Способ передачи информации по компьютерным сетям

О передачи данных в сетях

Все вычислительные сети являются результатом развития двух самых важных направлений в современном обществе. К этим научно-техническим сферам относятся компьютерные технологии и телекоммуникация.

Классификация сетей передачи данных

Все такие компьютерные сети представляют собой группу однотипных либо же разнотипных ЭВМ, которые распределены территориально. Соединяются они между собой при помощи сети передачи данных.

Создаются сети для того, чтобы:

• получать вычислительные мощности;
• сохранять большие объёмы данных;
• получать общий доступ к той информации, которая территориально удалена;
• увеличить базы данных и ПО;
• снизить стоимость, которая затрачивается на обработку информации.

К основным характеристикам сети можно отнести следующее:

• Время доставки сообщения.
• Операционные возможности.
• Производительность.
• Цена обработки информации.

По типу передачи данных компьютерные сети классифицируются на широковещательные и сети с передачей от узла к узлу. В них передача осуществляется между узлами.

Топология сетей передачи данных

Конфигурация самой сети, а точнее, последовательность соединения её объектов и называется топологией.

Основными типами тут являются:

• Звезда. В данном случае сам сервер осуществляет обработку всех данных с подключённых к нему компьютеров. Все данные между любыми рабочими станциями проходят через основной узел в вычислительной сети по отдельным линиям. Пропускная способность в данном случае определяется мощностью самого узла. Топология «Звезда» является самой быстродействующей.
• Кольцо. Тут все рабочие станции соединяются между собой по кругу. Все сообщения в такой топологической сети циркулируют по кругу. В данном случае присутствует возможность выполнить кольцевой запрос одновременно на все станции. Чем больше пользователей, тем продолжительнее происходит передача информации. В данном случае каждая такая рабочая станция должна участвовать в перемещении данных. И при выходе из строя хотя бы одной – весь процесс парализуется.
• Шина. Передача информация в шинной топологической сети представляется в виде общей магистрали. Именно к ней и происходит подключение всех рабочих станций. При этом они могут вступать в работу и между собой. Особенностью такого типа сети является тот факт, что её работоспособность не зависит от состояния станций (рабочие либо нет). Их можно подсоединять и отсоединять в любое время, не нарушая сетевых процессов.

Принцип передачи данных в одноранговых сетях основывается на равноправии всех участников. В большинстве случаев тут может отсутствовать выделенный сервер. Именно поэтому каждый узел сети может выступать в качестве клиента и самого сервера. Данная организация даёт возможность сохранять работоспособность при любом сочетании доступных узлов.

Во время организации и работы предъявляются особые требования к сети передачи данных. Что сюда относится?

• Безопасность.
• Надёжность.
• Высокая производительность.
• Возможность масштабирования.
• Современность.
• Лёгкое управление.
• Поддержка различных видов трафика.
• Прозрачность.

Методы передачи данных в компьютерных сетях

Обмен информации между двумя узлами в сети может осуществляться при помощи трёх основных способов:

• Симплексный. Это однонаправленная передача, к которой относится ТВ и радио.
• Полудуплексная. В данном случае передача и приём выполняются поочерёдно.
• Дуплексная. В этом двунаправленном методе каждая из станций способна выполнять все действия одновременно.

Протокол передачи данных

Это набор определённых соглашений, определяющих обмен информацией между программами. Протоколы передачи данных в компьютерных сетях задают способы доставки самого сообщения, а также обработки ошибок. Позволяют они разрабатывать и определённые стандарты, которые не относятся к конкретной аппаратной платформе.

Как и любая компьютерная сеть, интернет основан на огромном количестве компьютеров. Все они соединяются между собой при помощи проводов посредством спутниковой связи. Но этого для передачи данных недостаточно, так как передающей и принимающей стороне нужны определённого рода соглашения, с помощью которых регламентируется эта передача. Также им необходимо гарантировать тот факт, что всё пройдёт без искажений и потери информации. Этот набор правил и есть протоколы передачи данных в сети интернет. С его помощью осуществляется взаимодействие в интернете и выполняется обмен информацией в удобной форме.

