Основные требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям
Вычислительная сеть создается для обеспечения потенциального доступа к любому
ресурсу сети для любого пользователя сети. Качество доступа к ресурсу как глобальная
характеристика функционирования сети может быть описана многими показателями,
выбор которых зависит от задач, стоящих перед вычислительной сетью. Среди основных
показателей можно выделить следующие:
производительность;
надежность;
управляемость;
расширяемость;
прозрачность.
Производительность
Производительность вычислительной сети может быть оценена с разных позиций.
С точки зрения пользователя, важным числовым показателем производительности
сети является время реакции системы, особенно в той части, которая относится
к работе сети. Время реакции - это время между моментом возникновения запроса
и моментом получения ответа. Время реакции зависит от многих факторов, таких
как используемая служба сети, степень загруженности сети или отдельных сегментов
и др. Поэтому при оценке производительности работы сети определяется среднее
время реакции.
Пропускная способность сети определяется количеством информации, переданной
через сеть или ее сегмент в единицу времени. Пропускная способность сети характеризует,
насколько быстро сеть может выполнить свою основную задачу передачи информации.
Пропускная способность определяется в битах в секунду. Надежность
Надежность работы вычислительной сети определяется надежностью работы всех ее
компонентов. Для повышения надежности работы аппаратных компонентов обычно используют
дублирование, когда при отказе одного из элементов функционирование сети обеспечат
другие.
При работе вычислительной сети должна обеспечиваться сохранность информации
и защита ее от искажений. Как правило, информация в сети хранится в нескольких
экземплярах (для повышения надежности). В этом случае необходимо обеспечить
согласованность данных (например, идентичность копий при изменении информации).
Одной из функций вычислительной сети является передача информации (передача
осуществляется порциями, которые называются пакетами), во время которой возможны
ее потери и искажения. Для оценки надежности исполнения этой функции используются
показатели вероятности потери пакета при его передаче, либо вероятности доставки
пакета.
В Современных вычислительных сетях важное значение имеет другая сторона надежности
- безопасность. Это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного
доступа. Задачи обеспечения безопасности решаются применением как специального
программного обеспечения, так и соответствующих аппаратных средств. Управляемость
При работе вычислительной сети, которая в идеале объединяет отдельные компьютеры
в единое целое, необходимы средства не только для наблюдения за работой сети,
сбора разнообразной информации о функционировании сети, но и средства управления
сетью. В общем случае система управления сетью должна предоставлять возможность
воздействовать на работу любого элемента сети. Должна быть обеспечена возможность
осуществлять мероприятия по управлению с любого элемента сети. Управлением сетью
занимается администратор сети или пользователь, которому поручены эти функции.
Обычный пользователь, как правило, не имеет административных прав.
Другими характеристиками управляемости являются возможность определения проблем
в работе вычислительной сети или отдельных ее сегментов, выработка управленческих
действий для решения выявленных проблем и возможность автоматизации этих процессов
при решении похожих проблем в будущем. Расширяемость
Любая вычислительная сеть является развивающимся объектом, и не только в плане
модернизации ее элементов, но и в плане ее физического расширения, добавления
новых элементов сети (пользователей, компьютеров, служб). Существование таких
возможностей, трудоемкость их осуществления входят в понятие расширяемости.
Другой похожей характеристикой является масштабируемость сети, которая определяет
возможность расширения сети без существенного снижения ее производительности.
Обычно одноранговые сети обладают хорошей расширяемостью, но плохой масштабируемостью.
В таких сетях легко добавить новый компьютер, используя дополнительный кабель
и сетевой адаптер, но существуют ограничения на количество подключаемых компьютеров
в связи с существенным падением производительности сети. В многосегментных сетях
используются специальные коммуникационные устройства, которые позволяют подключать
к сети значительное количество дополнительных компьютеров без снижения общей
производительности сети. Прозрачность
Прозрачность вычислительной сети является ее характеристикой с точки зрения
пользователя. Эта важная характеристика должна оцениваться с разных сторон.
