виділені;

4) супутникові.

 

4. Лінії зв’язку за типом підключення можна класифікувати на:

1) місцеві;

2) абонентські;

3) виділені;

4) супутникові.

 

5. За фізичною природою лінії зв’язку поділяють на:

1) радіорелейні;

2) абонентські;

3) оптичні;

4) супутникові.

 

6. Найдавніші канали зв’язку:

1) оптичні;

2) магістральні;

3) проводові;

4) акустичні.

 

7. Який найдавніший оптичний канал зв’язку ?

1) звук;

2) телеграф;

3) вогнище;

4) радіозв’язок.

 

8. Оберіть канали електрозв’язку:

1) телефонні;

2) телеграфні;

3) факсимільні;

4) телевізійні.

 

9. Якими були перші лінії зв’язку ?

1) підземні кабельні;

2) підводні кабельні;

3) повітряні кабельні;

4) супутникові.

 

10. Коаксіальний кабель почали використовувати у:

1) 20-х рр. ХХ ст.;

2) 30-х рр. ХХ ст.;

3) 40-х рр. ХХ ст.;

4) 50-х рр. ХХ ст.

 

11. Для чого використовувалися перші коаксіальні кабелі ?

1) для телефонних розмов;

2) для комп’ютерних мереж;

3) для телеграфу;

4) для телебачення.

 

12. Чим оптоволоконні лінії відрізняють від традиційних проводових                   ліній ?

1) здатні передавати сигнали на відстань близько 100 м;

2) малі розміри і маса;

3) висока стійкість до електромагнітних завад;

4) кожна пара проводів додатково екранована.

 

13. Першими підводними оптоволоконними кабелями були з’єднані:

1) Москва і Хабаровськ;

2) США і Європа;

3) Англія і Європа;

4) Гавайські острови – Японія.

 

14. Де виник пейджинг ?

1) СРСР;

2) Англія;

3) Японія;

4) США.

 

15. Яка фірма першою випустила стільниковий телефон ?

1) Nokia;

2) Apple;

3) Toshiba;

4) Motorola.

 

16. Яка країна запустила перший супутник зв’язку ?

1) США;

2) Японія;

3) СРСР;

4) Англія.

 

17. Коли з’явилися перші стільникові мережі масштабу країни ?

1) 60-х рр. ХХ ст.;

2) 70-х рр. ХХ ст.;

3) 80-х рр. ХХ ст.;

4) 90-х рр. ХХ ст.

 

18. Якщо дані середовищем передавання спрямовуються в обох напрямках одночасно, такий режим передавання даних називається:

1) симплексним;

2) напівсимплексним;

3) дуплексним;

4) напівдуплексним.

 

19. Оберіть природне середовище передавання даних:          

1) ґрунт;

2) кабель;

3) радіохвилевід;

4) вода.

 

20. Оберіть штучне середовище передавання даних:              

1) ґрунт;

2) кабель;

3) радіохвилевід;

4) вода.

 

4.3 Методи  доступу  до  середовища  передавання  даних у комп’ютер­­них мережах. Метод опитування. Метод передавання маркера. Конкурентний метод доступу

 

У будь-якій комп’ютерній мережі передавання даних здійснюється за допомогою електричних (електромагнітних) сигналів. Середовище переда­вання може бути обмеженим (фізичний провідник сигналу – кабель) або ж необмеженим (передавання мікрохвильових та подібних їм сигналів у від­кри­тий ефір). Кожне середовище передавання даних має свої переваги та недоліки [79].

Важливим у комп’ютерних мережах є метод доступу до сере­до­вища передавання. Усі методи поділяються на два класи – конкурентні та детерміновані (рис. 4.1).

 

 

Рисунок 4.1 – Методи доступу до середовища передавання даних у КМ

 

У логічній топології “шина” інформація, що пере­дається до сере­довища, одночасно доступна всім вузлам. Однак зчитує та обробляє її лише той вузол, чия адреса збігається із вказаною у пакеті адресою отримувача. Інші вузли таку інформацію ігнорують.

При необхідності пере­давання інформації мережевий адаптер вузла відправника прослуховує середовище на предмет відсутності у ньому інших сигналів. Якщо середовище пере­да­вання вільне, то розпочинається сеанс передавання даних. Таким чином діє кожен вузол мережі, а отже можлива ситуація, коли передавання інфор­мації одночасно розпочнуть два чи більше вузли KM. Такий випадок називають колізією, інформація при цьому руйнуєть­ся, і сеанс доводиться відкласти на певну кількість квантів часу. Це – конкурентний метод доступу до середови­ща передавання. Такий метод може бути реалізований лише для логічної топології “шина”. Якщо вузлів у мережі багато та кожен з них активно використовує мережеві ресурси, то колізії виникають часто, а середовище передавання є перевантаже­ним (наван­таження середовища передавання потоком даних називають трафіком). У цьому випадку реальна пропускна здатність мережі може бути нижчою за максимально припус­тиму для даного типу кабелю.

Вперше такий підхід використано у США в мережі університету штату Гаваї. Система отримала назву ALOHA. Реальна пропускна здатність такої мережі складала 19 % від теоретичної. Перевагою цього підходу є простота його реалізації. Недоліком – лише часткове викори­стання можливостей каналів зв’язку [28].

На відміну від конкурентного методу доступу до середо­вища пере­давання, детерміновані методи не допускають ви­никнення колізій. Є два основних методи детермінованого доступу: опитування та передавання маркера.

У методі опитування один із вузлів отримує повноваження пер­винного вузла (головного вузла або контролера). Цей вузол у певному порядку опитує інші (вторинні) вузли стосовно наявності у них інформації, готової до передавання. Вторинні вузли у разі готовності передають дані або пустий кадр, якщо даних немає. У мережі постійно передаються два потоки даних: інформаційний і управління. Метод опитування може використовуватися для різних мережевих топологій. Однак найбільш природною для нього є топологія зірки, в якій центральний вузол відіграє роль первинного вузла. У мейнфреймах цей метод використовується для опитування пристроїв введення даних (терміналів).

Мережі з опитуванням зазвичай мають невеликі геометричні розміри. Їх використовують в лабораторному, аерокосмічному, побутовому і війсь­ковому обладнанні та пристроях. Такі мережі мають такі недоліки [28]:

  • великий потік управління, навіть якщо дані для передавання відсутні;
  • надійність роботи мережі визначається надійністю роботи кон­тролера;
  • мережа має принципові обмеження на кількість абонентів.

