Компьютерные сети, их разновидности

Техническое
задание.

Разработать
проект решения
на интерсеть
объединенных
подразделений
банка. Банк
включает: центральный
офис и 2 удаленных
периферийных
офиса.

В центральном
офисе находится
сеть 100 VG-AnyLAN,
которая локально
соединена с
сетью 10
Base2. В сети
100VG-AnyLAN
имеется 2 концентратора.
К каждой сети
подключено
по 1 файловому
серверу и по
10 рабочих станций.
Сеть 100 VG-AnyLAND
построена
на базе оборудования
фирмы Hewlett
Packard. Сеть
10 Base2
построена на
базе оборудования
фирмы D-Link.

В удаленном
офисе №1 расположена
сеть Token-Ring.
В сети 2 устройства
доступа (MAN).
1 файл сервер
и 20 рабочих станций.
Сеть устроена
не экранированной
витой паре

Всего в сети
имеется: 1 файловый
сервер и 20 рабочих
станций. Сеть
построена на
базе оборудования
фирмы RAD.

В удаленном
офисе №2 расположена
сеть Ethernet
10 Base2. Сеть
включает 2 шинных
сегмента, в
каждом сегменте
по 10 рабочих
станций. Сегменты
соеденины с
помощью повторителя.

К сети подключено
1 файловый сервер
и 20 рабочих станций.

Сеть построена
на базе оборудования
фирмы Allied
Telesys.

Локальные
сети центрального
офиса соединены
с офисами №1 и
№2 с помощью
маршрутизатора
- фирмы Cisco.

Блок-схема
интерсети
банка.

ЛВС Центрального
Офиса банка.

ЛВС
(Hewlett
Packard) 100 VG-AnyLAND

Мост

ЛВС (D-Link)
10 Base2

Удаленный
Маршрутизатор

Модем
Модем

Модем

Модем

Удаленный
Маршрутизатор
Удаленный
Маршрутизатор

ЛВС (RAP)
Token-Ring
ЛВС
(Allied
Telesys) Eth 10 Base2

Удаленный
периферийный
офис №1
Удаленный
периферийный
офис №2

Структура
ЛВС центрального
офиса банка.

Концентратор
Файловый
сервер

j2410
A (HP)
(HP)

Концентратор
Мост

(базовый)

WS

WS WS WS WS

№1
№2 №3
№4 №5

WS
WS WS WS WS

№6
№7 №8 №9 №10

Сеть
100
VG-AnyLAN

Концентратор
Концентратор

WS
WS WS WS
WS
WS WS WS WS

№1 №2 №3
№4 №5

№7 №8
№9 №10

Файловый
сервер
Маршрутизатор

Модем
Модем

Сеть EtherNet
10 Base T

Структура
ЛВС удаленного
офиса банка
№1.

RI
S-TAU RO RI
S-TAU RO

LAU 2
LAU 2 LAU 4 LAU2 LAU2
LAU4

WS
WS WS WS WS WS
WS WS WS
WS
WS WS

№1
№2 №4 №5 №7 №8
№11 №12
№14 №15 №17 №18

WS
WS
WS WS
WS

№3
№9 №10
№13
№16

Файловый
сервер Маршрутизатор
WS
WS

№19
№20

Модем

Структура
ЛВС удаленного
офиса банка
№2.

WS
WS WS WS WS WS WS WS
WS WS

№1
№2 №3 №4
№5 №6 №7 №8 №9
№10

Повторитель

WS
WS WS
WS WS WS WS WS WS

№11
№12 №13 №15 №16
№17 №18 №19 №20

Маршрутизатор

Файловый
сервер

Модем

Структура
ЛВС центрального
офиса банка.

Концентратор
Файловый
сервер

j2410
A (HP)
(HP)

Концентратор
Мост

(базовый)

WS

WS WS WS WS

№1
№2 №3
№4 №5

WS
WS WS WS WS

№6
№7 №8 №9 №10

Сеть
100
VG-AnyLAN

Конвертер

Повторитель
Маршрутизатор

Модем
Модем

Сеть
EtherNet
10 Base 2

Сравнительный
анализ файловых
серверов.

Файловые
сервера фирмы
Hewlett
Packard на базе
процессоров
Pentium.

Файловые
сервера фирмы
HP
на базе процессоров
Pentium
Pro с тактовой
частотой 200 МГц.

Файловые
сервера фирмы
Compaq
на базе процессоров
Pentium.

Файловые
сервера фирмы
Compaq
на базе процессоров
Pentium
Pro с тактовой
частотой

200 МГц.

Технические
средства сети
центрального
офиса.

Оборудование
сети 100
VG-AnyLAN:

Файловый
сервер.
Файловый сервер
должен быть
производительным
и отказоустойчивым,
так как от него
зависит работоспособность
всей сети. Я
выбрал сервер
марки LX
Pro3 фирмы
Hewlett
Packard на базе
процессора
Pentium
Pro с тактовой
частотой 200МГц.
Описание выбранного
файлового
сервера:

Количество
процессоров
- 4 шт.

КЭШ-2 (Кбайт)
- 512

Объем ОЗУ
(Мбайт) - 512

Количество
х емкость HDD
(Гбайт) - 2 х 21

Разъемы шин
PCI/ISA
- 6 / 4 шт.

Сетевой
адаптер (j2585A)
на PCI

Концентраторы.
В сети
используется
два концентратора
(один из них
базовый + мост)
фирмы Hewlett
Packard марки
j2410A.
Мост марки
j2414A.

Среда передачи.
В сети
используется
НВП 5 категории.