Разные цели – различные протоколы. Какие они бывают?

• TCP/IP. Протокол управления передачей для глобальной сети.
• HTTP. С его помощью выполняется передача гипертекста.
• РОР3.
• WAP.
• FTP и многие другие.

Скорость передачи данных

Данный параметр показывает, сколько информации можно передать по одному каналу связи в течение определённого отрезка времени. Измеряют её в различных единицах. Это может быть килобит, мегабит и даже гигабит за одну секунду. Скорость передачи данных по локальной сети может составлять 100 Мбит/с либо же 1 Гбит/с.

Не стоит путать это со скоростью самого интернета либо скачивания файлов и открытия страницы. Это скорость между двумя точками, соединёнными при помощи кабеля в сеть. Провод от вашего компьютера может идти в модем, роутер, другой ПК, к адаптеру самого провайдера. Сама же скорость передачи информации ограничивается не только лишь типом кабеля, но и жёстким диском компьютера.

Среда передачи данных в компьютерных сетях

Она представляет собой физическую среду, по которой происходит распространение информационных сигналов в виде электрических, световых и прочих импульсов. Они генерируются в виде аналоговых либо цифровых сигналов. Для пересылки их между компьютерами они должны быть физически переданы из одного места в другое. Сам физический путь и является средой передачи.

Каналы передачи данных по компьютерным сетям могут быть двух видов: кабель и беспроводное соединение. В первом случае передача информации осуществляется строго по определённому пути.

Сами же кабеля могут быть следующих видов: витая пара, оптические и коаксиальные. В беспроводных же средах передача сигналов может выполняться благодаря различным излучениям. Примером могут послужить радиоволны, инфракрасное или микроволновое излучение и многое другое.

Все сигналы в сети передаются при помощи волн, независимо от самой среды. В случае с кабельной средой присутствуют электромагнитные волны с определённой частотой. Когда применяется оптический кабель, то сигналы передаются в виде световых волн. Они обладают большей частотой. А вот при использовании атмосферы применяются электромагнитные волны.

Более детально об этом и многом другом каждый желающий сможет узнать на предстоящей выставке «Связь». Проходить она будет в центре Москвы, вблизи станции метро «Выставочная», на территории самого крупного выставочного комплекса ЦВК «Экспоцентр». На данной выставке будут широко представлены инновационные технологии и современные решения для спутниковой, мобильной, оптико-волоконной и беспроводной связи, теле- и радиовещания, спутниковое ТВ и многое другое.

Источник

Передача информации в компьютерных сетях

Вы будете перенаправлены на Автор24

Последовательный и параллельный способы передачи информации

Информация в компьютерах представлена в форме последовательностей двоичных чисел. Обмен данными как внутри вычислительного устройства между его узлами, так и между автономными машинами, может производиться двумя способами:

• последовательная передача: имеется только одна линия, состояние на ее передающей стороне отправляется только тогда, когда предыдущее обработано принимающей, т.е. данные передаются побитно;
• параллельная передача; при таком способе организуются сразу несколько линий, состояние на концах которых меняется одновременно; таким образом, можно передать за один раз столько бит, сколько имеется линий между передатчиком и приемником.

Рисунок 1. Последовательная и параллельная передача данных. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

При параллельной передаче технологически трудно избежать взаимовлияния токов, протекающих по близко расположенным проводникам. Поэтому такой способ используется там, где расстояния невелики: между узлами компьютера (т.н. шина данных), между компьютером и монитором (VGA-порт), между компьютером и принтером (параллельный порт).

Последовательная передача, хотя и уступает параллельной по скорости, обеспечивает более эффективную обработку ошибок и менее затратна в случае отправки данных на большие расстояния: двужильный кабель дешевле и надежнее многожильного.

Американские фермеры в начале XX в. использовали огораживавшую пастбища колючую проволоку и заземление для организации телефонной связи. Таким образом, для передачи информации они обходились всего одним проводом.