Мережі з опитуванням мають перевагу в постійному контролі роботоздатності усіх увімкнених в мережу пристроїв [28].

Метод передавання маркера подібний до метода опитування, який працює без первинного вузла. Первинним за чергою стає кожен із вузлів, що отримує спеціальний об’єкт – маркер. Передавання маркера розподіляє управління доступом між усіма вузлами мережі. Кожен вузол знає, від кого отримано і кому слід передати маркер. Правила визначають кожному вузлу максимальний час управління маркером.

Метод реалізовується для обох логічних топологій – “кільця” та “шини”, але по-різному. У мережах із топологією “шина”, якщо кадр, який потрапляє на станцію, є маркерним, то у випадку наявності даних для передавання станція передає спочатку ці дані, а потім (після закінчення передавання даних) передає маркер. Якщо даних для передавання немає, то станція передає лише маркер. Маркер повинен обов’язково містити адресу приймача. У випадку топології “кільце” мережа називається мере­жею з ретрансляцією і передаванням маркера. Кільцем постійно пере­да­ються вільні (порожні) або доповнені даними маркери. У кільцевій мережі маркер не має поля адреси, оскільки маркери передаються кільцем почергово всім станціям. Недоліки та переваги цих мереж є такими ж, що й у мережах із доступом за методом опитування [28].

Детерміновані методи викликають певну надлишковість у вико­ри­станні каналу, потребують додаткового часу та зменшують можливості передавання для кожного з вторинних вузлів.

Перевагами обох методів є повна відсутність колізій, певний час проходження сигналу, що мало залежить від трафіку, та можливість забезпечення найбільш активним вузлам пріоритетного використання каналу.

 

 

4.4 Методи маршрутизації

 

При наявності прямої лінії зв’язку між двома комп’ютерами зазвичай не виникає питань про те, яким саме шляхом має бути доставлена інформація. У складних топологічних схемах організації мереж інформація між двома комп’ютерами може передаватися різними шляхами. Виникає запитання: як визначити маршрут передавання даних? За якою з кількох ліній зв’язку потрібно передавати інформацію? Для відповіді на ці запитання використовують поняття маршрутизації [80].

Маршрутизація (routing) – пошук (оптимального) маршруту для передавання мережевого пакета.

Маршрутизатор (router) – мережевий пристрій для маршрутизації. Маршрутизатор визначає маршрут передавання даних між мережами з од­наковою та різною топологією та протоколами. Для визначення маршруту використовують поняття метрики. 

Метрика – це умовна вартість передавання мережею. Повний вимір конкретного маршруту дорівнює сумі метрик мереж, які включають в себе маршрут. Маршрутизатор вибирає маршрут із найменшою метрикою. Метрика для мережі призначається залежно від типу протоколу маршрутизації – комбінації правил і процедур, які дозволяють марш­ру­тизаторам інформувати один одного про зміни в мережі. Протоколи маршрутизації також включають процедури для комбінування інформації, отриманої від інших маршрутизаторів. Деякі прості протоколи, наприклад протокол маршрутної інформації RIP (Routing Information Protocol), розглядають всі мережі як однакові. Тоді вартість проходження через кожну мережу одна й та сама, і для визначення метрики підраховуються ділянки. Тобто якщо пакет, для досягнення кінцевого пункту, проходить через 10 мереж, повна вартість становить 10 ділянок. Інші протоколи, такі як OSPF (Open Shortest Path First), дозволяють адміністратору призначити вартість для передавання мережею, засновану на типі необхідного обслу­говування. Маршрут через мережу може мати різну вартість (метрику). Наприклад, якщо для типу сервісу бажана максимальна продуктивність, супутниковий канал має меншу метрику, ніж оптична лінія. З іншого боку, якщо типом сервера бажана мінімальна затримка, оптична лінія має меншу метрику, ніж супутниковий канал. OSPF дозволяє кожному марш­ру­ти­за­тору мати таблицю послідовностей маршрутів, засновану на необхідному ти­пі сервісу. У протоколі маршрутизації BGP (Border Gateway Protocol) прин­цип, за яким визначається шлях, може встановлювати адміністратор [61].

У будь-якій метриці маршрутизатор повинен мати таблиці маршрутизації, щоб визначити подальше передавання пакета. Таблиця маршрутизації задає оптимальний шлях для пакета. Таблиця може бути статичною або динамічною. Статична таблиця – не змінюється та потребує ручного складання та коригування. Динамічна таблиця – оновлюється автоматично, коли в мережі є зміни. Сьогодні Internet потребує динамічних таблиць. Їх потрібно оновити, коли маршрут вийшов з ладу або коли створюється кращий маршрут [61].

Сьогодні Internet – це величезна мережа, тому один протокол марш­рутизації не може обробляти задання оновлення таблиць всіх марш­ру­тизаторів. З цієї причини Internet поділяється на автономні системи. Автономна система (Autonomous System – AS) – група мереж і марш­ру­тизаторів під управлінням одного адміністратора. Маршрутизація всередині автономної системи належить до внутрішньої маршрутизації. Маршру­тизація між автономними системами належить до зовнішньої марш­ру­тизації. Кожна автономна система може обрати протокол внутрішньої маршрутизації для того, щоб обробляти маршрутизацію всередині авто­номної системи. Однак для оброблення маршрутизації між автономними системами вибирається лише один протокол маршрутизації. RIP і OSPF ви­ко­ристовуються для оновлення таблиць маршрутизації всередині авто­ном­ної системи. Протокол BGP застосовується в оновленні таблиць марш­ру­тизації для маршрутизаторів, які об’єднують разом автономні системи [61].

Є такі методи маршрутизації: статичні та динамічні, центра­лі­зовані,  децентралізовані та  змішані.

При статичному методі маршрути розробляються і вводяться заздалегідь до програми роботи всіх вузлів мережі і не залежать від трафіку. При цьому оговорюються резервні варіанти, які включаються за розкладом або в екстрених випадках [81].

При динамічному управлінні маршрутизація здійснюється за допо­могою змінної таблиці маршрутизації. Маршрутизатор може сам визначати нові шляхи або модифікувати інформацію про старі. При цьому корекція даних про маршрути між станціями і збір інформації для прийняття рішень можуть бути проведені централізованими і децентралізованими методами [81].

При централізованому управлінні рішення про вибір маршруту приймається центром управління, наприклад сервером, та повідомляється усім вузлам, що знаходяться на даному маршруті.