Рабочие
станции.
Рабочие
станции в данной
сети построены
на базе процессора
Pentium фирмы
Hewlett
Packard с тактовой
частотой 133 МГц
и имеют следующую
конфигурацию:

Количество
процессоров
- 1

КЭШ-2 (Кбайт)
- 256

Объем ОЗУ
(Мбайт) - 16

Количество
х емкость HDD
(Гбайт) - 1 х 6.4

Разъемы шин
PCI/ISA
- 2 / 4

Сетевой
адаптер (j2573A)
на ISA

Оборудование
сети Ethernet
10 Base 2:

Файловый
сервер.
Для данной сети
я выбрал сервер
марки LS
на базе процессора
Pentium
фирмы Hewlett
Packard с тактовой
частотой 133 МГц.
Описание выбранного
файлового
сервера:

Количество
процессоров
- 1

КЭШ-2 (Кбайт)
- 512

Объем ОЗУ
(Мбайт) - 128

Количество
х емкость HDD
(Гбайт) - 2 х 4

Разъемы шин
PCI
/ PCI/EISA / EISA - 2 / 2 / 4

Сетевой
адаптер j2573A
на ISA,
j2577A на EISA,
j2565A на PCI

Повторитель.
Так как в сети
2 шинных
сегмента,
то для их связи
необходимо
использовать
повторитель
марки DE-802
фирмы
D-LINK.

Среда передачи.
В сети используется
ТКК RG-58
диаметром 6 мм,
волновым
сопротивлением
50 Ом.

Маршрутизатор.
Для подключения
к сетям центрального
офиса сетей
удаленных
офисов используется
маршрутизатор
марки 27286A.

Модемы. К
маршрутизатору
подключены
два модема
COURIER
V.Everything with V.34 фирмы
USRobotics.

Рабочие
станции.
В данной сети
используются
рабочие станции
фирмы Hewlett
Packard следующей
конфигурации:

Количество
процессоров
(Р/133) - 1

КЭШ-2 (Кбайт)
- 256

Объем ОЗУ
(Мбайт) - 16

Количество
х емкость HDD
(Гбайт) - 1 х 6.4

Разъемы шин
PCI
/ PCI/EISA / EISA - 2 / 2 / 4

Сетевой
адаптер j2573A
на ISA

Терминатор.
В сети есть
2 терминатора.

Файловые
сервера сетей
подключены
к UPS
line
interactive.

Рабочие
станции сетей
подключены
к UPS
off-line.

Технические
средства сети
удаленного
офиса №1.

Файловый
сервер.
Для ЛВС удаленного
офиса №1 я выбрал
файловый сервер
LH
Pro фирмы
Hewlett
Packard на базе
процессора
Pentium
Pro с тактовой
частотой 200 МГц.
Описание выбранного
сервера:

Количество
процессоров
- 2 шт.

КЭШ-2 (Кбайт)
- 512

Объем ОЗУ
(Мбайт) - 128

Количество
х емкость HDD
(Гбайт) - 2 х 16

Разъемы шин
PCI
/ PCI/EISA / ISA - 4 / 1 / 4

Сетевой
адаптер TRIC
- 16AT

Устройства
доступа проводной
связи.

S-TAU
- 2 шт.

Устройства
разветвления.
Используются
разветвители
LAU
2 и
LAU4.

Маршрутизатор.
Для подключения
к сети центрального
офиса используется
маршрутизатор
марки 27286А.

Модем.
К маршрутизатору
подключен модем
COURIER
V.Everything with V.34 фирмы
USRobotics.

Среда передачи.
В сети используется
ЭВП.

Рабочие
станции.
В данной сети
используются
рабочие станции
фирмы Hewlett
Packard следующей
конфигурации:

Количество
процессоров
(Р/133) - 1

КЭШ-2 (Кбайт)
- 256

Объем ОЗУ
(Мбайт) - 16

Количество
х емкость HDD
(Гбайт) - 1 х 6.4

Разъемы шин
PCI
/ PCI/EISA / EISA - 2 / 2 / 4

Сетевой
адаптер TRIC
- 16AT на ISA

Файловые
сервера сетей
подключены
к UPS
line
interactive.

Рабочие
станции сетей
подключены
к UPS
off-line.

Технические
средства сети
удаленного
офиса №2.

Файловый
сервер.
Для ЛВС удаленного
офиса №2
я выбрал файловый
сервер LH
Pro фирмы
Hewlett
Packard на базе
процессора
Pentium
Pro с тактовой
частотой 200 МГц.
Описание выбранного
сервера:

Количество
процессоров
- 2 шт.

КЭШ-2 (Кбайт)
- 512

Объем ОЗУ
(Мбайт) - 128

Количество
х емкость HDD
(Гбайт) - 2 х 16

Разъемы шин
PCI
/ PCI/EISA / ISA - 4 / 1 / 4

Маршрутизатор.
Для подключения
к сети центрального
офиса используется
маршрутизатор
марки 27286А.

Модем.
К маршрутизатору
подключен модем
COURIER
V.Everything with V.34 фирмы
USRobotics.

Среда передачи.
В сети используется
толстый КК
RG-11.

Повторитель.
Для соединения
2-х шинных сегментов
в сети используется
повторитель
марки AT
- MR124.

Рабочие
станции.
В данной сети
используются
рабочие станции
фирмы Hewlett
Packard следующей
конфигурации:

Количество
процессоров
(Р/133) - 1

КЭШ-2 (Кбайт)
- 256

Объем ОЗУ
(Мбайт) - 16

Количество
х емкость HDD
(Гбайт) - 1 х 6.4

Разъемы шин
PCI
/ PCI/EISA / EISA - 2 / 2 / 4

Файловые
сервера сетей
подключены
к UPS
line
interactive.

Рабочие
станции сетей
подключены
к UPS
off-line.

Структурная
схема системной
платы сервера
на базе ЦМП
(характеристики
системных шин).

КЭШ - 1

ЦМП
Pentium

ВНЕШНЯЯ
ШИНА

КЭШ
-2 УУ
ОЗУ

PCI
ШИНА

УУ

EISA
or ISA ШИНА

Схема материнской
платы на базе
ЦМП Pentium.

КЭШ-2

КЭШ-1

ЦМП Pentium
Pro

ВНЕШНЯЯ ШИНА

УУ ОЗУ

PCI
- ШИНА
PCI
- ШИНА

УУ

ISA
- ШИНА

Схема материнской
платы на базе
ЦМП Pentium
Pro.

КЭШ-2
тактовая
частота = 1/2 тактовой
частоты ядра
ЦМП

КЭШ - 1
Далее
аналогично
схеме материнской

ЦМП Pentium
II
платы на базе
ЦМП Pentium
Pro

Схема
материнской
платы на базе
ЦМП Pentium
2.