Прозрачность сети предполагает скрытие (невидимость) особенностей сети от конечного
пользователя. Пользователь обращается к ресурсам сети как к обычным локальным
ресурсам компьютера, на котором он работает.
Вычислительная сеть объединяет компьютеры разных типов с разными операционными
системами. Пользователю, у которого установлена, например, Windows, прозрачная
сеть должна обеспечивать доступ к необходимым ему при работе ресурсам компьютеров,
на которых установлена, например, UNIX. Другой важной стороной прозрачности
сети является возможность распараллеливания работы, между разными элементами
сети. Вопросы назначения отдельных параллельных заданий отдельным устройствам
сети также должны быть скрытыми от пользователя и решаться в автоматическом
режиме. Интегрируемость
Интегрируемость означает возможность подключения к вычислительной сети разнообразного
и разнотипного оборудования, программного обеспечения от разных производителей.
Если такая неоднородная вычислительная сеть успешно выполняет свои функции,
то можно говорить о том, что она обладает хорошей интегрируемостью.
Современная вычислительная сеть имеет дело с разнообразной информацией, процесс
передачи которой сильно зависит от типа информации. Передача традиционных компьютерных
данных характеризуется неравномерной интенсивностью. При этом нет жестких требований
к синхронности передачи. При передаче мультимедийных данных качество передаваемой
информации в существенной степени зависит от синхронизации передачи. Сосуществование
двух типов данных с противоположными требованиями к процессу передачи является
сложной задачей, решение которой является необходимым условием вычислительной
сети с хорошей интегрируемостью.
Основным направлением развития интегрируемости вычислительных сетей является
стандартизация сетей, их элементов и компонентов. Все стандарты можно разделить
на следующие виды:
стандарты отдельных фирм;
стандарты специальных комитетов и объединений, создаваемых несколькими фирмами;
стандарты национальных организаций по стандартизации;
международные стандарты.
Работы по стандартизации вычислительных сетей ведутся большим количеством организаций.
Среди них необходимо выделить те, которые давно и успешно работают в области
стандартизации вычислительных сетей.
Международная организация по стандартизации (International Organization for
Standardization - ISO). Эта организация известна разработкой модели взаимодействия
открытых систем, которая в настоящее время является основной, своего рода "эталонной"
моделью вычислительной сети. Эта модель является основой стандартизации в области
вычислительных сетей.
Международный союз электросвязи (International Telecommunication Union, ITU)
- организация при Организации Объединенных Наций, в которой существует телекоммуникационный
сектор (ITU-T). ITU-T отвечает за разработку стандартов в области телекоммуникационного
оборудования и услуг (телефонии, электронной почты, факсимильной связи, телетекста,
телекса, передачи данных, аудио- и видеосигналов).
Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике - Institute of Electrical
and Electronic Engineers, IEEE - национальная организация США, определяющая
стандарты электронных коммуникаций. Самыми известными его стандартами являются
стандарты, разработанные группой 802 (802.1, 802.2, 802.3 и 802.5), которые
описывают общие понятия, используемые в области локальных сетей.
Европейская ассоциация производителей компьютеров (ЕСМА) - некоммерческая организация,
активно сотрудничающая с ITU-T и ISO. Она занимается разработкой стандартов
и технических обзоров, относящихся к компьютерной и коммуникационной технологиям.
Американский национальный институт стандартов - American National Standarts
Institute, ANSI. ANSI представляет США в международной организации ISO. Стандарт
технологии FDDI является разработкой этого института.
10. 1.3. Классификации вычислительных
сетей Классификация по территориальному признаку
Локальная сеть, Local Area Network (LAN), объединяет компьютеры, как правило,
одной организации, которые располагаются компактно в одном или нескольких зданиях.
Размер локальной сети не превышает нескольких километров. Небольшие расстояния
между компьютерами экономически оправдывают прокладку новых высококачественных
линий связи, которые позволяют использовать простые алгоритмы и процедуры передачи
данных и относительно дешевые коммуникационные устройства. Пропускная способность
современных локальных сетей достигает 1000 Мбит/с. Время обращения к сетевым
ресурсам соизмеримо со временем обращения к локальным ресурсам рабочей станции.
Высокое качество передачи данных дает возможность сети предоставлять пользователю
широкий спектр услуг: файловую службу, печать, факс, электронную почту, сканер,
базы данных и другие услуги, реализация которых отдельно на локальном компьютере
непозволительно дорога. Каналы связи могут использоваться совместно сразу многими
компьютерами сети. При этом возможно использование современных методов передачи
данных, позволяющих сгладить неравномерность нагрузки на линии связи при передаче
компьютерных данных (метод коммутации пакетов описывается далее).
Локальные сети обладают плохой масштабируемостью, так как используемые в &
них технологии накладывают жесткие ограничения на длину линий связи и количество
подключаемых компьютеров.
Глобальные сети, Wide Area Network (WAN), объединяют компьютеры, которые могут
располагаться на значительном расстоянии друг от друга. В общем случае компьютер
может находиться в любой точке земного шара. Это обстоятельство, делает экономически
невозможным прокладку линий связи к каждому компьютеру. При организации WAN-сетей
используются уже существующие линии связи, например телефонные линии. Эти линии
прокладывались для целей, отличных от передачи компьютерных данных. Качество
таких линий связи, как правило, С очень низкое, что требует использования специальных
сложных алгоритмов и процедур передачи данных и дорогой аппаратуры. Скорость
обмена данных существенно ниже, чем в LAN-сетях. Количество предоставляемых
услуг меньше. Линия связи, как правило, используется монопольно отдельной парой
компьютеров на время их связи, что не способствует эффективному использованию
каналов связи.
Глобальные сети обладают хорошей масштабируемостью. Подключение дополнительных
компьютеров практически не влияют на общие показатели всей сети.
Особенности современных локальных и глобальных вычислительных сетей
Основное отличие локальных сетей от глобальных заключается в использовании качественных
линий связи. Все остальные отличия являются производными. В настоящее время
в глобальных сетях улучшается качество каналов связи. Ярким примером может служить
применение оптоволоконной техники, стоимость которой приблизилась к стоимости
традиционных линий связи. Скорость передачи данных существенно возросла и приблизилась
к скорости передачи данных в локальных сетях. В результате службы, которые были
прерогативой локальных сетей, стали активно применяться и в глобальных сетях.
Наблюдается и обратное проникновение технологий. В локальных сетях применяются
транспортные технологии глобальных сетей. Наряду с разделяемыми линиями связи,
стандарты локальных сетей поддерживают работу по индивидуальным линиям связи.
Разработанные для применения в глобальных открытых сетях методы защиты информации
от несанкционированного доступа находят широкое применение в локальных сетях.
Эта необходимость вызвана тем обстоятельством, что обособленные ранее локальные
сети объединяются, используя глобальные связи. Локальные сети становятся доступными
практически для любого пользователя глобальной сети.
Процесс переноса технологий глобальных сетей в мир локальных сетей получил в
последнее время самое широкое развитие. Появилось понятие intranet-технология,
которое обозначает применение служб глобальных сетей для реализации целей, которые
ставятся перед локальными сетями. Масштабы локальных сетей перестали определяться
лишь территориальными признаками.
Классификация по масштабу сети
Локальные сети рабочих групп объединяют небольшое количество компьютеров, работающих,
как правило, под управлением одной операционной среды. В сети выделен один компьютер,
который выполняет сетевые службы, например файловый сервер, сервер печати, сервер
факса.
Локальные сети отделов могут объединять компьютеры целого отдела. Количество
компьютеров может быть в несколько раз больше, чем в сетях рабочих групп. Сетевые
службы могут быть распределены между отдельными выделенными компьютерами-серверами.
Оба типа локальных сетей используют одну из базовых технологий. Эти сети можно
назвать классическими локальными сетями. Территориально они могут занимать небольшую
площадь, одно - два здания.
Сети кампусов преследуют цель объединения нескольких мелких сетей в одну большую
Сеть. Такие сети могут занимать большие территории. При объединении сетей в
одну необходимо решать вопросы интеграции разнородных технологий, программного
и аппаратного обеспечения. Значительный сетевой трафик локализован в рамках
сетей отделов и рабочих групп. Сеть кампусов решает задачи взаимодействия отдельных
сетей, обеспечивает доступ к общесетевым ресурсам, как правило, дорогостоящим.
При объединении не используются глобальные связи.
Корпоративные сети объединяют компьютеры и сети в рамках одного предприятия
или корпорации. Территориальный признак не имеет никакого значения. Такие сети
могут охватывать любую часть земного шара. Для соединения удаленных сетей, и
компьютеров используются телекоммуникационные средства, телефонные линии, спутниковая
связь и другие современные средства.
Корпоративные сети обладают высокой степенью разнородности и разнотипности используемого
оборудования, программ и технологий. При этом такие сети должны образовывать
единое целое с возможностью доступа к любому ресурсу с приемлемым временем реакции.
На примере корпоративных сетей можно проследить процесс взаимного проникновения
технологий локальных и глобальных сетей, рождение новой intranet-технологии.
10.1.4. Эталонная модель OSI
Для согласованной работы двух разных устройств необходимо иметь соглашение,
требованиям которого будет удовлетворять работа каждого устройства. Соглашение,
как правило, оформляется в виде стандарта.
Взаимодействие устройств в вычислительной сети является сложным процессом, реализация
которого требует решения многих взаимосвязанных проблем и задач. Обычно сложная
проблема разделяется на отдельные части. Решение каждой отдельной части представляет
собой относительно простую задачу. Решение всех частей в сумме дает решение
поставленной проблемы. Рассматриваемая ниже модель была разработана, исходя
именно из этого принципа.
В начале 80-х годов международная организация по стандартизации ISO при поддержке
других организаций по стандартизации разработала модель взаимодействия открытых
систем (Open System Interconnection, OSI), модель OSI. Схема модели приведена
на рис. 10.1.
Модель OSI очень быстро стала одной из основных моделей, описывающих процесс
передачи данных между компьютерами.
Модель OSI описывает системные средства взаимодействия, реализуемые операционной
системой, системными утилитами, системными аппаратными средствами. Модель не
описывает взаимодействия приложений с конечным пользователем.
Модель OSI разделяет средства взаимодействия на семь уровней:
1. Прикладной уровень.
2. Представительский уровень.
3. Сеансовый уровень.
4. Транспортный уровень.
5. Сетевой уровень.
6. Канальный уровень.
7. Физический уровень.
Каждый уровень относительно независим. Модули реализации каждого уровня могут
быть легко заменены без внесения изменений в модули других уровней. Каждый уровень
описывает строго определенные функции взаимодействия сетевых устройств. Все
уровни образуют иерархическую систему, в которой запрос, вырабатываемый на каком-либо
уровне, передается на исполнение нижележащему уровню. Результаты обработки запроса
передаются на вышележащий уровень. Прикладной уровень получает запрос от приложения,
работающего на компьютере, в виде сообщения, которое нужно передать на другой
компьютер. Физический уровень занимается собственно пересылкой подготовленных
данных по физическим линиям. Для описания взаимосвязей между двумя уровнями
устанавливаются правила или соглашения, которые называются интерфейсом. Интерфейс
определяет набор сервисов, предоставляемый уровнем соседнему уровню.
В процессе обмена данными участвуют два компьютера. Процесс взаимодействия компьютеров
может быть представлен как набор взаимодействий одинаковых уровней. Правила,
определяющие формат сообщений между одинаковыми уровнями, называются протоколом.
В модели OSI различаются протоколы двух типов. Протокол с установлением соединения
предполагает, что перед началом обмена данными между компьютерами должно быть
установлена связь с определенными параметрами. По дейтаграммному протоколу сообщение
передается в сеть без предварительного установления соединения.