При децентралізованому управлінні рішення про вибір маршруту кожним вузлом приймається автономно.

При змішаному управлінні рішення про вибір маршруту прий­мається вузлом з урахуванням рекомендацій центру управління.

При маршрутизації від джерела даних повний маршрут передавання пакета мережею формується на комп’ютері-відправнику у вигляді послі­довності числових адрес мережевих адаптерів, через які повинен пройти пакет, щоб дістатися до комп’ютера-одержувача, і цілком включається до складу цього пакета. У цьому випадку проміжні компоненти мережі при визначенні подальшого напрямку руху пакета не приймають самостійно ніяких рішень, а виконують вказівки, що містяться в пакеті. Маршру­тизація від джерела передавання даних легко реалізовується на проміжних компонентах мережі, але потребує повного знання маршрутів на кінцевих компонентах. Вона досить рідко використовується в сучасних мережевих системах [80].

При однокроковій маршрутизації кожен компонент мережі, що бере участь в передаванні інформації, самостійно визначає, якому наступному компоненту, що знаходиться в зоні прямого доступу, вона повинна бути відправлена. Рішення приймається на підставі аналізу адреси одержувача, яка міститься в пакеті. Повний маршрут передавання даних складається з однокрокових рішень, прийнятих компонентами мережі. Для роботи ал­го­ритмів однокрокової маршрутизації, які є основою відповідних протоколів, на кожному компоненті мережі, що має можливість передавати інфор­ма­цію більш ніж одному компоненту, зазвичай будується спеціальна таблиця маршрутів. У найпростішому випадку кожний запис такої таблиці містить: адресу обчислювального комплексу одержувача; адресу компонента ме­ре­жі, безпосередньо приєднаного до даного, якому слід відправити пакет, призначений для цього одержувача; вказівка про те, якою лінією зв’язку (яким мережевим адаптером) повинен бути відправлений пакет. Одер­жувачів у мережі може бути дуже багато, тому в таблиці маршрутизації використовують певні скорочення. Числові адреси топологічно близько розташованих комплексів (наприклад, комплексів, що належать одній локальній обчислювальній мережі) намагаються обирати з послідовного діапазону адрес. У цьому випадку запис у таблиці маршрутизації може містити не адресу конкретного одержувача, а діапазон адрес для деякої мережі (номер мережі). Якщо для дуже багатьох одержувачів як черговий вузол маршруту використовується один і той самий компонент мережі, а інші маршрути обираються для обмеженого числа одержувачів, то до табли­ці явно заносяться лише записи для цієї невеликої кількості одержува­чів, а для маршруту, що веде до більшої частини всієї мережі, робиться один запис – маршрутизація за замовчуванням (default)                  (табл. 4.3) [80].

 

  Таблиця 4.3 – Проста таблиця маршрутизації

Адреса одержувача

Адреса наступного компонента

Адреса лінії

зв’язку

5 – 12

29

21

1 – 4

15

22

default

28

24

 

За способами формування та використання таблиць маршрутизації алгоритми однокрокової маршрутизації можна розділити на три класи [80]:

- алгоритми фіксованої маршрутизації;

- алгоритми простої маршрутизації;

- алгоритми динамічної маршрутизації.

При фіксованій маршрутизації таблиця, як правило, створюється у процесі завантаження операційної системи. Усі записи в ній є статичними. Лінія зв’язку, яка буде використовуватися для доставки інформації від даного вузла до деякого вузла в мережі, обирають раз і назавжди. Зазвичай лінії вибирають так, щоб мінімізувати повний час доставки даних. Пере­вагою цієї стратегії є простота реалізації. Основний же недолік полягає в тому, що при відмові обраної лінії зв’язку дані не будуть доставлені, навіть якщо існує інший фізичний шлях для їх передавання [80].

В алгоритмах простої маршрутизації таблиця не викори­сто­ву­ється зовсім або будується на основі аналізу адрес відправників пакетів інформації. Розрізняють кілька видів простої маршрутизації – випадкову, лавинну і маршрутизацію по прецедентах. При випадковій маршрутизації пакет, що надійшов, відсилається в першому-ліпшому напрямку, крім вихідного. При лавинній маршрутизації один і той же пакет розсилається по всіх напрямках, крім вихідного. Випадкова і лавинна маршрутизації не використовують таблиць маршрутів. При маршрутизації по прецедентах таблиця маршрутизації будується за попереднім досвідом, виходячи з аналізу адрес відправників пакетів. Пакет може бути відісланий за записами в таблиці маршрутизації, випадковим або лавинним способом. Алгоритми простої маршрутизації прості в реалізації, але не гарантують доставку пакета вказаному адресату за прийнятний час раціональним маршрутом без перевантаження мережі [80].

Найбільш гнучкими є алгоритми динамічної або адаптивної маршру­тизації, які вміють оновлювати вміст таблиць маршрутів на основі оброб­лення спеціальних повідомлень, що надходять від інших компонентів мережі, які займаються маршрутизацією. Адаптивна маршрутизація перед­бачає пристосування алгоритму маршрутизації до реального стану мережі. Недоліком методів адаптивної маршрутизації є складність прог­нозування стану мережі. Зараз використовуються такі основні методи адаптивної маршрутизації [16, 19, 28]:

- маршрутизація за досвідом. Кожний пакет має лічильник прой­дених каналів. У вузлах мережі створюється таблиця найближчих вузлів для конкретного адресата;

- метод якнайшвидшого передавання. Його мета – якнайшвидше передавання пакета. В методі використовується глобальна інформація про наявність та довжину черг до вихідних каналів;

- локально-адаптивна маршрутизація. Вибір напрямку переда­вання здійснюється на підставі локальної інформації про наявність та довжину черг до вихідних каналів;

- розподілена маршрутизація. У кожному вузлі зберігаються табли­ці маршрутизації, в яких вказані маршрути до кожного з адресатів із міні­мальною затримкою. Спочатку ці таблиці будують на підставі теоретичних обчислень за відомою топологією, а потім ці дані поновлюються з використанням спостережень. У мережі при цьому завжди існує трафік маршрутизації (до 50 % трафіку);