Сравнительный
анализ дисковых
интерфейсов.

ST
506/142 Seagate Technologics

34 жилы
управления
данными

контролер

диска

Используется
следующий
способ кодировки
информации
на диске:

Метод модифицированной
частотной
модуляции
(скорость = 4.17
Мбит/сек)

ESDI

34 жилы
управления
данными

контролер

диска

Максимальная
скорость передачи
данных 2.4 Мбит/сек.

IDE

40
управления
данными

контролер

диска

EIDE

40
управления
данными

контролер
разъем
1

диска
разъем 2

HDD

CD-ROM

SCSI

терминатор

терминатор

контролер
50 жил управления
данными

диска

Примечание:

Диски с интерфейсом
IDE
могут иметь
максимальную
емкость не
более 528 Мбайт

Диски с интерфейсом
EIDE
могут иметь
максимальную
емкость не
более 8.4 Гбайт

Ultra
EIDE имеет
скорость передачи
данных 16.6 Мбит/сек

SCSI-1
допускает
подключение
8 накопителей

SCSI-2
допускает
подключение
15 накопителей

Сравнительный
анализ интерфейсов
семейства SCSI.

Сравнительный
анализ массивов
дисковых накопителей
RAID.

RAID
- 0

контролер

диска

В системах
с архитектурой
RAID
- 0 данные
распределяются
по нескольким
дискам. Это не
обеспечивает
избыточности,
но повышает
производительность.

RAID
-1

В данном
случае происходит
дублирование
дисков и дисковых
подсистем.

RAID
-3

Архитектура
RAID
- 3 предусматривает
распределение
данных между
несколькими
дисками, но
обеспечивает
избыточность
в форме выделенного
накопителя
для контроля
четности. Поскольку
в RAID
- 3 данные обрабатываются
по блочно, а не
по байтам, она
идеально подходить
для тех вычислительных
сетей, которые
работают с
множеством
больших файлов,
таких, как файлы
графических
изображений.

RAID
- 5

RAID
- 5 предусматривает
формирование
информации
по контролю
за четностью,
но распределяет
ее между несколькими
накопителями,
а не хранит на
одном дисковом
накопителе.
Кроме того, он
распределяет
данные на уровне
байтов.

Недостаток
такой архитектуры
в том, что если
из строя выйдет
2 диска, то System
Halted.

RAID
- 6

RAID
- 6 аналогична
RAID
-5, сумма контроля
четности в
каждом случае
дублируется
на разных дисковых
накопителях,
что позволяет
восстановить
данные при
отказе 2-х дисков
одновременно.

Сравнительный
анализ RAID
- массивов.

Примечания
:

1 - DS
200 фирмы
LAND5;

2 -
RAIDbank фирмы
MicroNet;

3 -
SmatrArray XE фирмы
Lagacy
Storage System;

4 -
RADWorks фирмы
Cranel.

Сравнение
микро процессоров.

Сравнительный
анализ модемов
для Российских
телефонных
линий.

ZyXEL
U-336E:

Тайваньская
фирма ZyXEL
- наверное одна
из наиболее
прогрессивных
компаний по
производству
модемов во всем
мире. Ее модемы
быстры, надежны,
удобны, отличаются
не плохим дизайном
и уникальной
внутренней
архитектурой.
Факс-модем
ZyXEL
U-336E, который
был выбран для
тестирования
- модель скорее
для профессионалов,
чем для широкого
потребителя,
она не имеет
голосовых
функций и не
отличается
сверхсовременным
дизайном. По
основным функциям
этот модем не
только не уступает
пользовательским
моделям ZyXEL
Omni и ZyXEL
Elite, но превосходит
их. Протокол
v.34
позволяет
развивать
скорость до
33600 бод, а сжатие
и коррекция
ошибок v.42bis
обеспечит
безопасное
и надежное
соединение.

При тестировании
на АТС (327) с одним
Интернет -
Провайдером
(АТС 927) модем ZyXEL
был единственным,
обеспечившим
надежное и
постоянное
соединение,
хотя и за счет
низкой скорости
(16800 или 19200). А при
соединении
со своим собратом
ZyXEL
на АТС 932 он показал
почти такие
же результаты
по скорости
соединения,
что и остальные
модемы (87% соединений
произошло на
скорости 31200).

Motorola
3400 Premier:

Модем Motorola
имеет уникальный
малогабаритный
дизайн и конструкцию
корпуса, позволяющую
вешать модем
на стенку, как
телефон. На
плохих линиях
(АТС 927) модем
Motorola Premier дает
большие скорости,
нежели ZyXEL
- если для второго
пределом было
соединение
21600, то для Motorola
в тех же условиях
реальными
являются 24000,
26400, 28800. Однако явным
недостатком
таких соединений
является большое
количество
ошибок и частые
рассоединения.
На хороших
линиях (АТС
932) Motorola
стабильно
давала 31200.

U.S.
Robotics Courier V. Everything:

Модем Courier
является если
и не самым, то,
по крайней
мере, одним из
самых распространенных
и продаваемых
модемов в США
и в России. Обладая
большим количеством
функций и
способностей
этот модем
практически
не имеет недостатков,
за исключением
отсутствия
приспособленности
к российским
телефонным
линиям. В названии
не зря написано
«V.Everything» - модем
поддерживает
все известные
протоколы,
включая v.32,
v.34, v.42bis, v.FC и
Terbo, а также
специальный
протокол надежной
связи для плохих
телефонных
линий - HST
(High
Speed Transfer).

Тестирование
модемов: факты
и результаты.

Протоколы
передачи файлов.

Наиболее
часто используемой
функцией
коммутационного
программного
обеспечения
является функция
передачи файлов.
Она осуществляется
с помощью специальных
протоколов
передачи файлов.
Основными
задачами протоколов
передачи
файлов являются:

обеспечение
безошибочной
передачи данных;

управление
потоком передаваемых
данных;

передача
вспомогательной
информации;

зашита
соединения.

Среди
протоколов,
рассчитанных
на отсутствие
аппаратной
защиты от ошибок
можно выделить
широко используемые
протоколы
XModem,
XModem - CRC, XModem - 1K, YModem, Kermit, ZModem и
ряд других.

