Кузьменко Н.Г., Кузенков М.В. Коммутаторы и IP телефония

Подождите немного. Документ загружается.

величина окна и тайм-аут выбираются адаптивно, в зависимости от текущего

состояния сети.

2.8. Компрессия данных

Компрессия (сжатие) данных применяется для сокращения времени их

передачи. Так как на компрессию данных передающая сторона тратит

дополнительное время, к которому нужно еще прибавить аналогичные

затраты времени на декомпрессию этих данных принимающей стороной, то

выгоды от сокращения времени на передачу сжатых данных обычно бывают

заметны только для низкоскоростных каналов. Этот порог скорости для

современной аппаратуры составляет около 64 Кбит/с. Многие программные и

аппаратные средства сети способны выполнять динамическую компрессию

данных в отличие от статической, когда данные предварительно

компрессируются, а уже затем отсылаются в сеть.

На практике может использоваться ряд алгоритмов компрессии,

каждый из которых применим к определенному типу данных. Некоторые

модемы (называемые интеллектуальными) предлагают адаптивную

компрессию, при которой в зависимости от передаваемых данных выбирается

определенный алгоритм компрессии. Рассмотрим некоторые из общих

алгоритмов компрессии данных.

Десятичная упаковка. Когда данные состоят только из чисел,

значительную экономию можно получить путем уменьшения количества

используемых на цифру бит с 7 до 4, используя простое двоичное

кодирование десятичных цифр вместо кода ASCII. Если все данные в кадре

информации состоят из десятичных цифр, то, поместив в заголовок кадра

соответствующий управляющий символ, можно существенно сократить

длину кадра.

Относительное кодирование. Альтернативой десятичной упаковке при

передаче числовых данных с небольшими отклонениями между

последовательными цифрами является передача только этих отклонений

вместе с известным опорным значением.

Символьное подавление. Часто передаваемые данные содержат большое

количество повторяющихся байт. Например, при передаче черно-белого

изображения черные поверхности будут порождать большое количество

нулевых значений, а максимально освещенные участки изображения –

большое количество байт, состоящих из всех единиц. Передатчик сканирует

последовательность передаваемых байт и, если обнаруживает

последовательность из трех или более одинаковых байт, заменяет ее

специальной трехбайтовой последовательностью, в которой указывает

значение байта, количество его повторений, а также отмечает начало этой

последовательности специальным управляющим символом.

Коды переменной длины. В этом методе кодирования используется тот

факт, что не все символы в передаваемом кадре встречаются с одинаковой

частотой. Поэтому во многих схемах кодирования коды часто встречающихся

символов заменяют кодами меньшей длины, а редко встречающихся – кодами

большей длины. Вследствие того, что символы имеют различную длину, для

передачи кадра возможна только бит-ориентированная передача.

Вообще, неравномерное кодирование наиболее эффективно, когда

неравномерность распределения частот передаваемых символов достаточно

велика, как при передаче длинных текстовых строк. Напротив, при передаче

двоичных данных, например кодов программ, оно малоэффективно, так как 8-

битовые коды при этом распределены почти равномерно.

Одним из наиболее распространенных алгоритмов, на основе которых

строятся неравномерные коды, является алгоритм Хафмана, позволяющий

строить коды автоматически, на основании известных частот символов.

Существуют адаптивные модификации метода Хафмана, которые позволяют

строить дерево кодов «на ходу», по мере поступления данных от источника.

Многие модели коммуникационного оборудования поддерживают

протоколы динамической компрессии, позволяющие сократить объем

передаваемой информации в 4, а иногда и в 8 раз.

Контрольные вопросы

1. Какие типы линий связи Вам известны ?

2. Назовите основные характеристики линий связи.

3. Назовите достоинства и недостатки коаксиального кабеля.

4. Назовите достоинства и недостатки витой паря.

5. Назовите достоинства и недостатки оптического кабеля.

6. Перечислите основные характеристики кабеля на основе витой пары

известных Вам категорий.

7. В чем заключается отличие одномодового оптического кабеля от

многомодового ?

8. Назовите достоинства и недостатки амплитудной модуляции.

9. Назовите достоинства и недостатки частотной модуляции.

10. Назовите достоинства и недостатки фазовой модуляции.

11. Назовите известные Вам коды, используемые.

12. Объясните необходимость использования логического

кодирования в сетях.

13. Каким образом можно с помощью одного импульса передать

более одного бита полезной информации ?

14. Какие методы обнаружения ошибок Вам известны ?

15. Каким образом осуществляется подтверждение получения пакета

приемником в компьютерных сетях ?

16. Какие методы сжатия информации Вам известны ?

17. На чем основаны методы компрессии данных ?

18. Почему для передачи голоса необходима скорость передачи 64Кбит/с ?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данное учебное пособие посвящено рассмотрению принципов создания

локальных сетей, методам кодирования информации, типам передающих

сред, применяемых в сетях. В пособии вначале рассматривается пример

организации передачи информации между двумя компьютерами, на основе

которого, определяется комплекс вопросов, которые необходимо решить для

организации сетей.

Подробно рассматривается модель передачи данных OSI. Описывается

назначение каждого уровня и способы его реализации. Рассматриваются типы

топологий, вопросы, связанные с адресацией узлов в сети и среды передачи

данных.

Подробно рассматриваются вопросы обнаружения ошибок

возникающих при передачи информации по сети.

Учебное пособие предназначено для самостоятельного изучения в

качестве дополнения к учебным пособиям для курса коммутаторы и IP

телефония.

Учебное пособие может быть полезно всем студентам,

интересующимся сетями и в качестве дополнительной литературы для всех

курсов, связанных с сетями и устройствами передачи данных.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бэрри Нанс. Компьютерные сети. М.: БИНОМ, 1995. 400 с.

2. Диттер Веттиг. Novell NetWare для пользователей. СПб.: BHV – Санкт-

Петербург, 1993. 528 с.

3. Билл Лоренс. Novell NetWare 4.1 в подлиннике: Пер. с англ. СПб.: BHV

– Санкт-Петербург, 1996. 720 с.

4. Ресурсы Windows NT: Пер. с англ. СПб.: BHV – Санкт-Петербург, 1995.

720 с.

5. Сетевые средства Windows NT: Пер. с англ. СПб.: BHV – Санкт-Петер-

бург, 1996. 496 с.

6. Компьютерные сети. Учебный курс: Пер. с англ. М.: Издательский

отдел "Русская редакция" ТОО "Channel Trading Ltd.", 1977. 696 с.

7. Компьютерные сети+. Учебный курс: Официальное пособие Microsoft

для самостоятельной подготовки: Пер. с англ. М.: Издательско-торговый

дом "Русская редакция" ТОО "Channel Trading Ltd.", 2000. 552 с.

8. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, техноло-

гии, протоколы. СПб.: Питер, 2001. 672 с.

9. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. Сетевые операционные системы. СПб.: Пи-

тер, 2001. 544 с.

10.Ю. Блэк. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы: Пер. с англ.

М.: Мир, 1990. 346 с.

11. Л. Куин, Р. Рассел. Fasy Ethernet: Пер. с англ. Киев: BHV – Киев, 1998.

320 с.

12. А. Спортак и др. Высокопроизводительные сети. Энциклопедия пользо-

вателя: Пер. с англ. Киев: ДиаСофт, 1998. 542 с.

13. Джеффери Ф. Хьюз, Блейер В. Томас. Сети NetWare 5. Руководство от

Novell: Пер. с англ. СПб.: BHV – Санкт-Петербург, 2000. 680 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

Глава 1. Принципы построения вычислительных сетей ……………..….. 4

1.1. Основные компоненты сети ……………………………….…………….. 7

1.2. Связь компьютера с периферийными устройствами…………..….……. 8

1.3. Простейший случай взаимодействия двух компьютеров………..…….. 10

1.4. Проблемы физической передачи данных по линиям связи…….………. 13

1.5. Проблемы объединения нескольких компьютеров………………..……. 14

Топология физических связей………………………………………….

Организация совместного использования линий связи………………

Адресация компьютеров………………………………………………..

1.6. Сетевые службы……………………………………………….…….……. 20

1.7. Проблемы стандартизации……………………………………………….. 21

1.8. Модель OSI………………………………………………………………… 22

1.9. Понятие "открытая система"…………………………………..………… 28

1.10. Стандартные стеки коммуникационных протоколов………..………… 29

Стек OSI…………………………………………………………………

Стек TCP/IP……………………………………………………………..

Стек IPX/SPX…………………………………………………………...

Стек NetBIOS/SMB……………………………………………………..

1.11. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям 33

Производительность……………………………………………………

Надежность и безопасность……………………………………………

Расширяемость и масштабируемость…………………………………

Прозрачность……………………………………………………………

Поддержка разных видов трафика…………………………………….

Управляемость………………………………………………………….

Совместимость………………………………………………………….

Контрольные вопросы …………...………………………………………………

Глава 2. Основы передачи дискретных данных……….……………………

2.1. Типы линий связи…………………………..……………………………... 41

2.2. Характеристики линий связи……………………………………………... 43

Спектральный анализ сигналов на линиях связи…………………….

Амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и

затухание………….……………………………………………………..

Пропускная способность линии……………………………………….

Связь между пропускной способностью линии и полосой

пропускания……………….……………………………………………

Помехоустойчивость и достоверность………………………………..

2.3. Стандарты кабелей……………………………………………..…………. 51

Кабели на основе неэкранированной витой пары……………………

Кабели на основе экранированной витой пары………………………

Коаксиальные кабели…………………………………………………..

Волоконно-оптические кабели………………………………………...

2.4. Методы передачи дискретных данных на физическом уровне……….... 58

Аналоговая модуляция………………………………………………….

Методы аналоговой модуляции………………………………………...

Спектр модулированного сигнала……………………………………...

2.5. Цифровое кодирование…………………………………………………

Требования к методам цифрового кодирования………………………

Потенциальный код без возвращения к нулю…………………………

Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией……..

Биполярный импульсный код…………………………………………..

Манчестерский код……………………………………………………...

Потенциальный код 2B1Q………………………………………………

Логическое кодирование………………………………………………..

Дискретная модуляция аналоговых сигналов…………………………

2.6. Передача с установлением соединения и без установления

соединения…………………………………………..…………….………. 72

2.7. Обнаружение и коррекция ошибок………………………………………. 73

Методы обнаружения ошибок…………………………………………

Методы восстановления искаженных и потерянных кадров………..

2.8. Компрессия данных……………………………………………………….. 77

Контрольные вопросы …………...……………………………………………… 80

Заключение…………………………………………………………………….

Библиографический список…………………………………………………..