- дистанційно-векторна маршрутизація. Компоненти операційних систем на сусідніх обчислювальних комплексах мережі, які займаються вибором маршруту, періодично обмінюються векторами, які явля­ють собою інформацію про відстані від даного компонента до всіх відомих йому адресатів у мережі. Під відстанню звичайно розуміється кількість переходів між компонентами мережі (hops), які необхідно зробити, щоб досягти адресата, хоча можливе існування й інших метрик, що включають швидкість та/або вартість передавання пакета лінією зв’язку. Кожен такий вектор формується на підставі таблиці маршрутів. Вектори модерні­зу­ються з урахуванням відстані, яку вони пройшли при останньому переда­ван­ні. Потім до таблиці маршрутизації вносяться зміни так, щоб в ній містилися лише маршрути з найкоротшими відстанями. При досить тривалій роботі кожен маршрутизатор буде мати таблицю маршрутизації з оптимальними маршрутами до всіх потенційних адресатів. Векторно-дистанційна маршрутизація може бути ефективна тільки у відносно неве­ликих мережах, оскільки є можливість виникнення маршрутних петель при збоях у роботі мережі [80];

- маршрутизація стану зв’язку застосовується для великих мереж. На кожному маршрутизаторі будують таблиці маршрутизації. Маршру­тизатори періодично обмінюються таблицями і вносять до них зміни. Вибір маршруту пов’язаний з пошуком оптимального за вартістю шляху.

Будь-яку комп’ютерну мережу зручно подати у вигляді графу, де вершини графу – це вузли мережі, а ребра графу – лінії зв’язку між вузлами (рис. 4.2).

Рисунок 4.2 – Графічне подання КМ

 

Алгоритми маршрутизації використовують графічне подання мережі. Ребрам графа можуть надаватися числові значення, які залежать, наприклад, від швидкості передавання даних або завантаженості лінії зв’язку.

Алгоритм маршрутизації повинен мати такі властивості: надійність, коректність, стабільність, простота і оптимальність. Опти­мальність залежить від параметрів, за якими проводиться оптимізація. Це складне задання навіть для порівняно простих локальних мереж. Серед параметрів оптимізації може бути мінімальна затримка доставки, макси­мальна пропускна здатність, мінімальна ціна, максимальна надійність, мінімальна ймовірність втрати пакета, максимальна безпека, мінімальна ймовірність помилки та ін. [82].

Алгоритми маршрутизації бувають адаптивні (динамічні) і неадап­тивні (статичні). Статичні алгоритми, здійснюючи вибір маршруту, не беруть до уваги існуючу в даний момент топологію або завантаження кана­лів. Адаптивні періодично вимірюють характеристики каналів і постійно досліджують топологію маршрутів. Більшість алгоритмів враховують то­пологію зв’язків, а не їх якість (пропускну здатність, завантаження, якість та ін.). У деяких мережах потоки між вузлами відносно стабільні і перед­бачувані. У цьому випадку з’являється можливість обчислити оптимальну схему маршрутів заздалегідь [82].

Головним параметром при маршрутизації пакета в Internet є IP-адреса його місця призначення. IP ділить всі ЕОМ на маршрутизатори і звичайні ЕОМ, останні, як правило, не розсилають свої маршрутні таблиці. Передбачається, що маршрутизатор має вичерпну інформацію про правильні маршрути. Звичайна ЕОМ має мінімальну маршрутну інфор­мацію (наприклад, адресу маршрутизатора локальної мережі і сервера імен). Проблема оптимальної маршрутизації в Internet досить складна. Розміри маршрутних таблиць ростуть експоненціально. У загальному ви­пад­ку для формування оптимального маршруту потрібно мати вичерп­ну інформацію про всі мережеві сегменти. Це реально лише для локальних мереж малого чи середнього розмірів. Слід також враховувати, що ситуація в мережі постійно змінюється і маршрутизатори для вирі­шен­ня завдань мають обмежені ресурси часу. На практиці оптимізація здій­сню­­ється для обмеженої області сегментів, тоді і обсяг даних, що підля­гають обробленню, скорочується на багато порядків. Тому результуючий маршрут не завжди буде оптимальним.

Збір даних про мережеві сегменти і маршрути виконується шляхом обміну цією інформацією між маршрутизаторами. Одним із заходів вирішення проблеми може стати географічна маршрутизація, яка буде можливою при масовому впровадженні адресації IPv6 [82].

Зазвичай обчислювальні мережі використовують суміш різних стра­те­гій маршрутизації. Для одних адрес призначення може викори­стову­ва­тися фіксована маршрутизація, для інших – проста, для третіх – динамічна. У локальних обчислювальних мережах часто використовуються алгоритми фіксованої маршрутизації, на відміну від глобальних обчислювальних мереж, в яких в основному застосовують алгоритми адаптивної маршру­тизації. Протоколи маршрутизації належать до мережевого рівня еталонної моделі [80].

 

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

 

  1. Які є методи доступу до середовища передавання даних у комп’ю­тер­них мережах ?
  2. Стисло опишіть конкурентний метод доступу до середовища пере­давання даних у КМ.
  3. Що таке колізія ?
  4. Дайте характеристику методу опитування.
  5. Які переваги та недоліки методу опитування ?
  6. Поясніть механізм роботи методу передавання маркера.
  7. Для яких топологій реалізовується метод передавання маркера ?
  8. Які методи доступу до середовища передавання даних у комп’ютерних мережах є детермінованими ?
  9. Що таке маршрутизація ?
  10. Який мережевий пристрій використовується для маршрутизації ?
  11. Що таке метрика ?
  12. Які є відомі протоколи маршрутизації ?
  13. Для чого використовують таблиці маршрутизації ?
  14. Що таке динамічна таблиця маршрутизації ?
  15. Що таке автономна система ?
  16. Чому ввели поділ мережевого простору на автономні системи ?
  17. Що таке зовнішня маршрутизація ?
  18. Які є методи маршрутизації ?
  19. Які є види простої маршрутизації ?
  20. Що таке адаптивна маршрутизація ?
  21. Які є методи адаптивної маршрутизації ?  
  22. Які властивості повинен мати алгоритм маршрутизації ?  
  23. Які бувають алгоритми маршрутизації ?
  24. Що є головним параметром при маршрутизації пакета в Internet ?
  25. Які алгоритми маршрутизації використовують в локальних мережах, а які в глобальних ?

 

 

ТЕСТИ

 

1. Оберіть методи доступу до середовища передавання даних у КМ:

1) метод конкурентного доступу;

2) метод прихованого доступу;

3) метод опитування;

4) метод анкетування.

 

2. Які методи доступу до середовища передавання даних у КМ є детер­мінованими ?