Протокол
XModem.

Протокол
XModem
в последнее
время стал
практически
стандартом
для связи между
персональными
компьютерами.

Передающий
компьютер
начинает передачу
файла только
после приема
от принимающего
компьютера
знака NAK
(Negative
AcKnowledge),
представляющего
собой последовательность
в кодировке
ASCII.
Принимающий
компьютер
передает эту
последовательность
до тех пор, пока
не начнется
передача собственно
файла. Если
передано 9 знаков
NAK,
а передача
файла не началась,
процесс должен
быть возобновлен
вручную.

После
приема знака
NAK
передающий
компьютер
посылает знак
начала блока
SOH
(Start Of Header),
два номера
блока, блок
данных из 128 байт
и контрольную
сумму блока
(Check
Sum).
Принимающий
компьютер тоже
вычисляет
контрольную
сумму и сравнивает
ее с принятой.
Если принятые
значения различны
либо прошло
10 с, а прием блока
не завершен,
принимающий
компьютер
посылает передатчику
знак NAK,
означающий
запрос на повторную
передачу последнего
блока. Если
блок принят
правильно,
приемник передает
подтверждение
его приема
знаком АСК
(подтверждение
правильности
приема блока).
В случае если
следующий блок
не поступил
в течение 10 с,
то передача
знака АСК повторяется
до тех пор, пока
блок не будет
принят правильно.
После девяти
неудачных
попыток передачи
блока связь
прерывается.

Преимущества
данного протокола
перед другими
заключаются
в его доступности
для разработчиков
программных
средств, простоте
реализации
на языках высокого
уровня, малом
объеме приемного
буфера (256 байт)
и возможности
передачи не
только символьных
(в кодах ASCII),
но и исполняемых
файлов (.com,
.exe).

К основным
недостаткам
протокола
XModem
можно отнести
низкую производительность,
большую вероятность
необнаруженных
ошибок, необходимость
задания имени
файла при приеме
и относительно
большой объем
передаваемой
служебной
информации.
Последующие
модификации
протокола
XModem
были направлены
на устранение
этих недостатков.

В
протоколе
XModem
- CRC
улучшена проверка
ошибок и снижена
вероятность
необнаружения
ошибок. Протокол
XModem
- 1K
передает блоки
длиной 1024 байта,
что позволяет
снизить задержки
при передаче
файлов по системам
связи с временным
уплотнением,
с использованием
современных
модемов и в
сетях с коммутацией
пакетов. Кроме
того по сравнению
с протоколом
XModem
уменьшено
количество
служебной
информации.

Протокол
YModem.

Протокол
YModem
представляет
собой протокол
XModem
- CRC,
в котором реализована
групповая
передача кадров.
Все программы,
реализующие
протокол YModem
должны реализовывать
следующие
функции:

передавать
информацию
о имени и пути
файла в блоке
0 в виде строки
знаков
ASCII,
завершающейся
знаком NUL;

использовать
эту информацию
на приемной
стороне в качестве
имени и пути
принятого
файла, если
иная реализация
не оговорена
специально;

принимать
любую комбинацию
из 128- и 1024-байтных
блоков внутри
каждого
принимаемого
файла;

обеспечивать
возможность
переключения
длины блоков
в конце передачи
файла (файлов)
и/или в случае
частых повторных
передач;

передающая
программа не
должна изменять
длину неподтвержденного
блока;

передавать
в конце каждого
файла знаки
EOF
до 10 раз, пока
не будет принят
знак АСК;

обозначать
конец сеанса
связи нулевым
(пустым) именем
пути.

Коммуникационные
программы, в
которых не
реализованы
все перечисленные
требования,
не совместимы
с протоколом
YModem.
Данный протокол
устраняет
некоторые
недостатки
протокола
XModem,
в основном
сохраняя его
простоту.

В
настоящее время
разработаны
методы, обеспечивающие
передачу данных
с очень высокими
скоростями
и малой вероятностью
ошибок. Вариант
g
протокола
YModem
обеспечивает
высокую эффективность
передачи данных.
Он используется
приемником,
который инициирует
групповую
передачу путем
посылки знака
«g».
Передатчик,
распознавший
этот знак прекращает
ожидание обычных
подтверждений
по каждому
переданному
блоку и передает
последовательные
блоки на полной
скорости с
использованием
метода управления
потоком, такого
как XON/XOFF.
Расширение
YModem-g
протокола
YModem
позволяет
значительно
повысить скорость
передачи данных
в каналах, защищенных
от ошибок, то
есть при использовании
модемов со
встроенными
протоколами
защиты от ошибок.

Протокол
ZModem.

Протокол
ZModem
введен в большинство
связных программ
и в настоящее
время получил
самое широкое
распространение.
Представляя
собой развитие
протоколов
XModem
и
YModem,
он устраняет
их недостатки
и при соблюдении
совместимости
имеет ряд
преимуществ:

высокое
быстродействие
благодаря
использованию
«оконного»
алгоритма;

динамическая
адаптация к
качеству канала
связи посредством
изменения в
широких пределах
размера передаваемых
блоков;

возможность
возобновления
прерванной
передачи файла
с того места,
на котором
произошел
сбой;

повышенная
достоверность
передачи благодаря
использованию
32-разрядной
проверочной
комбинации
(CRC);

возможность
отключения
функции контроля
ошибок передаваемых
блоков при
использовании
модемов с аппаратной
коррекцией
ошибок.

Протокол
ZModem
явился результатом
технического
компромисса
между следующими
противоречивыми
требованиями:

простота
использования;

обеспечение
высокой пропускной
способности;

сохранение
целостности
информации;

достижение
высокой надежности
передачи;

простота
реализации.

Протокол
Kermit.

Протокол
Kermit
предназначен
для передачи
файлов между
компьютерами
разных типов,
включая большие
и миникомпьютеры.
Он рассчитан
на работу в
условиях сильных
помех и при
больших задержках
в канале связи.
В отличие от
протоколов
XModem
и YModem,
в протоколе
Kermit
используются
блоки переменной
длины, максимальное
значение которых
равно 94 байта.
Также как протоколы
YModem
и ZModem,
протокол Kermit
обеспечивает
групповую
передачу файлов.

