Инфокоммуникационные системы и сети. Основные понятия инфокоммуникационных систем и сетей Лабораторные работы по инфокоммуникационным системам и сетям

В настоящее время тенденции развития как средств обработки и распределения информации, так и информационных систем в целом характеризуются тем, что, с одной стороны, развитие телекоммуникационных сетей требует применения цифровых каналов и систем передачи данных, средств вычислительной техники для обработки информации в процессе ее передачи, а с другой - развитие средств обработки информации и вычислительной техники требует все большего применения средств связи для организации обмена информацией в интересах решения прикладных задач. И как результат - процессы интеграции и конвергенции телекоммуникационных сетей и средств информатизации способствовали превращению телекоммуникационных сетей в инфокоммуникационные сети (ранее применялись также термины «информационная сеть», «телекоммуникационная вычислительная сеть» и др.).

Согласно существующим представлениям, инфокоммуникационнаясистема – это совокупность, включающая сущности информационной и телекоммуникационной систем. Информационная система включает в себя информацию и пользователя. Телекоммуникационная система обеспечивает перенос информации от источника к потребителю. Таким образом, инфокоммуникационную систему образует совокупность сети телекоммуникаций (телекоммуникационной подсистемы), прикладной подсистемы (средств хранения и обработки информации, прикладных процессов), а также подсистемы источников и потребителей информации (пользовательские подсистемы).

Наряду с терминами «инфокоммуникационная система » и «инфокоммуникационная сеть » используются термины:

Информационно-телекоммуникационные системы - класс систем, реализующий множество технологических процессов по сбору, обработке, хранению, поиску информации и доступа к ней, переносу (транспортировке) всех видов сообщений путем их объединения в единые транспортные потоки.

Информационно-телекоммуникационная сеть - технологическая система, содержащая линии связи, узлы и пользовательское оборудование, обеспечивающая возможность предоставления услуг по доставке информации пользователям и, частично, по ее хранению и обработке в процессе передачи и доставки.

Федеральный закон Российской Федерации «Об информации, информационных технологиях и о защите информации», определяет информационно-телекоммуникационную сеть , «как технологическую систему, предназначенную для передачи по линиям связи информации, доступ к которой осуществляется с использованием средств вычислительной техники».

В целях обеспечения корректности использования таких терминов как «инфокоммуникации», «инфокоммуникационная сеть», «инфокоммуника-ционные технологии» и др. рассмотрим их определения и взаимосвязь.

В статьеП.П. Воробиенко, Л.А. Никитюк (Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова) даются определения базовым понятиям, характеризующим предмет труда специалистов инфокоммуникационной отрасли, а именно: «инфокоммуникации» как область деятельности, «инфокоммуникационная сеть» как физический объект, «инфокоммуникационные технологии» как совокупность методов и способов, обеспечивающих функционирование такого объекта и «инфокоммуникационная услуга» как конечный результат.

Инфокоммуникации (Infocommunications) - это совокупность средств обработки, накопления, хранения информации и переноса ее в пространстве, имплементированных (исполненных) в единую сетевую структуру, посредством которой обеспечивается доступность информационных ресурсов и информационный обмен.

Инфокоммуникационная сеть (Infocommunication Network) - это совокупность территориально рассредоточенных информационных, вычислительных ресурсов, программных комплексов управления, размещаемых в оконечных системах сети и терминальных системах пользователей, взаимодействие между которыми обеспечивается посредством телекоммуникаций, и которые совместно образуют единую мультисервисную платформу.

Инфокоммуникационные технологии (Infocommunication Technologies) - это совокупность методов и способов обработки, накопления, хранения, отображения и обеспечения целостности информации, а также способов реализации режимов ее переноса в пространстве, обеспечивающих некоторый гарантированный уровень качества обслуживания.

Инфокоммуникационная услуга (Infocommunication Service) - это мультиуслуга, обеспечивающая удовлетворение телекоммуникационных либо информационных, либо тех и других одновременно потребностей потребителя с предоставлением ему возможности участия в управлении процессом реализации услуги.

В РД 115.005-2002 инфокоммуникационные технологии определяются как «совокупность методов и средств реализации информационных и телекоммуникационных процессов». Данное понятие объединяет две составляющие: информационные технологии и телекоммуникационные технологии .