1) метод конкурентного доступу;

2) метод прихованого доступу;

3) метод опитування;

4) метод передавання маркера.

 

3. Метод конкурентного доступу використовується в КМ із логічною топологією:

1) зірка;

2) дерево;

3) шина;

4) кільце.

 

4. В яких методах доступу до середовища передавання даних у КМ мож­ливі виникнення колізій ?

1) метод конкурентного доступу;

2) метод прихованого доступу;

3) метод опитування;

4) метод передавання маркера.

5. Які недоліки має метод опитування ?

  1. виникнення колізій;
  2. надійність роботи мережі визначається надійністю роботи конт­ро­лера;
  3. великий потік управління, навіть якщо дані для передавання відсутні;
  4. часткове використання можливостей каналів зв’язку.

 

6. Які недоліки має метод конкурентного доступу ?

  1. виникнення колізій;
  2. надійність роботи мережі визначається надійністю роботи конт­ро­лера;
  3. великий потік управління, навіть якщо дані для передавання відсутні;
  4. часткове використання можливостей каналів зв’язку.

 

7. Метод передавання маркера використовується в КМ із логічною топо­логією:

1) зірка;

2) дерево;

3) шина;

4) кільце.

 

8. Що таке маршрутизація ?

  1. метод доступу до середовища передавання даних у КМ;
  2. відкрите програмне забезпечення;
  3. пошук (оптимального) маршруту для передавання мережевого пакета;
  4. частина операційної системи Windows 7.

 

9. Які з наведених протоколів є протоколами маршрутизації ?

1) POP3;

2) FTP;

3) OSPF;

4) RIP.

 

10. Як називається маршрутизація між автономними системами ?

1) внутрішня;

2) зовнішня;

3) адаптивна;

4) проста.

 

 

11. Як називається маршрутизація всередині автономної системи ?

  1. внутрішня;
  2. зовнішня;
  3. адаптивна;
  4. проста.

 

12. Що таке автономна система ?

  1. група мереж і маршрутизаторів, що мають високу стійкість до     електромагнітних завад;
  2. група мереж і маршрутизаторів під управлінням кількох ад­міні­страторів;
  3. група мереж і маршрутизаторів, що дозволяють користувачу     створювати і відправляти повідомлення;
  4. група мереж і маршрутизаторів під управлінням одного аміні­стра­тора.

 

13. Який протокол маршрутизації застосовується для оновлення таблиць       маршрутизації для маршрутизаторів, які об’єднують разом автономні       системи ?

1) RIP;

2) OSPF;

3) BGP;

4) POP3.

 

14. Для оновлення таблиць маршрутизації всередині автономної системи     використовують протокол маршрутизації:

1) RIP;

2) OSPF;

3) BGP;

4) POP3.

 

15. При якому методі маршрутизації маршрути розробляються і закла­да­ються заздалегідь до програми роботи всіх вузлів мережі і не залежать від трафіку ?

1) централізованому;

2) децентралізованому;

3) статичному;

4) динамічному.

 

16. Алгоритми однокрокової маршрутизації можна розділити на:

1) алгоритми фіксованої маршрутизації;

2) алгоритми простої маршрутизації;

3) алгоритми динамічної маршрутизації;

4) алгоритми змішаної маршрутизації.

 

17. Види простої маршрутизації:

1) динамічна;

2) випадкова;

3) лавинна;

4) по прецедентах.

 

18. В яких видах маршрутизації не використовують таблиць маршрутів ?

1) адаптивна;

2) випадкова;

3) лавинна;

4) по прецедентах.

 

19. Який вид маршрутизації передбачає пристосування алгоритму маршру­тизації до реального стану мережі?

1) адаптивна;

2) випадкова;

3) лавинна;

4) по прецедентах.

 

20. Які основні методи адаптивної маршрутизації ?               

1) розподілена маршрутизація;

2) лавинна;

3) по прецедентах;

4) маршрутизація стану зв’язку.

 

 

4.5 Методи комутації каналів. Загальні властивості мереж із комутацією каналів

 

Крім середовища передавання та методів доступу до ньо­го важли­вим є спо­сіб організації передавання даних або ж метод передавання. Розрізня­ють три основні методи пере­давання, які мають свої переваги та недоліки:

- комутація каналів;

- комутація повідомлень;

- комутація пакетів.

Комутація – це процес з’єднання (перемикання) окремих частин комп’ютерних мереж для передавання даних.

До основних завдань комутації в КМ можна віднести [38]:

- визначення потоків даних і відповідних маршрутів;

- фіксація маршрутів у конфігураційних параметрах і таблицях мережевих пристроїв;

- розпізнавання потоків і передавання даних між інтерфейсами одного пристрою;

- мультиплексування/демультиплексування потоків і поділ середо­вища передавання та ін.

Комплекс технічних рішень узагальненої задачі комутації в сукуп­ності становить базис будь-якої мережевої технології. Від того, який ме­ха­­нізм прокладення маршрутів, просування даних і спільного викори­стання каналів зв’язку закладений в тій чи іншій мережевій технології, залежать її фундаментальні властивості [38].

Будь-які КМ підтримують деякий спосіб комутації своїх вузлів між собою. Цими вузлами можуть бути віддалені комп’ютери, локальні мережі, факс-апарати та ін. Практично неможливо надати кожній парі взаємодіючих вузлів свою власну фізичну лінію зв’язку, яку вони могли б монопольно використовувати протягом тривалого часу. Тому в мере­жах застосовується певний спосіб комутації вузлів, що забезпечує доступ до наявних фізичних каналів одночасно для кількох сеансів зв’язку між вузлами мережі [77].

Мережі з комутацією каналів виникли від перших телефонних мереж. Метод комутації  каналів (channel swіtchіng) поля­гає у попе­ред­ньому встановленні фізичного з’єднання між відправником та отриму­вачем. Комутований канал являє собою з’єднання через пункти кому­та­ції окремих ділянок лінії зв’язку на час передавання даних.

Наприклад, якщо мережа, зображена на рис. 4.3, працює за техно­ло­гією комутації каналів, то вузол 1, щоб передати дані вузлу 7, спочатку повинен передати спеціальний запит на встановлення з’єднання кому­та­тору.