Наряду
со стандартным
протоколом
Kermit
в ряде программ
реализован
более эффективный
протокол Super
Kermit,
предусматривающий
для уменьшения
задержек передачи
использовать
механизм переменного
«окна». В этом
окне может
содержаться
от 1 до 32 блоков.
На приемном
конце канала
осуществляется
обнаружение
ошибок, но повторная
передача не
запрашивается
до тех пор, пока
не будут переданы
все блоки «окна».
Кроме того, в
протоколе
реализован
простой метод
сжатия данных,
позволяющий
дополнительно
сократить время
передачи. Если
удаленный
компьютер
поддерживает
протокол Kermit,
то переключение
на работу с ним
происходит
автоматически.

Сравнительные
характеристики
распространенных
протоколов
передачи файлов.

Протоколы
коррекции
ошибок.

Одним
из первых протоколов
исправления
ошибок стал
протокол MNP
(Microcom
Networking Protocol),
разработанный
фирмой Microcom.
Он
оказался настолько
удачным, что
претерпел
девять модификаций
и расширений,
которые получили
название Классов
протоколов
MNP.
Классы 1-4 обеспечивают
исправление
ошибок, классы
6, 9, 10 - кроме исправления
ошибок, выполняют
и другие функции.

MNP1
используется
для асинхронного
побайтного
полудуплексного
обмена данными.
Он был разработан
для того, чтобы
устройства
с минимальными
аппаратными
ресурсами могли
осуществлять
контроль ошибок.
Из-за своей
чрезвычайно
низкой эффекти

MNP2
позволяет
исправлять
канальные
ошибки при
асинхронной
полнодуплексной
передаче данных
и реализуется
в модемах с
микропроцессорным
управлением.
Протокол также
характеризуется
повышенной
избыточностью,
поскольку в
нем при асинхронном
режиме передачи
в каждый передаваемый
символ включаются
стартовые и
стоповые биты.

MNP3
обеспечивает
обмен данными
между модемами
по протоколу
SDLC
(Synchronouse Data Link Control)
в синхронном
режиме, в то
время как обмен
данными с компьютером
остается асинхронным.
Из байт данных,
принимаемых
от DTE,
формируются
блоки данных
(кадры), называемые
в терминах MNP
пакетами. Каждый
пакет определяется
как один синхронный
кадр второго
канального
уровня модели
OSI.
Скорость передачи
информации
при использовании
MNP3
повышается
за счет того,
что уже не требуется
передавать
дополнительные
стартовые и
стоповые биты
для каждого
байта.

MNP4
предусматривает
возможность
изменения
размера пакета
в процессе
процедуры
согласования
параметров
передачи, называемой
также процедурой
адаптивной
сборки пакетов
(Adaptive
Packet Assembly).
Пакет может
содержать 32,
64, 128, 192 или 256 байт.
При большом
уровне шумов
передаются
пакеты меньших
размеров. В
результате
этого увеличивается
вероятность
безошибочной
передачи пакета
данных. По
высококачественным
каналам пересылаются
пакеты больших
размеров; при
этом уменьшается
количество
избыточной
служебной
информации.
Протокол MNP4
позволяет
повысить скорость
передачи за
счет оптимизации
фазы (режима)
передачи данных
(Data Phase Optimization), поскольку
не требует
передавать
не изменяющийся
заголовок для
каждого нового
пакета. Благодаря
этому большая
часть информационной
пропускной
способности
канала используется
для передачи
данных.

MNP6
рассчитан на
работу со скоростями
от 300 до 9600 бит/с.
Модем начинает
работу на скорости
2400 бит/с и затем
изменяет ее
в зависимости
от типа удаленного
модема. Этот
протокол
предусматривает
возможность
автоматического
переключения
из полудуплексного
режима в дуплексный
и обратно.

MNP9
обеспечивает
совместимость
с протоколом
модуляции V.32
и предусматривает
процедуру
сжатия, а также
повышает
эффективность
передачи за
счет реализации
режима селективного
повтора искаженных
пакетов (ARQ
типа
SR).

MNP10
предназначен
для обеспечения
передачи данных
при неблагоприятных
или изменяющихся
условиях на
линии связи,
динамическую
подстройку
уровня передачи
и размера
передаваемого
пакета. MNP10
также
имеет возможность
изменения
скорости передачи
не только в
сторону ее
уменьшения,
но и в сторону
увеличения.

Стандарт
V.42,
принятый ITU-T
в ноябре 1988 года,
определяет
процедуру LAPM
(Link Access Procedure for Modems),
схожую по
возможностям
с MNP4.
Преимущества
LAPM
по сравнению
с MNP4
заключаются
в повышенной
скорости передачи
по плохим телефонным
каналам и хорошей
согласованности
с другими
стандартами,
основанными
на протоколе
HDLC.

Согласно
V.42
требуется
реализация
как процедуры
LAPM,
так и протокола
MNP4,
как альтернативного
варианта повышения
достоверности.
Это означает,
что модем V.42
может взаимодействовать
с модемами типа
MNP4.
Однако при
таком соединении
не будут задействованы
все возможности
V.42.
Во время установления
связи модем
V.42
проверяет,
может ли удаленный
модем работать
согласно протокола
V.42
или только по
протоколу MNP4.
При этом предпочтение
отдается протоколу
V.42.
Таким образом,
модем V.42
пытается использовать
процедуры
коррекции
ошибок согласно
V.42,
и если это не
получается,
то производится
попытка запустить
MNP4.
Если и эта попытка
оказывается
безуспешной,
то устанавливается
связь без коррекции
ошибок.

Протоколы
сжатия данных.

Протокол
MNP5
реализует
комбинацию
адаптивного
кодирования
с применением
кода Хаффмена
и группового
кодирования.
При этом хорошо
поддающиеся
сжатию данные
уменьшают свой
исходный объем
примерно на
50% и, следовательно,
реальная скорость
их передачи
возрастает
вдвое по сравнению
с номинальной
скоростью
передачи данных
модемом.