Для передачи информации в компьютерных сетях в подавляющем большинстве случаев используется последовательная передача данных. Хотя с развитием технологий стало возможным одновременно передавать несколько потоков (разнесение по частотам в wifi, передача по оптоволокну лучей с разным углом наклона), такие способы нельзя назвать параллельной передачей, т.к. данные в каждой такой линии обрабатываются независимо друг от друга.

Готовые работы на аналогичную тему

Пакетный принцип организации данных и маршрутизация

При последовательной передаче данные в сетях принято передавать не непрерывным потоком, а пакетами (порциями, сериями). Такой подход обладает следующими преимуществами:

1. по одной и той же линии можно передавать данные для нескольких получателей, указывая их адреса в заголовочной части пакетов;
2. получив определенный объем информации, можно убедиться, что содержащиеся в них данные точно соответствуют тому, что было отправлено; для этого в последовательность пакетов добавляются так называемые контрольные суммы — особым образом подсчитанные числа, на которые влияет каждый бит переданной информации; если хотя бы один бит на стороне приемника будет отличаться (например, из-за помех на линии), то контрольные суммы приемника и передатчика не совпадут и станет понятно, что информация принята с искажениями, следует повторить ее отправку/прием.

Пакетный принцип положен в основу протоколов (правил обмена информацией), используемых в современных компьютерных сетях. В большинстве из них используется семейство TCP/IP — набор протоколов для обмена данными в глобальной сети Интернет, представляющей собой объединение локальных сетей.

Ключевым методом, позволяющим компьютерам, подключенным к разным сетям обмениваться информацией, является маршрутизация. Пакеты, отправляемые внутри локальной сети, принимаются всеми компьютерами, но каждый обрабатывает лишь те, в которых находит свой адрес. Частью адреса является еще и номер сети, который тоже анализируется каждым получателем. Этот номер должен совпадать с заранее настроенным номером, хранящимся в памяти компьютера. Однако среди компьютеров есть такие, которые подключены одновременно к более чем одной сети. Они называются маршрутизаторами (в англоязычной традиции роутерами, а также шлюзами). Если роутер обнаруживает, что пакет предназначен компьютеру чужой по отношению к отправителю сети, он отправляет его во внешнюю сеть. Соседняя сеть также может передать пакет дальше, пока через цепочку шлюзов он не достигает адресата или не вернется с пометкой, что доставка невозможна.

Рисунок 2. Структура заголовка IP-пакета. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Маршруты, по которым идут пакеты от отправителя к получателю, могут меняться. Интернет — децентрализованная система, в которой нет единого центра управления. Поэтому при повреждении части глобальной сети информация по ней все равно будет передаваться по альтернативным маршрутам, хотя, возможно, и с более низкой скоростью.

Служба доменных имен (DNS)

Структура пакетов протокола TCP/IP, а также правила адресации и маршрутизации в Интернете достаточно сложны для обычного пользователя. Для удобства обращения к ресурсам глобальной сети разработана система доменных имен.

Домен — совокупность сетевых сервисов, принадлежащих организации или частному лицу.

Домен характеризуется особыми именем, регистрируемым в международной организации ICANN, например, yandex.ru. Последние две буквы имени домена обозначают национальную принадлежность (ru — Россия, by — Беларусь, kz — Казахстан, us — Соединенные Штаты и т.п.) или назначение домена (biz — для бизнеса, org — некоммерческие организации, academy — образование и т.п.).

Для преобразования удобных для человеческого запоминания доменных имен в IP-адреса, обрабатываемые компьютерами, предназначена служба доменных имен (DNS, Domain Name Service).

Рисунок 3. Принцип работы DNS. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Сервисы, принадлежащие домену, могут размешаться на разных компьютерах и даже в разных сетях. Поэтому фраза «компьютер принадлежит домену» не совсем корректна. На одном компьютере могут быть запущены сервисы, принадлежащие разным доменам.

Источник

Способ передачи информации по компьютерным сетям

Используя ресурсы Интернет, найти ответы на вопросы:

1. Что представляет из себя процесс передачи информации?