 

Рисунок 4.3 – КМ із комутацією каналів

Комутатор повинен вибрати маршрут. Якщо вузол 7 приймає запит на встановлення з’єднання, він направляє по вже встановленому каналу відповідь вихідного вузла, після чого канал вважається комутованим, і вузли 1 і 7 можуть обмінюватися по ньому даними. В даному прикладі комутований канал 1-7 проходить через вузли 2 і 5. При іншому пере­даванні даних можливий інший зв’язок між вузлами 1 і 7 даної КМ.

Основною перевагою методу комутації каналів є постійна відома швидкість передавання даних та відсутність службової інформації після встановлення каналу. Недоліком такого методу є затримки на вста­нов­лення з’єднань та очікування звіль­нення потрібних ділянок для пере­да­вання даних, а також неможливість одночасного використання окремих ділянок для передаван­ня даних іншими відправниками та отримувачами. Прикладом мережі з комутацією каналів є телефонна мережа, що може бути як аналоговою, так і цифровою (АТС-пункти комутації кабельних ділянок). За допомогою методу комутації каналів можна передавати відео та голос.

При використанні методу комутації каналів може статися відмова мережі в обслуговуванні запиту на встановлення з’єднання. Це може бути через те, що на деякій ділянці мережі з’єднання потрібно встано­вити вздовж каналу, через який вже проходить максимально можлива кількість інформаційних потоків. Відмова може статися і на кінцевій ділянці складеного каналу – наприклад, якщо абонент здатний підтри­мувати лише одне з’єднання, що є характерним для багатьох телефонних мереж. При отриманні другого дзвінка до абонента, що розмовляє, мережа передає абоненту короткі гудки – сигнал "зайнято". Та частина пропускної здатності, яка відводиться складеному каналу після встанов­лення з’єднання, надається йому на весь час, тобто до тих пір, поки з’єднання не буде розірвано. Однак абонентам не завжди потрібна пропускна здатність каналу під час з’єднання, наприклад, у телефонній розмові можуть бути паузи, ще більш нерівномірним у часі є взаємодія комп’ютерів. Неможливість динамічного перерозподілу пропускної здат­ності є принциповим обмеженням мережі з комутацією каналів, оскільки одиницею комутації тут є інформаційний потік в цілому [38].

 

 

4.6 Принципи комутації пакетів

 

Мережі з комутацією пакетів з’явилися наприкінці 60-х років як результат експериментів із першими глобальними комп’ютерними мере­жами. Цей метод комутації було спеціально розроблено для ефективного комп’ютерного трафіку. Перші кроки на шляху створення комп’ютерних мереж на основі методу комутації каналів показали, що цей вид кому­та­ції не дозволяє досягти високої загальної пропускної здатності мережі. Типові мережеві додатки генерують трафік дуже нерівномірно, з висо­ким рівнем пульсації швидкості передавання даних. Наприклад, при звер­ненні до віддаленого файлового сервера користувач спочатку пере­глядає вміст каталогу цього сервера, що спричинює передавання невели­кого обсягу даних. Потім він відкриває необхідний файл у текстовому редак­торі, і ця операція може створити досить інтенсивний обмін дани­ми, особливо якщо файл містить об’ємні графічні додатки. Після відо­браження кількох сторінок файлу користувач деякий час працює з ними локально, що взагалі не потребує передавання даних мережею, а потім повертає модифіковані копії сторінок на сервер – і це знову породжує інтенсивне передавання даних мережею [38].

Коефіцієнт пульсації трафіку окремого користувача мережі дорів­нює співвідношенню середньої інтенсивності обміну даними та макси­мально можливої, він може досягати 1:50 або навіть 1:100. При комутації каналів велику частину часу канал може простоювати. У той же час комутаційні можливості мережі будуть недоступні іншим користувачам мережі [38].

У методі комутації пакетів (packet swіtchіng) кожне повідом­лення поділяєть­ся на маленькі частинки (пакети) фіксованого розміру. Повідомлення можуть дуже сильно відрізнятися довжиною – від пари байтів до гігабайтів. Ко­жен пакет містить заголовок – інформацію про адреси відправника та отримувача, а також свій порядковий номер у повідомленні. Пакети передаються у мережі незалежно один від одного і можуть надходити отримувачу навіть різними маршрутами. Наприклад, на рис. 4.4 повідомлення з 1 вузла до 5 відправляється через три різні маршрути: 1-2-5, 1-5 та 1-4-6-5. У кожному пункті комутації обирається найменш завантажений канал. У пункті призначення з використан­ням нумерації пакетів формується вихідне повідомлення.

 

Рисунок 4.4 – КМ із комутацією пакетів

 

Комутатори пакетної мережі відрізняються від комутаторів каналів тим, що вони мають внутрішню буферну пам’ять для тимчасового збе­рігання пакетів, якщо комутатор у момент прийняття пакета зайнятий передаванням іншого пакета. У цьому випадку пакет знаходиться деякий час у черзі пакетів у буферній пам’яті, а коли до нього дійде черга, він передається наступному комутатору. Така схема передавання даних доз­во­ляє згладжувати пульсацію трафіка на магістральних зв’язках між ко­му­таторами і тим самим найбільш ефективно використовувати їх для підвищення пропускної здатності мережі в цілому. Коефіцієнт пульсації трафіку може бути рівним 1:10 або навіть 1:2 [38].

Розрізняють два режими роботи мереж комутації пакетів [6]:

- дейтаграмний (зв’язок без встановлення з’єднання) – пакети одного повідомлення можуть передаватися різними шляхами (наприклад, в Internet);

- віртуальних каналів (virtual switching, зв’язок із встановленням з’єдна­н­ня) – використовується для передавання великих повідомлень – всі пакети передаються одним маршрутом.

Узагальнюючи цей метод, можна зазначити, що в повідомлення (пакети), які пересилаються комп’ютер­ною мережею, вміщується інфор­мація про маршрут, в ре­зультаті чого будь-який комп’ютер, підключений до мережі, може визначити, куди потрібно відправити (або переключити) те чи інше повідомлення. Метод комутації пакетів є одним з найпоши­ре­ніших у KM, оскільки дає змогу досягнути найбільш ефективного вико­ристання пропускної здатності каналів.

Основні недоліки комутації пакетів [38]:

- затримки в джерелі передавання, які викликані інтервалами між передаванням кожного наступного пакета;

- час на передавання заголовків;

- затримки в кожному комутаторі, які викликані буферизацією  пакета;

- час комутації, який визначається часом очікування пакета в черзі   до відправлення;

- невизначеність швидкості передавання даних між абонентами мережі, зумовлена тим, що затримки в чергах буферів комутаторів ме­режі залежать від загального завантаження мережі;

- змінна величина затримки пакетів даних, яка може бути досить  тривалою у моменти миттєвих перевантажень мережі;

- обмеження на розмір пакета;

- можливі втрати даних через переповнення буферів.