Протокол
MNP7
использует
более эффективный
(по сравнению
с MNP5)
алгоритм сжатия
данных и позволяет
достичь коэффициента
сжатия порядка
3:1. MNP7
использует
улучшенную
форму кодирования
методом Хаффмена
в сочетании
с Марковским
алгоритмом
прогнозирования
для создания
кодовых последовательностей
минимально
возможной
длины. Марковский
алгоритм может
предсказывать
следующий
символ в
последовательности,
исходя из
появившегося
предыдущего
символа.

В
настоящее время
методы сжатия
данных , включенные
в протокол MNP5
и
MNP7,
целенаправленно
заменяются
на метод, основанный
а алгоритме
словарного
типа Лемпеля-Зива-Уэлча
(LZW
- алгоритме).
LZW
- алгоритм имеет
два главных
преимущества:

обеспечивает
достижение
коэффициента
сжатия 4:1 файлов
с оптимальной
структурой;

LZW
- метод утвержден
ITU-T
как составная
часть стандарта
V.42bis.

Алгоритм
сжатия, определяемый
стандартом
V.42bis,
весьма гибок.
К параметрам,
значения которых
могут быть
согласованы
между модемами,
относятся:
максимальный
размер кодового
слова, общее
число кодовых
слов, размер
символа, число
символов в
алфавите и
максимальная
длина последовательности.
Кроме того
алгоритм осуществляет
мониторинг
входного и
выходного
потоков данных
для определения
эффективности
сжатия. Если
сжатия не происходит
или они невозможно
(в силу природы
передаваемых
данных), то алгоритм
прекращает
свою работу.
Это свойство
обеспечивает
лучшие рабочие
характеристики
при передаче
файлов, которые
уже были сжаты
(заархивированы)
или которые
не поддаются
сжатию.

Приложение
1.

Принципы
построения
и функционирования
сети 100VG-AnyLan.

Скорость
передачи данных
100 Мбит/сек.

В сети используется
метод доступа
Demand Priority (приоритет
запросов).
Существует
два класса
запросов:

обычный;

приоритетный.

Сначала
концентратор
обслуживает
приоритетные
запросы, а затем,
когда все
приоритетные
запросы будут
обслужены,
обрабатывает
обычные запросы.
Если присутствуют
несколько
приоритетных
запросов, то
концентратор
обслуживает
тот, который
поступил на
порт с минимальным
номером. Если
обычный запрос
не будет обработан
в течение 255
ms, то он
переводится
в разряд приоритетных.

3. В сети может
быть не более
1024 узлов. Для
обеспечения
удовлетворительных
характеристик
сети желательно
иметь 255 узлов.

Концентраторы
бывают для ЭВП
(DB-9),
НВП (Rj-45),
ВОК (ST/SC)

Приложение
2.

Принципы
построения
и функционирования
сети 10Base2.

Скорость
передачи данных
10 Мбит/сек.

Метод доступа
МДКН/ОК.

Основные
компоненты
сети:

- повторитель;

- тонкий
коаксиальный
кабель RG-58,
диаметр = 0,6 мм,
волновое
сопротивление
50 Ом;

- Т-коннекторы;

- терминатор.

4. Между любыми
двумя точками
сети может быть
не более 5 шинных
сегментов (4
повторителей).

Шинный сегмент
имеет длину
не более 185 метров.

К шинному
сегменту следует
подключать
не более 30 узлов.

Минимальное
расстояние
между соседними
Т-коннекторами
2,5 метров. Между
любыми двумя
Т-коннекторами
расстояние
должно быть
кратно 2,5 метрам.

Между любыми
двумя узлами
расстояние
не должно превышать
925 метров.

Один из
терминаторов
на конце обязательно
заземляется.

В сети не
должно быть
колец.

Приложение
3.

Принципы
построения
и функционирования
сети 10BaseT.

Скорость
передачи данных
10 Мбит/сек.

Метод доступа
МДКН/ОК.

Основные
компоненты
сети:

- концентратор
(имеет 8, 6, 12, 24, 48, 72 портов);

- неэкранированная
витая пара 3
категории;

- сетевые
адаптеры с
разъемом Rj-45;

Длина луча
в сети не более
100 метров.

Между любыми
двумя узлами
сети может
быть не более
5 шинных сегментов
(4 повторителей).

Между любыми
двумя узлами
расстояние
не должно превышать
500 метров.

В сети не
должно быть
колец.

Типы концентраторов:

концентраторы
с фиксированным
числом портов;

концентраторы
с фиксированным
числом портов
с SNMP
-
управлением;

стековые
концентраторы;

стековые
концентраторы
с SNMP
-
управлением;

модульные
концентраторы
(в каркас устанавливаются
модули и каждый
модуль имеет
определенное
число и тип
портов);

концентраторы-мосты
(имеется блок,
позволяющий
подключать
локальную сеть
через НВП или
коаксиальный
кабель);

Концентраторы-маршрутизаторы
(имеется несколько
выходов для
подключения
различных
сетей);

концентратор
- удаленный
мост;

концентратор
- удаленный
маршрутизатор.

Приложение
4.

Принципы
построения
и функционирования
сети Token-Ring.

Основные
компоненты
сети:

S-TAU,
устройства
доступа узлов
к кольцу;

LAU,
разветвители;

TCR
(Token-Ring Copper Repeater),
усилители-повторители,
которые при
необходимости
устанавливаются
в порты RI
и RO;

TLR (Token-Ring Lobe Repeater),
усилители-повторители,
с помощью которых
увеличивается
расстояние
между узлом
сети и S-TAU;

экранированная
витая пара;

Скорость
передачи данных
16 Мбит/сек.

Устройства
доступа соединяются
в кольцо так,
что RO
соединяется
с RI.

В кольце
может находиться
до 12 устройств
доступа (устройства
доступа 8-портовые).

В сети может
быть не более
255 узлов.

Максимальная
длина луча без
использования
усилителей
- повторителей
не должна превышать
100 метров. Если
используются
усилители -
повторители,
устанавливаемые
в порты RI
и RO,
то длина луча
не должна превышать
350 метров.