Информационные процессы - сбор, обработка, накопление, хранение, поиск и распространение информации.

Телекоммуникационные процессы - передача и коммуникация информации (РД 115.005-2002).

Под информационной технологией (Information Technology ) понимаются процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления этих процессов и методов (ГОСТ Р 52653-2006).

Более широко в настоящее время используется термин «информационно-коммуникационные технологии » (Information and Communication Technology), отражающий совокупность информационных процессов и методов работы с информацией, осуществляемых с применением средств вычислительной техники и средств телекоммуникации (ГОСТ Р 52653-2006).

Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) - технологии, предназначенные для совместной реализации информационных и коммуникационных процессов.

Таким образом, инфокоммуникационные сети предназначены для предоставления пользователям услуг, связанных с обменом информацией, ее потреблением, а также обработкой, хранением и накоплением.

В качестве пользователей могут выступать как физические лица, так и юридические (фирмы, организации, предприятия).

Пользователь, организуя запрос на предоставление той или иной услуги, активизирует в своей оконечной системе некоторый прикладной процесс, выполняющий обработку информации для конкретной услуги связи или приложения.

Оконечными системами инфокоммуникационной сети могут быть:

· терминальные системы, обеспечивающие доступ к сети и ее ресурсам;

· рабочие системы, предоставляющие сетевой сервис (управление доступом к файлам, программам, сетевым устройствам, обслуживание вызовов и т.д.);

· административные системы, реализующие управление сетью и отдельными ее частями.

Базовым компонентом, ядром инфокоммуникационной сети, является телекоммуникационная сеть.

Представление пользователя об уровне производительности информационной сети, как системы распределенных ресурсов, складывается из оценки таких параметров как время реакции сети, задержка передачи и вариация задержки передачи , а также прозрачность.

Время реакции сети определяется как интервал времени между возникновением запроса пользователя к какой-либо сетевой службе (например, передачи файлов) и получением ответа на этот запрос. Значение этого показателя зависит от типа службы, к которой обращается пользователь, от того к какой категории относится пользователь и какова производительность сервера, к которому он обращается, а также от степени загруженности элементов сети, через которые проходит его запрос.

Задержка передачи определяется как время между моментом поступления пакета данных на вход какого-либо сетевого устройства или фрагмента сети и моментом выхода из него. Этот параметр по существу характеризует этапы временной обработки пакетов при прохождении их по сети. При этом производительность сети оценивается, как правило, максимальной задержкой передачи и вариацией задержки.

Вариация задержки (джиттер задержки) характеризует колебание задержки во времени. Большой разброс в значениях задержки негативно сказывается на качество предоставляемой пользователю информации при передачи чувствительных к ним видов трафика, таких как видеоданные, речевой трафик. Это сопровождается возникновением «эха», неразборчивостью речи, дрожанием изображения и т.п.

Прозрачность характеризуется свойством сети скрывать от пользователя принципы ее внутренней организации. Пользователь не должен знать место нахождения программных и информационных ресурсов (имя ресурса не должно включать адрес его нахождения), для работы с удаленными ресурсами он должен использовать те же команды и процедуры, что и для работы с локальными ресурсами, процессы распараллеливания вычислений в сети должны происходить автоматически без участия операторов. Требование прозрачности обеспечивает пользователям удобство и простоту работы в сети.

Инфокоммуникационная сеть представляет собой совокупность оконечных систем и любых терминальных устройств пользователей, а также ресурсов сети, которые совместно обеспечивают производство и предоставление полного спектра телекоммуникационных и информационных услуг, удовлетворяющих требованиям пользователей к их качеству .

Таким образом, инфокоммуникационная сеть представляет собой продукт конвергенции сетей электросвязи, существовавших ранее отдельно для каждого вида связи и информационной сети. В отличие от последней характеризуется возможностью предоставления разного вида услуг (переноса информации в виде пользовательских сообщений и запрашиваемой из сети; предоставления различных видов связи: телефонной, факсимильной, передачи данных и т.д.; предоставления различных сред передачи, каналов и трактов стандартизованных скоростей на время и постоянно и т.п.) с использованием универсальной сетевой платформой (рис. 2.3).

ПРИМЕЧАНИЕ: Некоторые авторы используют термин «компьютерная сеть» как синоним понятия «инфо-коммуникационная сеть». Традиционные сети электросвязи связи (телефонную, телеграфную, телевизионную, передачи данных и т.д.) часто объединяют общим понятием “телекоммуникационные сети”, что на наш взгляд не совсем корректно.

Термины, определяющие ту или иную сеть, традиционно формировались, отражая вид связи или вид передаваемой информации, что в конечном итоге определяло утилитарное назначение сети. И это для своего времени было правильно. К примеру, телефонная сеть носит такое название не потому, что она объединяет телефонные аппараты пользователей, а потому, что ее назначение состоит в реализации вида связи “телефония” (др. греческий - передача звука на расстояние). Аналогично - телеграфные сети, сети факсимильной связи, телевизионные сети, радио сети и т.д.

Сети передачи данных, предназначавшиеся в свое время в основном для передачи компьютерной информации - данных, стали называть “сети ЭВМ”, “вычислительные сети”, а позднее “компьютерные сети”, подчеркивая тем самым наличие в сети вычислительного ресурса и его возможностей. На наш взгляд, эти термины хоть и укоренились в технической литературе, являются не вполне адекватными понятию “инфо-коммуникационные сети”.

2 Классификация сетей

В современной технической литературе можно встретить самые различные классификации сетей. Каждая из них по своему отображает концептуальные воззрения авторов и строится с использованием того или иного набора классификационных признаков. Существующие способы классификации сетей не являются взаимоисключающими, как и соответствующие им классификационные признаки, связанные с использованием множества различных терминов. Однако, отталкиваясь от понятий телекоммуникационной и информационной сети, целесообразно разграничить классификационные признаки, выделив общие для обоих этих понятий и частные для каждого из них. Таким общим классификационным признаком для всех сетей является масштаб территории охватываемой сетью.

Классификация телекоммуникационных сетей может быть основана на принципе декомпозиции транспортной функции и на используемой сетевой технологии . Информационные сети, как физические объекты, можно классифицировать также по ряду признаков:

· масштабу контингента пользователей, имеющих доступ в сеть;

· по масштабу предприятий и их производственных подразделений;

· по принципу распределения ролей между компьютерами в сети;

· по типу объекта недвижимости, в котором инсталлирована сеть.

Ниже приводится характеристика сетей в соответствии с каждым из перечисленных классификационных признаков.

Инфокоммуникационные системы и сети являются новой отраслью экономики, от развитости которых зависит комфортность жизни людей. Они необходимы для передачи определенной информации разной природы на конкретные расстояния.

Историческая справка

Инфокоммуникационные системы и сети сначала развивались по отдельности. были связаны с операторами связи, выстраивающими свой бизнес на реализации голосового трафика. Информационные технологии шли по своему пути развития, они были связаны с созданием программного обеспечения.

Появление Интернета

Постепенное развитие цифровых технологий способствовало тому, что для оперативного обмена информацией компьютеры стали объединять в локальные сети. В них начали выделять мощные специализированные машины - серверы, основные ресурсы которых были доступны иным пользователям сети. Подобная ситуация привела к развитию так как выросла потребность в качественных высокоскоростных системах передачи информации.

Возникла необходимость в соединении разрозненных сетей, которые находились на существенном расстоянии друг от друга. Именно так зародился Интернет, который является посредником между сетями. Он объединяет в одну глобальную систему отдельные локальные сети.

Современные тенденции

В настоящее время инфокоммуникационные системы и сети - это обязательный элемент отечественной экономики. Интеграция информационных технологий и телекоммуникаций в одну отрасль инфокоммуникации является общемировой тенденцией. В ближайшее время термин « инфокоммуникационные системы и сети» станет более употребляемым, так как вырастет число компаний и организаций, в которых основу работы будут составлять именно такие технологии.

Полезные сведения

Инфокоммуникационные сети и системы связи являются сложным комплексом разных технических средств, которые обеспечивают передачу разных сообщений на желаемые расстояния с конкретными характеристиками качества.