У даний час активно розробляються і впроваджуються методи, що дозволяють подолати зазначені недоліки, особливо для чутливого до за­три­мок трафіку, що потребує при цьому постійної швидкості переда­ван­ня. Такі методи називаються методами забезпечення якості обслугову­вання (Quality of Service, QoS). Мережі з комутацією пакетів, в яких реалізовані методи забезпечення якості обслуговування, дозволяють одночасно передавати різні види трафіку, в тому числі такі важливі, як телефонний та комп’ютерний [38].

Основні переваги комутації пакетів – висока загальна пропускна здатність мережі при передаванні пульсуючого трафіка та можливість динамічно перерозподіляти пропускну здатність фізичних каналів зв’яз­ку між абонентами відповідно до реальних потреб їхнього трафіку [38].

Як мережі з комутацією пакетів, так і мережі з комутацією каналів можна поділити на два класи за іншою ознакою: на мережі з динамічною комутацією і мережі з постійною комутацією.

Мережа з динамічною комутацією дозволяє встановлювати з’єд­нан­ня з ініціативи користувача мережі. Комутація виконується на час сеансу зв’язку, а потім (знову ж з ініціативи одного із взаємодіючих користувачів) зв’язок розривається. У загальному випадку будь-який користувач мережі може з’єднатися з будь-яким іншим користувачем мережі. Звичайно період з’єднання між парою користувачів при динамічній комутації складає від кількох секунд до кількох годин і завершується при виконанні певної роботи – передаванні файлу, перегляду сторінки чи текста зображення і т. п.

Мережа з постійною комутацією не надає користувачу можли­вості виконати динамічну комутацію з іншим довільним користувачем мережі. Замість цього мережа дозволяє парі користувачів замовити з’єд­нання на тривалий період часу. З’єднання встановлюється не користу­вачами, а персоналом, що обслуговує мережу. Час, на який встанов­люється постійна комутація, часто вимірюється кількома місяцями або роками. Режим постійної комутації в мережах з комутацією каналів часто називається сервісом виділених (dedicated) чи орендованих (leased) каналів [77].

Прикладами мереж, що підтримують режим динамічної комутації, є телефонні мережі загального користування, локальні мережі, мережі TCP/IP. Найбільш популярними мережами, що працюють у режимі постійної комутації, є мережі технології SDH, на основі яких будуються виділені канали зв’язку з пропускною здатністю в кілька  гігабіт за се­кунду.

Деякі типи мереж підтримують обидва режими роботи. Наприк­лад, мережі Х.25 і ATM можуть надавати користувачу можливість динамічно зв’язатися з будь-яким іншим користувачем мережі й у той же час відправляти дані постійним з’єднанням одному цілком визначеному абоненту [77].

 

 

4.7 Комутація повідомлень

 

Комутація повідомлень за своїми принципами близька до комутації пакетів. Під комутацією повідомлень (message swіtchіng) розуміється передавання єдиного блоку даних між транзитними комп’ютерами мере­жі з тимчасовою буферизацією цього блоку на диску кожного комп’ю­тера. Повідомлення на відміну від пакета має довільну довжину, яка визначається змістом інформації, що становить повідомлення. Транзитні комп’ютери можуть з’єднуватися між собою як мережею з комутацією пакетів, так і мережею з комутацією каналів. Повідомлення (це може бути, наприклад, текстовий документ, файл із кодом програми, елект­ронний лист) зберігається в транзитному комп’ютері на диску, причому досить тривалий час, якщо комп’ютер зайнятий іншою роботою або мережа тимчасово перевантажена. Кількість транзитних комп’ютерів зазвичай намагаються зменшити. Якщо комп’ютери підключені до мережі з комутацією пакетів, то число проміжних комп’ютерів змен­шується до двох. Наприклад, користувач передає поштове повідомлення своєму серверу вихідної пошти, а той відразу намагається передати його серверу вхідної пошти адресата. Але, якщо комп’ютери пов’язані між собою телефонною мережею, то часто використовується кілька проміж­них серверів, оскільки прямий доступ до кінцевого сервера може бути в даний момент неможливим через перевантаження телефонної мережі (абонент зайнятий) чи економічно невигідним через високі тарифи на далекий телефонний зв’язок [38].

 У мережах з комутацією повідомлень передбачається встановлення лише логічного з’єднання між відправником і отримувачем, а фізичний канал встановлюється локально між суміжними вузлами комутації і тільки на час передавання даних. Передавання здійснюється з проміжним за­пам’я­­товуванням повідомлень у вузлах комутації. Отже, повідомлення в кожний момент часу займає канал лише між суміжними вузлами, а решта каналів на шляху повідомлення можуть використовуватися для інших цілей, що дозволяє підвищити коефіцієнт використання каналів зв’язку [6].

За такою схемою зазвичай передаються повідомлення, що не потребують негайної відповіді, найчастіше повідомлення електронної пошти. Режим передавання з проміжним зберіганням на диску називається режимом "зберігання-і-передавання" (store-and-forward). Режим кому­та­ції повідомлень розвантажує мережу для передавання трафіку, що потребує швидкої відповіді, наприклад трафіку служби WWW чи файлової служби [38].

Техніка комутації повідомлень з’явилася в комп’ютерних мережах раніше техніки комутації пакетів, але потім була витіснена останньою, як більш ефективною за критерієм пропускної здатності мережі. Запис повідомлення на диск займає досить багато часу, і, крім того, наявність дисків припускає використання як комутаторів спеціалізованих комп’ю­терів, що тягне за собою істотні витрати на організацію мережі. Сьогодні комутація повідомлень працює лише для деяких неоперативних служб, причому найчастіше додатково до мережі з комутацією пакетів, як служ­ба прикладного рівня [38].