Передача информации — физический процесс, посредством которого осуществляется перемещение информации в пространстве. Записали информацию на диск и перенесли в другую комнату. Данный процесс характеризуется наличием следующих компонентов:

• Источник информации.
• Приёмник информации.
• Носитель информации.
• Среда передачи.

Схема передачи информации:

Источник информации – информационный канал – приемник информации.

Информация представляется и передается в форме последовательности сигналов, символов. От источника к приёмнику сообщение передается через некоторую материальную среду. Если в процессе передачи ис­пользуются технические средства связи, то их называют каналами передачи информации (информационными каналами). К ним относятся телефон, радио, ТВ. Органы чувств человека исполняют роль биологических информационных каналов.

Процесс передачи информации по техническим каналам связи проходит по следующей схеме (по Шеннону):

Термином «шум» называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи, прежде всего, возникают по техническим причинам: пло­хое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемой по одним и тем же ка­налам. Для защиты от шума применяются разные способы, например, применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума.

Клодом Шенноном была разработана специальная теория ко­дирования, дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части ин­формации при передаче может быть компенсирована. Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это при­ведёт к задержкам и подорожанию связи.

2. Общая схема передачи информации

3. Перечислите известные вам каналы связи
Канал связи (англ. channel, data line ) — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.

По типу среды распространения каналы связи делятся на:

Телекоммуникации (греч. tele — вдаль, далеко и лат. communicatio — общение) — это передача и прием любой информации (звука, изображения, данных, текста) на расстояние по различным электромагнитным системам (кабельным и оптоволоконным каналам, радиоканалам и другим проводным и беспроводным каналам связи).

Телекоммуникационная сеть — это система технических средств, посредством которой осуществляются телекоммуникации.

К телекоммуникационным сетям относятся:
1. Компьютерные сети (для передачи данных)
2. Телефонные сети (передача голосовой информации)
3. Радиосети (передача голосовой информации — широковещательные услуги)
4. Телевизионные сети (передача голоса и изображения — широковещательные услуги)

Компьютерные телекоммуникации — телекоммуникации, оконечными устройствами которых являются компьютеры.

Передача информации с компьютера на компьютер называется синхронной связью, а через промежуточную ЭВМ, позволяющую накапливать сообщения и передавать их на персональные компьютеры по мере запроса пользователем, — асинхронной.

Компьютерные телекоммуникации начинают внедряться в образование. В высшей школе их используют для координации научных исследований, оперативного обмена информацией между участниками проектов, обучения на расстоянии, проведения консультаций. В системе школьного образования — для повышения эффективности самостоятельной деятельности учащихся, связанной с разнообразными видами творческих работ, включая и учебную деятельность, на основе широкого использования исследовательских методов, свободного доступа к базам данных, обмена информацией с партнерами как внутри страны, так и за рубежом.

5. Что такое пропускная способность канала передачи информации?
Пропускная способность — метрическая характеристика, показывающая соотношение предельного количества проходящих единиц (информации, предметов, объёма) в единицу времени через канал, систему, узел.
В информатике определение пропускной способности обычно применяется к каналу связи и определяется максимальным количеством переданной/полученной информации за единицу времени.
Пропускная способность — один из важнейших с точки зрения пользователей факторов. Она оценивается количеством данных, которые сеть в пределе может передать за единицу времени от одного подсоединенного к ней устройства к другому.

Скорость передачи информации зависит в значительной степени от скорости её создания (производительности источника), способов кодирования и декодирования. Наибольшая возможная в данном канале скорость передачи информации называется его пропускной способностью. Пропускная способность канала, по определению, есть скорость передачи информации при использовании «наилучших» (оптимальных) для данного канала источника, кодера и декодера, поэтому она характеризует только канал.

5. В каких единицах измеряется пропускная способность каналов передачи информации?

Может измеряться в различных, иногда сугубо специализированных, единицах — штуки, бит/сек, тонны, кубические метры и т. д.

Источник