Средства каждого уровня отрабатывают протокол своего уровня и интерфейсы с соседними
уровнями. Набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия в сети,
называется стеком коммуникационных протоколов.
Блоки информации, передаваемые между уровнями, имеют стандартный формат: заголовок,
служебная информация, данные, завершающая информация. Каждый уровень при передаче
блока информации нижележащему уровню снабжает его своими заголовками. Заголовки
вышележащих уровней воспринимаются нижележащими уровнями как данные блока информации.
На каждом уровне информация обрабатывается в соответствии с назначенными функциями,
например, данные шифруются.
При получении блока информации от нижележащего уровня заголовки и другая служебная
информация текущего уровня отбрасываются. Данные обрабатываются, например, данные
дешифруются. Данные, поступающие на вышележащий уровень, уже имеют его заголовки.
Физический уровень
На физическом уровне определяются характеристики электрических сигналов, передающих
данные, физического канала связи, типы разъемов с назначением каждого контакта.
Физический уровень описывает передачу битов информации по физическим каналам
связи.
Функции физического уровня на компьютере выполняются сетевым адаптером.
Канальный уровень
Канальный уровень решает две задачи. Первая задача - определение доступности
среды передачи данных. Эта задача решается в сетях с разделяемой средой передачи
данных, когда в конкретный момент времени канал связи занят только одной парой
компьютеров. Вторая задача - определение механизма обнаружения и коррекции ошибок.
Обмен данными осуществляется определенными порциями, которые называются кадрами.
В каждый кадр добавляются определенные последовательности бит в начало и конец
для выделения кадра, адрес компьютера-отправителя, адрес компьютера-получателя.
Кроме того, в каждый кадр добавляется вычисляемая контрольная сумма, которая
необходима для проверки корректности передачи кадра. Исправление обнаруженной
ошибки возможно за счет повторной передачи кадра.
В компьютерах протоколы канального уровня реализуются сетевыми адаптерами и
их драйверами.
Протоколы канального уровня, используемые в локальных сетях, разрабатываются
для сетей с определенной топологией. Топология - это конфигурация графа, вершинами
которого являются компьютеры сети или другие коммуникационные устройства, а
ребрами - физические связи между ними. Компьютеры называются узлами сети. Протоколы
канального уровня поддерживают топологии: общая шина, "звезда" , "кольцо"
и полученные на основе перечисленных топологий с использованием специального
коммуникационного оборудования (мосты, коммуникаторы).
Использование протоколов канального уровня в глобальных сетях ограничено применением
при обмене между двумя компьютерами, соединенными индивидуальной линией связи.
Для обмена данными между конечными узлами разных сетей используются средства
следующего, сетевого уровня. Сетевой уровень
На сетевом уровне решаются вопросы объединения сетей с разными топологиями,
с разными принципами передачи данных между конечными узлами для образования
единой транспортной системы. Здесь сеть является не просто объединением компьютеров,
но соединением по одной из типовых технологий, использующих для передачи данных
один из протоколов канального уровня. Сетевой уровень решает вопросы обмена
данными между сетями. Обмен данными осуществляется порциями, которые называются
пакетами. Каждый пакет, кроме адреса компьютеру, снабжается адресом сети как
получателя, так и отправителя.
Для соединения сетей используется маршрутизатор, который собирает информацию
о топологии межсетевых соединений. Для пути передачи пакета между Конечными
узлами, находящимися в разных сетях, возможно, находятся другие промежуточные
сети, через которые необходимо сделать транзитные передачи. Таким образом, пакет
проходит через несколько маршрутизаторов, которые образуют маршрут. Таких маршрутов
может быть несколько. Проблема выбора наилучшего маршрута является главной задачей
сетевого уровня, решение которой возлагается на маршрутазатор. Критерии выбора
могут быть следующими: время передачи пакета, надежность передачи. На сетевом
уровне решаются вопросы согласования разных технологий, оптимизации информационных
потоков между сетями.
На сетевом уровне выделяются два вида протоколов. Это сетевые протоколы, с помощью
которых осуществляется продвижение пакетов через сеть. К ним можно отнести и
так называемые протоколы маршрутизации, с помощью которых маршрутизаторы обмениваются
маршрутной информацией. Второй вид протокола - протокол разрешения адресов,
который отвечает за преобразование адреса узла, используемого на сетевом уровне,
в локальный адрес сети. Транспортный уровень
На транспортном уровне решаются вопросы обеспечения надежности передачи данных,
обнаружения и исправления ошибок передачи (искажение, потеря и дублирование
пакетов). Модель OSI определяет пять классов сервиса, которые определяются качеством
предоставляемых услуг по надежности. Задача выбора класса сервиса решается не
только приложениями и протоколами более высоких уровней, но и зависит от уровня
надежности, который обеспечивается более низкими уровнями (сетевым, канальным,
физическим). Если качество каналов связи, например, отечественных телефонных
линий, оставляет желать лучшего, то разумно использовать более развитый сервис
транспортного уровня по обеспечению надежности передачи данных.
Протоколы транспортного уровня и выше реализуются программными средствами узлов
сети, компонентами сетевых систем. Сеансовый уровень
На сеансовом уровне реализуются средства синхронизации, при помощи которых в
длинных передачах устанавливаются специальные контрольные точки для возможного
отката в случае сбоя не в начало, а на последнюю контрольную точку. Сеансовый
уровень обеспечивает управление диалогом между конечными узлами.
Отдельные протоколы сеансового уровня обычно не используются. Его функции реализуются
в протоколах прикладного уровня. Представительский уровень
Функции уровня представления заключаются в преобразовании формы представления
данных, полученных от прикладного уровня одной системы, в форму, необходимую
для восприятия прикладным уровнем другой системы. На этом уровне преодолеваются
синтаксические различия в представлении и кодировке данных На уровне представления
также обеспечивается секретность обмена данными для всех служб прикладного уровня. Прикладной уровень
Протоколы прикладного уровня обеспечивают доступ пользователей к разделяемым
ресурсам сети (файлы, принтеры, факсы, сканеры, гипертекстовые страницы) К ним
относятся протоколы электронной почты и другие протоколы совместной работы.
В качестве единицы информации протоколы этого уровня используют сообщение.
10.1.5. Методы передачи данных на физическом
и канальном уровнях
На физическом уровне единицей информации является бит. Устройства физического
уровня должны поддерживать битовую синхронизацию данных между передатчиком и
приемником. Для работы на ненадежных линиях связи используется синхронизация
на уровне байт. Каждый байт данных при передаче сопровождается специальными
сигналами "старт" и "стоп". Эти сигналы позволяют синхронизировать
передачу/прием байта данных. Такой режим называется асинхронным. Отдельный байт
данных может быть смещен по времени от тактов других байтов данных.
На достаточно хороших линиях связи используется синхронный режим передачи данных,
когда данные передаются в виде кадров, состоящих из последовательности байт.
Перед каждым кадром передается специальный синхробайт.
При синхронном режиме скорость передачи данных выше, при асинхронном - меньше,
но асинхронный режим можно применять на ненадежных линиях связи.
10.1.6. Методы коммутации
Для передачи данных между двумя компьютерами необходимо организовать физическую
связь. Различают коммутируемые и некоммутируемые линии связи. Некоммутируемая
линия связи соединяет два компьютера, которые владеют этой линией длительное
время. Обеспечить такой линией связи любую пару компьютеров практически невозможно.
На практике используются коммутируемые линии, когда линия связи между парой
компьютеров образуется только на время сеанса обмена данными между ними. В этом
случае линия связи может быть использована многими компьютерами.
Различают три способа коммутации: коммутация каналов, коммутация пакетов, коммутация
сообщений. Различают коммутацию динамическую и постоянную. При динамической
коммутации соединение образуется на время обмена данными по инициативе одного
из абонентов. Постоянная коммутация выполняется обслуживающим персоналом сети.
Коммутация каналов предполагает образование физической связи между абонентами
путем соединения отдельных участков при помощи специальных устройств, которые
называются коммутаторами. Перед началом передачи данных необходимо выполнить
определенные действия по установлению соединения. Современные коммутаторы позволяют
передавать данные по нескольким каналам, используя специальную технику мультиплексирования.
Коммутация пакетов используется при передаче компьютерных данных. Интенсивность
обмена данными изменяется в широких пределах, что делает неэффективным использование
коммутации каналов. Данные разбиваются на отдельные порции, обычно называемые
пакетами. Каждый пакет является независимым информационным блоком, который передается
независимо от других пакетов. Одновременно по сети могут передаваться пакеты
многих соединений. Конечно, коммутация каналов позволяет наиболее эффективно
осуществлять обмен данными между двумя компьютерами. Но коммутация пакетов позволяет
более эффективно использовать среду передачи данных. В отличие от коммутации
каналов, при невозможности передачи пакета данных происходит его буферизация
средствами коммутатора для последующей его передачи в следующий возможный момент.
Это основное отличие рассмотренных методов.
При коммутации сообщений используется другой информационный блок. Размер сообщения
определяется его содержанием. Сообщение, так же как и пакет данных, может временно
храниться на транзитных устройствах сети при ее перегрузках. Коммутация сообщений
обычно используется при не критичности к возможным задержкам в передаче.
10.1.7. Линии связи
В качестве линий связи могут использоваться разные физические среды. В настоящее
время при построении вычислительных сетей используется радиосвязь в различных
диапазонах и кабельная связь.
В локальных сетях широкое распространение получила именно кабельная связь. Кабель
представляет собой проводник (или несколько проводников), помещенный в изолирующие
материалы. Используются три вида кабелей: коаксиальный кабель, витая пара и
волоконно-оптический кабель.
В центре коаксиального кабеля находится жесткий медный проводник, окруженный
толстым слоем изоляционного материала. Второй проводник сделан в виде оплетки
поверх изоляции. Весь кабель помещается во внешнюю пластиковую оболочку. Коаксиальные
кабели выпускаются разных типов. Различают "толстый" и "тонкий"
коаксиальные кабели, название которых происходит от величины диаметра центрального
проводника. "Толстый" коаксиальный кабель обладает лучшими характеристиками,
чем "тонкий". Коаксиальный кабель используется в локальных сетях с
пропускной способностью до 10 Мбит/с. Кабель витой пары состоит из двух проводников,
заключенных в оболочку. Для уменьшения влияния помех проводники скручиваются
с определенным шагом
скрутки. Существуют неэкранированная (рис. 10.6) и экранированная (рис. 10.7)
витые пары, которые различаются наличием дополнительного защитного экранного
слоя. Кабель витой пары очень чувствителен к электромагнитным помехам. Кабели
витой пары классифицируются по производительности передачи данных по уровням.
Для построения вычислительных сетей используются кабели, начиная с уровня 3.
Кабель уровня 3 предназначен для сетей с производительностью до 16 Мбит/с, уровня
4 - до 20 Мбит/с, уровня 5 - до 100 Мбит/с.
В волоконно-оптическом кабеле для передачи данных используются световые импульсы.
Сердечник такого кабеляизготовлен из стекла или пластика. Сердечник окружен
слоем отражателя, который направляет световые импульсы вдоль кабеля. Такой кабель
не подвержен воздействию электромагнитных помех. Производительность волоконно-оптического
кабеля составляет до 10 Гбит/с. Различают одномодовые и многомодовые кабели.
В одномодовом кабеле используется очень тонкий центральный проводник. Луч света
почти не отражается от внешнего отражателя. В многомодовом кабеле используется
более толстый центральный проводник, в котором одновременно существует несколько
световых лучей с разными углами преломления-модами.
Знаете ли Вы, что только в 1990-х доплеровские измерения радиотелескопами показали скорость Маринова для CMB (космического микроволнового излучения), которую он открыл в 1974. Естественно, о Маринове никто не хотел вспоминать. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