 

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

 

  1. Які є основні методи передавання даних у комп’ютерних мережах ?
  2. Що таке комутація ?
  3. Які основні задання комутації ?
  4. Стисло опишіть метод комутації каналів.
  5. Що було базою виникнення мереж із комутацією каналів ?
  6. Що являє собою комутований канал ?
  7. Які недоліки є в мережах із комутацією каналів ?
  8. У чому полягають переваги мереж із комутацією каналів ?
  9. Наведіть приклади мереж із комутацією каналів.
  10. Коли з’явилися мережі з комутацією пакетів ?
  11. Що означає коефіцієнт пульсації трафіку ?
  12. Яким може бути коефіцієнт пульсації трафіку в мережах з комутацією пакетів ?
  13. Поясніть принципи комутації пакетів.
  14. Яким є вміст кожного пакета в мережах з комутацією пакетів ?
  15. Які є режими роботи мереж із комутацією пакетів ?
  16. Що таке віртуальний канал ?
  17. Що означає зв’язок без встановлення з’єднання ?
  18. Наведіть основні недоліки комутації пакетів.
  19. Які є переваги мереж із комутацією пакетів ?
  20. Що таке динамічна комутація ?
  21. В яких мережах використовується динамічна комутація ?
  22. Які можливості надає користувачу мережа з постійною комутацією ?
  23. Наведіть приклади мереж із комутацією пакетів.
  24. Що таке комутація повідомлень ?
  25. Наведіть приклади використання комутації повідомлень.

 

ТЕСТИ

 

1. Оберіть основні методи передавання даних у КМ:

1) комутація каналів;

2) комутація повідомлень:

3) комутація пакетів;

4) комутація фреймів.

 

2. Які основні задання комутації в КМ ?

1) організація конкурентного доступу до каналу передавання даних;

2) визначення маршрутів передавання даних;

3) можливість резервування даних;

4) забезпечення можливості нарощування кількості вузлів у КМ.

 

3. Мережі з комутацією каналів виникли на базі:

1) перших телеграфних мереж;

2) перших телефонних мереж;

3) перших мереж із радіозв’язком;

4) перших комп’ютерних мереж.

 

4. Переваги методу комутації каналів полягають в:

  1. очікуванні звіль­нення потрібних ділянок для передавання да­них;
  2. відсутність службової інформації після встановлення каналу;
  3. неможливість одночасного використання окремих ділянок для передаван­ня даних інших відправників та отримувачів;
  4. постійна відома швидкість передавання даних.

 

5. Які є недоліки методу комутації каналів ?

  1. очікування звіль­нення потрібних ділянок для передавання да­них;
  2. відсутність службової інформації після встановлення каналу;
  3. неможливість одночасного використання окремих ділянок для передаван­ня даних інших відправників та отримувачів;
  4. постійна відома швидкість передавання даних.

 

6. Прикладом мережі з комутацією каналів є:

1) Internet;

2) телефонна мережа;

3) лише мережі з топологією “шина”;

4) лише мережі з топологією “зірка”.

 

7. Коли з’явилися мережі з комутацією пакетів ?

1) 40-х рр. ХХ ст.;

2) 50-х рр. ХХ ст.;

3) 60-х рр. ХХ ст.;

4) 70-х рр. ХХ ст.

 

8. Коефіцієнт пульсації трафіку окремого користувача мережі – це:

  1. відношення максимально можливої інтенсивності обміну да­ними до середньої;
  2. відношення максимально можливого часу обміну даними до се­реднього;
  3. відношення середнього часу обміну даними до максимально можливого;
  4. відношення середньої інтенсивності обміну даними до макси­маль­но можливої.

 

9. У методі комутації пакетів кожне повідомлення поділяєть­ся на:

1) частинки, що можуть змінювати розмір;

2) частинки фіксованого розміру;

3) частинки розміру 8 бітів;

4) повідомлення не поділяєть­ся на частинки.

 

10. У методі комутації пакетів повідомлення можуть надходити отриму­вачу:

1) тільки одним маршрутом;

2) різними маршрутами;

3) не більше, ніж трьома маршрутами;

4) тільки через Internet.

 

11. Які режими роботи мереж комутації пакетів ?

1) дейтаграмний;

2) віртуальних каналів;

3) адаптивний;

4) простий.

 

12. Пакети одного повідомлення можуть передаватися  різними  шляхами –

це ______________ режим роботи мереж комутації пакетів:

1) дейтаграмний;

2) віртуальних каналів;

3) адаптивний;

4) простий.

 

13. Усі пакети передаються одним маршрутом – це _____________ режим роботи мереж комутації пакетів:

1) дейтаграмний;

2) віртуальних каналів;

3) адаптивний;

4) простий.

 

14. Що містить заголовок пакета ?

1)  інформацію про адреси відправника;

2)  порядковий номер у повідомленні;

3)  інформацію про можливу кількість передавання;

4)  інформацію про адреси отримувача.

 

15. Основні недоліки комутації пакетів:

  1. висока загальна пропускна здатність мережі;
  2. затримки в джерелі передавання;
  3. можливі втрати даних через переповнення буферів;
  4. можливість динамічно перерозподіляти пропускну здатність фі­зичних каналів зв’язку між абонентами відповідно до реальних    потреб їхнього трафіку.

 

16. Основні переваги комутації пакетів:

  1. висока загальна пропускна здатність мережі;
  2. затримки в джерелі передавання;
  3. можливі втрати даних через переповнення буферів;
  4. можливість динамічно перерозподіляти пропускну здатність фі­зичних каналів зв’язку між абонентами відповідно до реальних потреб їхнього трафіку.

 

17. На які класи можна поділити мережі з комутацією пакетів та мережі з      комутацією каналів ?

1)   із динамічною комутацією;

2)   із випадковою комутацією;

3)   із простою комутацією;

4)   із постійною комутацією.

 

18. В яких мережах підтримується режим динамічної комутації ?

1)   Internet;

2)   мережі TCP/IP;

3)   телефонні мережі загального користування;

4)   локальні мережі.

 

19. Комутація повідомлень –  це:

  1. попе­ред­нє встановлення фізичного з’єднання між відправником     та отримувачем;
  2. передавання пакетів у мережі незалежно один від одного різ­ними маршрутами;
  3. передавання єдиного блоку даних між транзитними комп’ю­те­рами мережі з тимчасовою буферизацією цього блоку на диску кожного комп’ютера;
  4. передавання пакетів у мережі незалежно один від одного одним маршрутом.

 

20. У мережах із комутацією повідомлень передбачається встановлення:

  1. лише логічного з’єднання між відправником і отримувачем;
  2. лише фізичного каналу між відправником і отримувачем;
  3. логічного з’єднання та фізичного каналу між відправником і отримувачем;
  4. з’єднання персоналом, що обслуговує мережу.