LAU-2
можно соединять
друг с другом
последовательно
1 раз. LAU-4
друг с другом
и с LAU-2
не соединяются.

Устройства
доступа подключаются
к электросети.
LAU
к электросети
не подключаются.

При наличии
нескольких
устройств
доступа они
должны быть
соединены в
кольцо.

Если в сети
используется
одно устройство
доступа, то
его порты ни
с чем не соединяются,
а в них устанавливаются
заглушки.

Основные
протоколы
модуляции.

Протоколы
V.21,
Bell 103j. Основой
рекомендации
ITU-T V.21
послужил протокол
Bell 103j,
разработанный
американской
фирмой AT&T.
Протокол V.21
является
дуплексным
и использует
частотную
модуляцию и
частотное
разделение
каналов. Полоса
частот телефонного
канала тональной
частоты делится
на два подканала.
Один из них
(нижний) используется
вызывающим
модемом для
передачи своих
данных, а другой
(верхний) - для
передачи информации
от отвечающего
модема. Этот
протокол применяется
в высокоскоростных
протоколах
на этапе установления
соединения.
Данный протокол
также используется
для передачи
управляющих
команд при
факсимильной
связи. Протокол
Bell 103j
соответствует
протоколу V.21
с точностью
до используемых
частот.

Протоколы
V.22,
V.22bis. Протокол
V.22
является дуплексным
протоколом
модуляции,
предусматривающего
использование
относительной
фазовой модуляции
при частотном
разделении
каналов передачи
взаимодействующих
модемов. Нижний
подканал, как
и в протоколе
V.21,
использует
вызывающий
модем. Он передает
на несущей
частоте 1200 Гц.
Отвечающий
модем использует
частоту передачи
2400 Гц. Протокол
предусматривает
два режима
модуляции -
относительная
фазовая модуляция
и двукратная
относительная
фазовая модуляция.
В первом случае
скорость передачи
достигает 600
бит/с, а во втором
- 1200 бит/с. Рекомендация
V.22bis
совпадает с
V.22
по значениям
несущих частот
и скорости
модуляции.
Предусматриваются
два режима
модуляции -
четырехпозиционная
и шестнадцатипозиционная
квадратурная
модуляция с
передачей двух
и четырех бит
на один сигнальный
отсчет. Скорость
передачи может
быть 1200 и 2400 бит/с.

Протокол
V.23.
Рекомендация
V.23 описывает
способ передачи
информации
по коммутируемым
каналам со
скоростью 600 и
1200 бит/с с частотной
модуляцией.
Более высокие
скорости по
сравнению с
протоколом
V.21,
достигаются
за счет полудуплексного
режима передачи.
В этом случае
как вызывающим
так и отвечающим
модемами используется
вся полоса
частот телефонного
канала, но в
разные моменты
времени. Данный
протокол практически
вышел из употребления
и его использует
далеко не каждый
модем. Благодаря
простоте, высокой
помехоустойчивости,
приличной
скорости он
стал стандартом
для некоторых
нестандартных
модемов. Протокол
V.23 нашел
применение
в пакетных
радиомодемах,
использующихся
совместно с
КВ и УКВ радиостанциями.

Протоколы
V.26,
V.26bis,
V.26ter.
Все три
протокола
используют
одинаковый
вид модуляции
- двукратную
относительную
фазовая модуляцию.
Частота несущей
равна 1800 Гц, скорость
модуляции -
1200 Бод. V.26
обеспечивает
дуплексную
передачу данных
только по
четырехпроводным
выделенным
линиям. V.26bis
является
полудуплексным
протоколом,
предназначенным
для работы по
двухпроводным
коммутируемым
линиям. А протокол
V.26ter,
благодаря
реализации
технологии
эхоподавления
и адаптивной
коррекции
фазовых искажений,
обеспечивает
полнодуплексную
передачу по
коммутируемым
двухпроводным
линиям. Протоколы
V.26
и V.26bis
могут работать
в асимметричном
дуплексном
режиме со скоростью
75 бит/с в соответствии
с протоколом
V.23. Все
три протокола
обеспечивают
скорость передачи
информации
2400 бит/с при
использовании
двукратной
относительной
фазовой модуляции,
а V.26bis
и V.26ter
работают также
на скорости
1200 бит/с при
использовании
двухпозиционной
относительной
фазовой модуляции.

Протокол
V.32.
Протокол
V.32
основывается
на модификации
квадратурной
амплитудной
модуляции и
предполагает
полнодуплексную
передачу по
двухпроводным
телефонным
каналам. Это
означает, что
модемы V.32
должны реализовывать
функцию эхоподавления.
Значение несущей
- 1800 Гц. Имеется
возможность
поддержки
асинхронного
режима передачи.
Скорость передачи
данных - 9600, 4800, 2400 бит/с.

Протокол
V.32bis.
Протокол модуляции
V.32bis
разработан
для обеспечения
передачи данных
со скоростью
до 14400 бит/с по
двухпроводным
коммутируемым
и выделенным
телефонным
каналам. Данный
протокол принят
в качестве
стандарта ITU-T
в 1991 году.
В данном протоколе
реализована
возможность
эхоподавления.
Значение несущей
- 1800 Гц. Скорость
передачи данных
- 14400, 1200, 9600, 7200, 4800 бит/с. В
течение процедуры
связи происходит
обмен управляющими
последовательностями
и выбор скорости
передачи. Режим
асимметричной
передачи не
поддерживается,
то есть скотрости
передачи и
приема каждого
взаимодействующего
модема должны
быть одинаковы.

Протокол
V.33.
Протокол
V.33
предназначен
для обеспечения
дуплексной
связи по четырехпроводным
выделенным
каналам на
частоте 1800 Гц
и со скоростью
модуляции 2400
Бод. Протокол
предусматривает
подключение
мультиплексора
на входе модема,
благодаря чему
возможна организация
нескольких
каналов со
скоростями
12000, 9600, 7200, 4800 и 2400 бит/с в
одном групповом
потоке 14400 бит/с.