Их основу составляют многоканальные системы передачи по электрическим кабелям и радиолиниям, которые предназначены для формирования типовых трактов и каналов.

Особенности обучения

Как можно получить специальность «инфокоммуникационные сети и системы связи»? Профессия, связанная с цифровыми устройствами, является в настоящее время особенно востребованной и актуальной. Необходимы специалисты, которые владеют информационными технологиями.

В системе среднего профессионального образования для выпускников созданы ФГОС. «Инфокоммуникационные системы и сети» - направление, выпускники которого могут устраиваться по вакансии «техник».

Обязанности сотрудника

Какие требования выдвигает к специалистам в сфере ИКТ ФГОС? «Инфокоммуникационные сети и системы связи» - это специальность, обладатели которой должны обеспечивать определенную территорию качественной связью, радиовещанием, телевидением. Техник работает с разнообразными каналами связи, что необходимо для жизнедеятельности систем передач.

Современные технологии сопровождения инфокоммуникационных систем и сетей позволяют техникам обеспечивать качественную передачу информации на необходимые расстояния.

Основное место в техническом обеспечении отводится оптической технологии, благодаря которой осуществляется увеличение скорости передачи информации, повышения качества связи.

Важные аспекты

Обучение профессии «многоканальные телекоммуникационные системы» предполагает использование прикладных учебных дисциплин. На лекционных занятиях студенты изучают технологии программного шифрования данных для защиты важной информации. Кроме того, будущие специалисты в данной сфере должны иметь представление об установке и эксплуатации цифровых и кабельных систем передачи информации, знать основы построения инфокоммуникационных систем и сетей. Студенты высших учебных заведений осваивают учебную программу менеджмента организации управленческой работы.

Что умеют выпускники

Специалисты должны производить эксплуатацию телекоммуникационных многоканальных систем. Обязательной является работа по информационной безопасности сетей. Молодые специалисты осуществляют конвергенцию сервисов и технологий систем электрической связи. Техники востребованы в коммерческих и государственных предприятиях. Они осуществляют обслуживание и монтаж кабелей связи, проводят диагностику систем.

Работники занимаются устранением последствий дефектов и аварий оборудования, определяют варианты восстановления их функционирования. На предприятиях такие специалисты занимаются измерением показателей оборудования, производят установку и профессиональное обслуживание единых компьютерных систем. В обязанности сотрудника входят установка, настройка, обслуживание сетевого оборудования.

Техник контролирует работоспособность оборудования сетей, взаимодействует с сетевыми протоколами. Им в профессиональной деятельности используются надежные средства защиты информации.

Среди прочих обязанностей данного специалиста можно отметить:

• анализ работоспособности систем, способных выявлять различные неполадки;
• обеспечение безопасного обслуживания компьютерных систем;
• мониторинг инновационных систем;
• планирование работы;
• осуществление маркетинговых исследований

Профессионалы создают и эксплуатируют системы передачи важной информации, работают на автоматических станциях. Выпускники по направлению «многоканальные телекоммуникационные системы» работают в линейно-аппаратных цехах, центрах связи, радиорелейных цехах.

Телекоммуникации - это все то, что окружает современного человека, используется им ежедневно. Именно информационные технологии являются основным двигателем прогресса. Данная отрасль является одной из наиболее развивающихся отраслей промышленности. Благодаря телекоммуникациям существенно улучшается качество жизни современного человека.

Термин «телекоммуникация» включает в себя два слова: "теле" (с греческого переводится как "далеко"), "коммуникация" (с латыни - "связь"). Таким образом, это способ передачи информации на существенные расстояния с использованием электромагнитных, электронных, информационных, компьютерных, сетевых технологий. К телекоммуникациям причисляют радиосвязь, Интернет, мобильную и спутниковую связь, банкоматы, интернет-магазины, социальные сети. Под технологиями телекоммуникаций понимают принципы организации инновационных цифровых и аналоговых систем и сетей связи, в том числе и Всемирной паутины. Средствами телекоммуникаций считают сумму технических алгоритмов, устройств, программного обеспечения, которые позволяют принимать и передавать информацию посредством электрических и электромагнитных колебаний по радиотехническим, кабельным каналам в разных диапазонах волн.

Телекоммуникационные сети и системы являются пространственно - распределенными системами массового назначения, позволяющими передавать, концентрировать, распределять информацию, изображении, тексты, передавать мультимедийную и аудио информацию, выполнять передачу стереофонических программ, контролировать доставку электронных сообщений, предоставлять услуги всемирной паутины.

Они могут быть локальными, способными охватывать совсем небольшую территорию. Также есть и такие территориальные системы, которые охватывают существенное географическое пространство.

Глобальные сети охватывают существенное мировое пространство.

Для контроля качества подготовки специалистов, которые занимаются обслуживанием и наладкой компьютерных систем, были разработаны образовательные стандарты нового поколения.

Заключение

Выпускники средних профессиональных и высших учебных заведений, обучающиеся по специальности «телекоммуникационные системы и сети» должны в совершенстве владеть сетевыми картами, модемами, сетевыми кабелями, промежуточной аппаратурой. Специальность «телекоммуникации» гарантирует студенту качественную подготовку в сфере электронной техники, устройств передачи важной информации, компьютерных методов проектирования и анализа, программирования, проектирования сетей для передачи существенных потолков информации с существенной скоростью, управления отдельными элементами сети, применения цифровых компьютерных технологий.

Любую сеть электросвязи можно рассматривать как инфокоммуникационную сеть (рис. 9.2), которая является частью упомянутой выше глобальной информационной инфраструктуры.
Рис. 9.2. Структура инфокоммуникационной сети
Основная задача транспортных сетей заключается в переносе информационных потоков между различными объектами (узлами сети). Сети доступа обеспечивают индивидуальную доставку информационных потоков на терминальное оборудование конкретных пользователей, т.е. передачу информации между интерфейсом узла, предоставляющего услуги, и сетевым интерфейсом каждого пользователя. Понятие доступа и сети доступа весьма многозначно и может определять как характеристики сетей или оборудования, так и места подключения средств связи, а также вызов данных из памяти компьютеров и пр. Совокупность транспортных сетей и сетей доступа образуют национальные, региональные или местные инфокоммуникационные сети.
Инфокоммуникационную сеть можно рассматривать как информационную систему, предназначенную для хранения, передачи или обработки данных, наложенную на сеть электросвязи (которая, собственно, и осуществляет передачу данных). Определение информационной системы, данное МОС, приведено в табл. 9.1. В общем виде современная телекоммуникационная сеть (сеть электросвязи) является ядром какой-либо информационной сети, обеспечивающей передачу и некоторые виды обработки данных. Нередко на базе одной телекоммуникационной сети создается целый набор информационных (наложенных) сетей различного назначения, предоставляющих разнообразные услуги. К примеру, сеть Интернет существует поверх как телефонных, так и сетей передачи данных. Основное отличие наложенных сетей от сетей, построенных на основе выделенных каналов связи, заключается в том, что пользователь получает в свое распоряжение некий ресурс сети с определенными характеристиками (например, гарантированной скоростью передачи данных).
Ключевым элементом инфокоммуникационных сетей (как, впрочем, и сетей электросвязи) является терминальное оборудование. Перечень типов используемых терминалов достаточно велик. Простейшим из них является телефонный аппарат, а самым распространенным - компьютер.

Таблица 9.1. Понятия и определения

Таблица 9.1 (продолжение)

Информационную систему, которая создана в одном устройстве либо группе устройств, установленных в одном месте, называют одноточечной. Многоточечная система образуется на множестве взаимосвязанных устройств, установленных территориально в различных местах. Любая многоточечная система (которая не может быть создана без соответствующей сети связи) и образует инфокоммуникационную сеть. Организацию, занимающуюся синтезом информационных систем, назвавают интегратором.
Рассмотрим различные архитектурные аспекты построения инфокоммуникационной сети. Архитектура отображается в виде моделей, для описания которых иногда употребляется выражение топологическая структура, или топология. Различают физическую и логическую топологию сети. Выбор топологии сети - это первая задача, решаемая ее разработчиками с учетом требований к экономичности и надежности связи. Топология любой реальной сети состоит из набора базовых топологий, которые обсуждаются ниже.
«Точка-точка» - это простейшая топология (рис. 9.3, а), непосредственно связывающая (физически и логически) два пункта. Низкую надежность такой сети (например, в случае обрыва кабеля) можно повысить за счет резервной связи, называемой «защитой 1 + 1» (показано пунктиром) и обеспечивающей 100%-ное резервирование. При выходе из строя основной линии связи сеть автоматически переключается на резервную. Этот же тип резервирования используется при передаче больших объемов информации по скоростным магистральным каналам и в сетях других топологий.

Рис. 9.3. Примеры топологий: а - «точка-точка»; б - древовидная; в - радиально-узловая; г - кольцевая; д - двойное кольцо; е - полносвязная топология; ж- ячеистая

Топология «дерево» (рис. 9.3, б) наиболее экономична, поскольку имеет наименьшее число соединительных линий (CJI), связывающих все пункты, при этом число CJI на физическом уровне на 1 меньше числа пунктов. На логическом уровне всегда есть единственный путь передачи информации между каждой парой пунктов. Разновидностью древовидной является радиально-узловая топология (рис. 9.3, в).
В сети, построенной на основе кольцевой топологии, к каждому пункту подсоединены только две линии (рис. 9.3, г). Кольцевая топология широко используется в различных сетях, так как число CJI на физическом уровне равно числу связанных ими пунктов, что дает сравнительно невысокую стоимость сети. На логическом уровне между каждой парой пунктов может быть организовано два независимых пути в разные стороны (прямой и альтернативный), что повышает надежность связи, особенно при организации резервирования по схеме «1 + 1» («двойное кольцо»), как показано на рис. 9.3, д.
Полносвязная топология (рис. 9.3, е) обеспечивает физическое и логическое соединение пунктов по принципу «каждый с каждым». При числе пунктов N число CJI составляет N(N - 1)/2, что говорит о весьма высокой стоимости сети. Зато число независимых путей между каждой парой пунктов, равное N - 1, дает возможность организовать большое число обходных путей на логическом уровне и соответственно обеспечить максимальную надежность связи без дополнительного резервирования. На практике сети на базе подобной топологии применяются для связи важнейших пунктов при относительно небольшом их числе.
Ячеистая топология (рис. 9.3, ж) напоминает ячейки сети или набор кольцевых топологий. В ней каждый пункт имеет непосредственную связь с небольшим числом соседних пунктов. При большом числе пунктов N число СЛ приблизительно равно RN/2, где R - среднее количество CJI, подходящих к каждому пункту. Подобные сети обладают высокой надежностью при меньшем числе CJI по сравнению с полносвязанной топологией. Обычно эту топологию применяют там, где по сети необходимо пропускать значительную нагрузку.
Структурные компоненты сети (сегменты) любой топологии обычно классифицируются по их масштабности, выполняемым функциям и используемой телекоммуникационной технологии. Классификация сетей по масштабному принципу дана на рис. 9.4, а соответствующие определения - в табл. 9.1. Как правило, сеть может быть разбита наряд сегментов меньшего масштаба. Связность сегментов на любом уровне осуществляется посредством магистралей (магистральных каналов). Объединение оконечных пунктов внутри сегмента и реализация магистральных сегментов осуществляются путем использования общей коммуникационной среды или образования сетевых узлов.

Уровень
магистральных сетей
Уровень сетей городского масштаба
Уровень
локальных сетей

Сеть (сегмент сети), построенная как связующая магистраль, вне зависимости от используемой в ней топологии называется опорной сетью (back-bone network). Совокупность опорных сетей разных уровней обеспечивает иерархическую связность распределенной сети. Опорную сеть верхнего уровня принято называть транспортной сетью. Сетью доступа называют сегмент или совокупность сегментов, образующих тракты, по которым террито
риально рассредоточенные пункты инфокоммуникационной сети взаимодействуют с узлом доступа к транспортной сети. Сегмент сети, через который терминалы пользователей взаимодействуют с сервисным узлом, называют сетью абонентского доступа. Доступ отдельных терминалов (групп терминалов) пользователей к каким-либо информационным системам или ресурсам через совокупность сегментов сети, называют удаленным доступом.
С точки зрения функционирования транспортные сети и сети доступа могут рассматриваться как самостоятельные структурные компоненты (см. рис. 9.2). Функциональная модель описывает сеть на логическом уровне и отображает взаимосвязь сетевых функций. Функции подразумевают ту или иную задачу, решаемую каким-либо элементом сети, и при физической реализации могут быть сгруппированы в отдельные подсистемы - логические модули. Основные типы сетевых функций представлены в табл. 9.2.
Таблица 9.2. Сетевые функции
Логические интерфейсы определяют порядок взаимодействия функций сети связи. Логический интерфейс между функциями одного типа называют протоколом.
Любая инфокоммуникационная сеть обладает технической системой управления, которая в общем виде имеет четыре иерархических уровня управления, компетенции которых показаны в табл. 9.3.
Таблица 9.3. Уровни системы управления сетями связи

Таким образом, устройство сети в целом составляет ее структуру, под которой понимают отдельные элементы, их функции и принципы объединения в отдельные структурные компоненты - подсети, образующие сегменты инфокоммуникационной сети в соответствии с их назначением. В общем случае элементами любой сети являются пункты и соединяющие их линии связи. Пункты подразделяются на оконечные и узловые. Линии связи обеспечивают передачу информационных потоков в виде сигналов и в общем случае представляют собой сооружения, среду распространения сигналов (кабели, провода и пр.) и комплекс оборудования, позволяющий использовать линии в режиме разделения на каналы передачи. В зависимости от типа среды линии связи принято подразделять на проводные (кабельные) и беспроводные (радиолинии).
В общем виде канал электросвязи - это путь прохождения сигналов, образованный последовательно соединенными каналами и линиями вторичной сети при помощи станций и узлов вторичной сети и обеспечивающий при подключении его к абонентским оконечным устройствам (терминалам) передачу сообщения от источника к получателю (получателям). Каналу электросвязи присваивают названия в зависимости от вида сети связи, например, телефонный, телеграфный или канал передачи данных. По территориальному признаку каналы электросвязи разделяют на междугородные, зоновые и местные.
Канал передачи называют аналоговым или цифровым в зависимости от методов передачи сигналов. Канал передачи, в котором на разных его участках используют аналоговые или цифровые методы передачи сигналов, называют смешанным. При наличии транзитов канал называют составным, при отсутствии транзитов - простым. При наличии в составном канале участков, организованных как в кабельных системах передачи, так и в радиорелейных, канал называется комбинированным. Цифровой канал в зависимости от скорости передачи сигналов называют основным, первичным, вторичным, третичным, четверичным.
Линии передачи называют в зависимости от вида первичной сети, к которой она принадлежит (магистральная, внутризоновая, местная), а также среды распространения (например, кабельная, радиорелейная, спутниковая). Линию передачи, представляющую собой последовательное соединение разных по среде распространения линий передачи, называют комбинированной.
Линейные тракты формируются на основе групповых трактов. Тракт сетевой - несколько последовательно соединенных типовых групповых трактов с включенной на входе и выходе аппаратурой образования тракта. При наличии транзитов того же порядка, что и данный сетевой тракт, он называется составным, при отсутствии таких транзитов - простым. При наличии в составном сетевом тракте участков, организованных как в кабельных, так и в радиорелейных системах передачи, тракт называется комбинированным. В зависимости от метода передачи сигналов тракту присваивается название аналоговый или цифровой.
Важнейшей частью первичной сети (транспортных сетей) являются системы передачи, в которых используются два основных способа (технологии) передачи сигналов электросвязи: синхронный и асинхронный (табл. 9.4).
В первом приближении процесс передачи информации по инфокоммуникционным сетям относительно прост и логичен: вначале нужно определить, где находится получатель информации, затем организовать до него канал связи, по которому и направить информационный поток наиболее экономичным способом. Эту процедуру помогают осуществить каналы и другие элементы инфокоммуникационной сети, выполняющие приведенные в табл. 9.4 функции (см. разд. 9.4).
В общем случае протокол передачи данных определяет, кроме синхронизации, элементы, представленные в табл. 9.5.

Таблица 9.4. Функции элементов инфокоммуникационной системы

Таблица 9.5. Содержание протокола передачи данных

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Белгородский государственный технологический университет

им. В.Г. Шухова

А. В. Глухоедов, Е. А. Федотов

Инфокоммуникационные системы и сети

Утверждено ученым советом университета в качестве учебного пособия для студентов направления бакалавриата 230400 «Информационные системы и технологии»

Белгород 2012

УДК(Ю4.7 (07) ББК 32.973.2()2я7 Г55

Рецензенты: кандидат технических наук, доцент Белгородского госу­дарственного технологического университета им. В.Г. Шухова В.М. Поляков

кандидат технических наук, доцент Белгородского госу­дарственного университета А.И. Штифшюв

Глухоедов А. В., Федотов Е. А.

Г55 Инфокоммуникационные системы и сети: конспект лекций: учеб­ное пособие / А.В. Глухоедов, Е.А. Федотов. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2012.- 104 с.

В учебном пособии представлено всестороннее рассмотрение всех важ­нейших сетевых моделей, технологий и протоколов, которые определяют функционирование современных информационных сетей.

Учебное пособие Предназначено для студентов направления бакалавриата 230400 «Информационные системы и технологии».

УДК 004.7 (07) ББК 32.973.202я7

© Белгородский государственный технологический университет (БГТУ) им. В.Г. Шухова, 2012

Введение 5

1. Применение информационных сетей 6

Сеть предприятия 6

Домашняя сеть 6

Всемирная паутина 7

Общение 1

Интерактивные развлечения 8

2. Классификация информационных сетей 9

По размеру сети 9

По типу топологии сети 9

По типу функционального взаимодействия 13

По типу технологии передачи 14

По типу среды передачи 15

По скорости передачи 15

3. Эталонные модели сети 16

Протокол и стек протоколов 16

Эталонная модель OSI 17

Эталонная модель TCP/IP 20

Гибридная эталонная модель 20

4. Сетевые устройства 21

Сетевые карты 21

Пассивные сетевые устройства 21

Активные сетевые устройства 22

5. Линии и каналы связи 24

Кабельные линии связи 25

Беспроводные линии связи 32

6. Базовые сетевые технологии 35

Технология Ethernet 35

Технология Token Ring 42

Технология FDDI 43

7. Адресация в информационных сетях 44

7.1. МАС-адрес 44

IP-адрес 45

Система доменных имен 53

Протокол DHCP 61

Протокол ARP 64

8. Объединение сетей 66

Объединение сетей с помощью мостов 66

Объединение сетей с помощью маршрутизаторов 71

9. Транспортные протоколы TCP/IP 82

1. Протокол UDP 82

   Протокол TCP 84

10. Протоколы прикладного уровня TCP/IP 92

Протокол FTP 92

Протокол HTTP 95

Протокол SMTP 98

1 1. Безопасность в информационных сетях 100

Классификация сетевых атак ИХ)

Защита сетевого трафика 101

Заключение 102

Библиографический список 103

Введение

Информационные сети я&тяются логическим результатом эволю­ции информационных технологий. Первые компьютеры 50-х годов -большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень неболь­шого числа пользователей. Они не были предназначены для интерак­тивной работы, а использоватись в режиме пакетной обработки.

В начале 70-х годов с появлением больших интегральных схем стали появляться персональные компьютеры. Именно в этот момент возникла потребность в передаче информации от одного компьютера другому. Так появились первые информационные сети. Вначале для соединения компьютеров использовались нестандартные устройства со своим способом представления данных на линиях связи, своими типами кабелей и т.д.

В середине 80-х годов были утверждены стандартные технологии объединения компьютеров в сеть. Стандартные сетевые технологии сильно облегчили процесс построения информационной сети. Для ее создания достаточно было приобрести сетевые адаптеры соответству­ющего стандарта, стандартный кабель и присоединить адаптер к кабе­лю стандартными разъемами.

Данный курс предназначен для студентов, заинтересованных в по­дробном изучении базовых принципов построения современных ин­формационных сетей. Все материалы учебного пособия подготовлены преимущественно для студентов третьего курса специальности «Ин­формационные системы и технологии», но также будут полезны сту­дентам других специальностей.