Протоколы
V.34,
V.34+, V.Fast.
Рекомендация
V.34
была принята
ITU-T 20 сентября
1994 года. Она
регламентирует
процедуры
передачи данных
по коммутируемым
телефонным
каналам со
скоростями
до 28800 бит/с. Модем,
соответствующий
V.34,
называют «модемом,
обеспечивающим
передачу данных
со скоростью
до 28800 бит/с, для
использования
в коммутируемой
сети общего
пользования
и на двухточечных
двухпроводных
выделенных
каналах телефонного
типа». До принятия
этой рекомендации
многие производители
пользовались
промежуточной
рекомендацией
V.Fast,
которая не
предусматривала
большого числа
нововведений,
однако позволяла
передавать
данные со скоростью
18800 бит/с. Скорость
передачи данных
выбирается
из множества
допустимых
значений в
диапазоне от
2400 до 28800 бит/с с шигом
2400 бит/с. Таким
образом возможен
выбор 12 значений,
а также изменение
скорости передачи
в процессе
сеанса связи.
В отличие от
более ранних
протоколов,
скорость модуляции
не является
фиксированной
величиной.
Рекомендация
предусматривает
6 скоростей
модуляции,
равных 2400, 2743, 2800, 3000,
3200 и 3429 символам
в секунду. Для
достижения
большей скорости
передачи необходимо
выбирать большее
значение скорости
модуляции.
Нововведение
протокола V.34
в области организации
дуплексной
связи заключается
в его асимметричности
по многим параметрам.
Передача данных
между двумя
модемами V.34
может осуществляться
не только с
разными скоростями,
но и на разных
несущих частотах.

Таким образом,
рекомендация
V.34
реализует
системный
подход к решению
проблемы
помехоустойчивости.
Поэтому модем
V.34
может работать
с большей скоростью,
чем другие на
каналах того
же качества.

В рекомендации
V.34
предусмотрена
возможность
передачи данных
со скоростью
33,6 Кбит/с, однако
юридически
она была закреплена
в виде поправки
к стандарту
в октябре 1996 года.
Модемы, поддерживающие
такую скорость
называют модемами
V.34+ или
V.34bis.

Факс-протоколы
модуляции.

Протоколы
V.27,
V.27bis, V.27ter. Из
протоколов
V.27, V.27bis, V.27ter
два первых
предназначены
для использования
на четырехпроводных
выделенных
линиях, а V.27ter
- на двухпроводных
коммутируемых
каналах связи.
В протоколах
применяется
относительная
фазовая модуляция
с частотой
несущей 1800 Гц.
Возможна работа
на скоростях
2400 и 4800 бит/с. Протокол
V.27bis
позволяет
организовать
полнодуплексную
передачу на
четырехпроводных
линиях и полудуплексную
на телефонных
каналах с
двухпроводным
окончанием.
Протокол V.27ter
предусматривает
использование
автоматического
адаптивного
корректора.

Протокол
V.29.
Протокол V.29
предусматривает
возможность
работы со скоростями
9600, 7200 и 4800 бит/с по
четырехпроводным
выделенным
телефонным
каналам. Частота
несущей равна
1700 Гц, а скорость
модуляции -
2400 Бод. Применена
квадратурная
амплитудная
модуляция.
Данный протокол
предусматривает
возможность
многоканальной
передачи, то
есть можно
организовать
передачу по
четырем каналам
со скоростью
2400 бит/с.

Протокол
V.17.
Протокол V.17
является самым
скоростным
факс-протоколом
модуляции. По
своим параметрам
он похож на
V.32bis.
Частота несущей
1800 ГЦ, а скорость
модуляции -
2400 Бод. Информационная
скорость передачи
может быть
7200, 9600, 12000 и 14400 бит/с.

Фирменные
протоколы
модуляции.

Протокол
V.32terbo.
Данный протокол
был разработан
фирмой АТ&T.
Он опубликован
и доступен
разработчикам
модемов. За
исключением
модемов фирмы
АТ&T
данный протокол
реализован
в большинстве
модемов корпорации
MultiTech
и некоторых
модемах фирмы
U.S.Robotics.
Протокол V.32terbo
предусматривает
более развитые
технические
решения, чем
те, которые
предусмотрены
в V.32bis:
технология
эхоподавления,
модуляция с
решетчатым
кодированием.
В данном протоколе
скорость модуляции
принята равной
2400 Бод, а несущая
частота 1800 Гц.
Скорости передачи
данных достигают
16800 и 19200 бит/с. Модемы
V.32terbo
предъявляют
жесткие требования
к качеству
используемого
телефонного
канала. Так,
для устойчивой
работы на скорости
19200 бит/с необходимо,
чтобы отношение
сигнал/шум в
канале было
не менее 30 дБ.

Протокол
ZyX.
Данный протокол
разработан
корпорацией
ZyXEL
Communications
и реализован
в ее собственных
модемах. Протокол
обеспечивает
скорости передачи
16800 и 19200 бит/с. Предусмотрено
применение
технологии
эхоподавления
и модуляции
решетчатым
кодом несущего
колебания с
частотой 1800 Гц.
Скорость модуляции
2400 Бод сохраняется
лишь для скорости
передачи 16800 бит/с.
Скорость 19200 бит/с
обеспечивается
за счет повышения
модуляционной
скорости до
2743 Бод.

Протоколы
HST,
RHST.
Протокол
HST (High Speed Technology)
разработан
компанией
U.S.Robotics
и реализован
в ее модемах
серии Courier.
Это асимметричный
дуплексный
протокол с
частотным
разделением
каналов. Основной
канал обеспечивает
скорости передачи
4800, 7200, 9600, 1200, 14400 и 16800 бит/с.
Скорость передачи
по обратному
каналу может
составлять
300 и 450 бит/с. Скорость
модуляции равна
2400 Бод. Применены
сигнально-кодовые
конструкции
на основе решетчатого
кодирования.
Протокол HST
относительно
прост и помехоустойчив,
так как отсутствует
взаимное влияние
встречных
каналов передачи
и не требуется
эхо-компенсация.
Протокол HST
позволяет
подстраивать
скорость передачи
под текущее
качество
используемого
телефонного
канала. Отечественное
расширение
протокола HST,
носящее название
RHST
отличается
от базового
варианта следующими
характеристиками: