74504

Понятие глобальной компьютерной сети Интернет

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Понятие глобальной компьютерной сети Интернет 24 октября 1995 года Федеральный сетевой совет FNC США единодушно одобрил резолюцию определяющую термин Интернет Это определение разрабатывалось при участии специалистов в области сетей и в области прав на интеллектуальную собственность. Интернет это глобальная информационная система которая: логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов основанных на Интернетпротоколе IP или на последующих расширениях или преемниках IP; способна поддерживать коммуникации с...

Русский

2014-12-31

155.5 KB

8 чел.

Компьютерные информационные технологии (КИТ)

Лекция 9

СЕТЕВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ  

 9.1  Понятие глобальной  компьютерной сети Интернет

24 октября 1995 года Федеральный сетевой совет (FNC), США, единодушно одобрил резолюцию, определяющую термин "Интернет" Это определение разрабатывалось при участии специалистов в области сетей и в области прав на интеллектуальную собственность.

Интернет это глобальная информационная система, которая:

  1.  логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP) или на последующих расширениях или преемниках IP;
  2.  способна поддерживать коммуникации с использованием семейства Протокола управления передачей, который называется Интернет-протоколом (TCP/IP) или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;
  3.  обеспечивает, использует или делает доступной, на общественной или частной основе, высокоуровневые сервисы, надстроенные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой.

Как видно из определения, в основе  сети Интернет лежит использование протокола сетевого уровня, IP- протокола, над которым должны работать протоколы более высокого уровня, в первую очередь TCP – протокол.

В историческом развитии сети Интернет можно выделить четыре различных аспекта:

  •  технологическая эволюция исследований по пакетной коммутации;
  •  развитие методов и средств эксплуатации и управления глобальной и сложной сетевой инфраструктурой;
  •  социальный аспект, приведший к образованию широкого сообщества пользователей;
  •  коммерциализация, характеризуемая чрезвычайно эффективным превращением результатов исследований в развернутую, широко доступную информационную систему

Ключевая концепция создания Интернет состояла в том, что объединение сетей проектировалось не для какого-то одного приложения, но как универсальная инфраструктура, над которой могут быть надстроены новые приложения. Основой этих приложений являлся протокол TCP / IP. 

Ключом к быстрому росту Интернет стал свободный, открытый доступ к основным документам, особенно к спецификациям протоколов.

ARPANET и Интернет, зародившиеся в университетском исследовательском сообществе, развивались в академических традициях открытой публикации идей и результатов. Однако обычный академический цикл был слишком формальным и медленным для динамичного обмена идеями, необходимого при создании сетей.

Ключевым шагом для обмена идеями стало опубликование в 1969 году серии публикаций "Запросы на комментарии и предложения" (Request For Comments, RFC).

Открытый доступ к документам RFC (бесплатный для всех подключенных к Интернет) способствовал росту Интернет, поскольку он позволял использовать действующие спецификации и во время занятий со студентами, и в процессе разработки новых систем.

Электронная почта сыграла очень важную роль во всех аспектах жизни Интернет, особенно при разработке спецификаций протоколов, технических стандартов и реализационных решений. Самые первые RFC-статьи зачастую представляли собой набор идей, предлагавшихся на всеобщее обсуждение группой исследователей из какой-то одной местности. Использование электронной почты изменило характер авторства — RFC-статьи стали представляться коллективами авторов с общими взглядами, не зависящими от территориальной принадлежности.

Коммерциализация Интернет включает в себя не только развитие конкурентных, частных сетевых сервисов, но и разработку коммерческих продуктов, реализующих Интернет-технологию. В начале 1980-х годов прошлого столетия десятки производителей, предвидя спрос на подобные сетевые решения, встраивали TCP/IP в свои продукты. К сожалению, они не располагали достоверной информацией о том, как Интернет-технология должна была работать, и как потенциальные покупатели предполагали использовать сети. Большинство производителей видели в TCP/IP небольшую добавку к собственным закрытым сетевым решениям. Министерство обороны США во многих контрактах требовало обязательного использования TCP/IP, но практически не помогало своим подрядчикам понять, как строить полезные TCP/IP-продукты.

Потребовалось несколько  лет для проведения  конференций, учебных курсов, встреч и семинаров проектировщиков, чтобы доказать преимущества новой сетевой технологии.  В сентябре 1988 года состоялась первая торговая выставка Interop. В ней приняли участие 50 компаний. Выставку посетило около 5 тысяч инженеров из организаций — потенциальных клиентов. С тех пор размах торговых выставок Interop увеличился в огромной степени. В наши дни они каждый год устраиваются в семи местах, расположенных в разных странах. Их посещает более 250 тысяч человек, чтобы узнать о взаимной совместимости продуктов, о новинках на рынке и в технологии.

Параллельно с действиями по коммерциализации, связанными с Interop, производители начали посещать семинары, происходящие 3 или 4 раза в год, чтобы обсудить новые идеи по расширению семейства протоколов TCP/IP. Раньше на такие встречи, финансировавшиеся правительством, собиралось несколько сот человек, преимущественно из академических кругов. Теперь число участников нередко превосходит тысячу, по большей части они представляют производителей и сами оплачивают организационные расходы. Такое самоорганизующееся сообщество, объединяющее все заинтересованные стороны — исследователей, пользователей и производителей, весьма эффективно развивает семейство TCP/IP в духе сотрудничества и взаимной выгоды.

В последние несколько лет можно наблюдать новую фазу коммерциализации. Первоначально в коммерческой деятельности участвовали преимущественно производители базовых сетевых продуктов, а также поставщики услуг, предлагающие подключение к Интернет и базовые сервисы. В наши дни Интернет-обслуживание почти перешло в разряд бытового, и основное внимание теперь сосредоточено на использовании этой глобальной информационной инфраструктуры как основы других коммерческих сервисов. Данный процесс в огромной степени ускорен широким распространением и быстрым усваиванием Web-технологии, открывающей пользователям легкий доступ к информации, расположенной по всему миру. Имеются продукты, облегчающие предоставление информации, а многие из недавних технологических разработок направлены на создание все более сложных информационных сервисов на основе базовых Интернет-коммуникаций.

Существуют несколько организационных подразделений, отвечающих за развитие Интернет.

Основным из них является Internet Society (ISOC) – профессиональное сообщество, которое занимается вопросами роста и эволюции Интернет, как глобальной коммуникационной инфраструктуры.  

Под управлением ISOC  работает Internet Architecture Board (IAB)- организация, в ведении которой находится технический контроль и координация работ для Интернет. IAB координирует направление исследований и новых разработок для протокола TCP/ IP и является конечной инстанцией при определении новых стандартов Интернет.

В IAB входят две основные группы: Internet Engineering Task Force (IETF) и Internet Research Task Force (IRTF). IETF – это инженерная группа, которая занимается решением ближайших технических проблем Интернет. В свою очередь  IRTF координирует долгосрочные проекты по протоколам TCP/ IP.

Для наделения региональной сети  конкретным IP – адресом существует специальное  подразделение Интернет – Internet Network Center, InterNIC.

Недавнее создание и широкое распространение Всемирной паутины привлекло в Интернет массу новых людей, никогда не причислявших себя к числу исследователей и разработчиков сетей. Была создана новая координирующая организация, W3-консорциум (World Wide Web Consortium, W3C). Новый орган  принял на себя обязанности по развитию протоколов и стандартов, ассоциированных с Web.

9. 2  Система доменов DNS

Выше было установлено, что для обращения к хостам используются 32- разрядные IP- адреса. Поскольку при работе в сети  Интернет использовать цифровую адресацию сетей крайне неудобно, то вместо цифр используются символьные имена, называемыми доменными именами. Доменом называется группа компьютеров, объединенных одним именем. Символьные имена дают пользователю возможность лучше ориентироваться в  Интернет, поскольку запомнить имя всегда проще, чем цифровой адрес.

На заре создания Интернет соответствия между именами хостов и их IP- адресами были размещены в единственном файле, который назывался Hosts.txt, который размещался на компьютере в центре InterNIC. Этот файл передавался по всем хостам еще совсем тогда крохотной сети. Стремительный рост Интернет заставил выработать новую концепцию механизма разрешения имен.   С этой целью была разработана специальная система DNS (Domain Name System), для реализации которой был создан специальный сетевой протокол DNS. Начальные попытки создать единую копию целой базы данных имен и адресов оказались тщетными из-за громадного объема информации. Было принято решение строить распределенную базу данных, а для увеличения производительности использовать механизм локального кэширования (сохранения в локальной базе данных). Доступ к распределенной базе данных не зависит ни от аппаратной платформы хоста, ни от коммутационной системы. Доступ к базе данных должны иметь все пользователи Интернет. Администрирование базы данных DNS возлагается на  каждую организацию, которая подключается к Интернет. Организация должна инсталлировать свой собственный компьютер -сервер разрешения имен и ту часть распределенной базы данных, содержащей информацию о домене хостов данной организации. Сервер должен обслуживать хосты внутри организации и предоставлять доступ к базе данных этой организации извне.

Структура баз данных  в системе DNS имеет иерархический вид, аналогичный иерархии файлов, принятой во многих файловых системах. Дерево имен начинается с корня, затем следует старшая символьная часть имени, вторая часть имени и т.д. Младшая часть имени соответствует конечному узлу сети. Все имена разделяются точками, причем иерархия задается справа налево, например, www.bseu.by

По имени можно получить информацию о профиле организации или ее местоположении. Шесть доменов высшего уровня определены следующим образом:

  •  gov – правительственные организации;
  •   mil – военные организации;
  •   edu – образовательные организации;
  •   com -  коммерческие организации;
  •   org- общественные организации;
  •   net – организации, предоставляющие сетевые услуги, как правило, региональные сетевые организации.

Кроме того, все страны мира имеют свое собственное символьное имя, обозначающий домен верхнего уровня этой страны. Например, de – Германия, us – США, ru- Россия, by – Беларусь и т.д. Таким образом, адрес www.cdo.bseu.by означает, что компьютер дистанционного образования cdo находится в группе компьютеров (в домене) Белорусского государственного экономического университета bseu, в домене minsk в Республике Беларусь.  Графически DNS можно представить в виде дерева, как на рисунке 2.

9.3 Структурные компоненты Интернет

Кроме рассмотренных выше важнейших структурных компонент глобальной сети Интернет, таких как маршрутизаторы, DNS – серверы, а также серверы соответствующих протоколов прикладного уровня в Интернет широко используются понятия proxy- сервер, файрволл (firewall), брандмауэр и провайедер (provider)

 

Proxy - сервер представляет собой промежуточный агент, который принимает запрос клиента и передает запрос далее по цепочке другим серверам. В момент принятия запроса proxy может работать как сервер, а при передаче запроса – как клиент. На  proxy могут создаваться копии наиболее часто запрашиваемых Web- страниц. В этом случае  клиент получает информацию с proxy, что ускоряет работу Интернет. Как правило,  proxy представляет «главные ворота » выхода пользователей из внутренней сети в  Интернет. В зависимости от настроек proxy может изменять часть или все сообщение запроса .

Файрволлом называется программмно-аппаратный комплекс защищающий локальную сеть от несанкционированного доступа, например, от атак хакеров или проникновения вирусов. У пожарных так именуется стена из огнеупорного материала, предотвращающая распространение огня. В сети  файерволл обеспечивает фильтрацию прохождения информации в обе стороны и блокирует несанкционированный доступ к компьютеру или локальной сети извне.  Как уже указывалось выше, любое соединение в Интернет  инициируется какой-либо протоколом прикладного уровня, использующим  работы свой порт, идентифицируемый номером.  Файрволл позволяет контролировать использование портов и протоколов, "прятать" неиспользуемые порты для исключения атаки через них, а также запрещать/разрешать доступ  конкретных приложений к конкретным IP- адресам. Другими словами, контролировать все, что может стать орудием хакера и недобросовестных фирм.  

Файрволл должен сам быть неприступным для внешних атак.

В основном файрволлы работают на сетевом уровне и осуществляют фильтрацию пакетов, хотя можно организовать защиту и на прикладном или канальном уровне. Технология фильтрации пакетов является самым дешевым способом реализации файрволла, т.к. в этом случае можно проверять пакеты различных протоколов с большой скоростью. Фильтр анализирует пакеты на сетевом уровне и не зависит от используемого приложения.  

Брэндмауэр — это своего рода программный  файрволл. Но если быть более точным, то файрволл — это непосредственно компьютер, стоящая между локальной и внешней сетью, брэндмауэр- это программное средство контроля за входящей и исходящей  информацией. Программы- брандмайэры встраиваются в стандартные операционные системы, например, в Windows 2000, Windows XP или могут устанавливаться на proxi сервере.

Провайдер –это поставщик доступа к Интернет. Другими словами - это любая организация, предоставляющая частным лицам или организациям выход в Интернет. Провайдеры вообще разделяются на два класса:

  •  поставщики доступа Интернет (Internet access providers - ISP)
  •   поставщики интерактивных услуг (online service providers - OSP).

ISP может быть предприятием, которое оплачивает быстродействующее соединение с одной из компаний являющихся частью Интернет (такие, как AT$T, Sprint или MCI в США). Это могут быть также национальные или международные компании, которые имеют их собственные сети (типа WorldNetЮ Белпак, ЮНИБЕЛ и д.р.)

OSP, иногда называемые просто "интерактивные услуги", также имеют собственные сети, но обеспечивают дополнительные информационные службы, не доступные для клиентов, которые не подписались на данные услуги. Например, OSP Microsoft предлагают пользователям доступ к Интернета-сервису фирмы Microsoft, также как к America Online, IBM и нескольким другим.

ISP- провайдеры являются наиболее распространенными.

Обычно крупный провайдер имеет собственную "точку присутствия" POP (point-of-presence) и городах, где происходит подключение локальных пользователей.  

Различные провайдеры для взаимодействия друг с другом договариваются о подключения к так называемым точкам доступа NAP (Network Access Points), посредством которых происходит объединение информационных потоков сетей, принадлежащих отдельному провайдеру.  

В Интернете действуют сотни крупных провайдеров, их магистральные сети связаны через NAP, что обеспечивает единое информационное пространство глобальной компьютерной сети Интернет.

В общем виде схема Интернет представлена на рисунке 2.

9.4 Проблема последней мили

Традиционная телефонная сеть общего пользования (ТФОП) позволяет передавать голос в и данные в пределах узкой полосы частот (300 -3400) Гц. Быстрый рост сети Интернет и самый распространённый доступ к ней с помощью стандартных аналоговых модемов вызывают перегрузку ТФОП, поскольку последняя не рассчитана на нагрузку Интернет, которая характеризуется большим средним временем сеанса связи и большей неравномерностью по сравнению с телефонной нагрузкой.

Вторая проблема состоит в том, что для комфортного доступа пользователей к услугам существующей сети (и в первую очередь сети Интернет) скорости передачи, которые могут обеспечить аналоговые модемы, уже недостаточны. Сложность достижения необходимой скорости соединения с сетью Интернет заключается в основополагающих принципах построения телефонных сетей, которые по природе своей не предназначены для высокоскоростной передачи данных. Традиционная телефонная (то есть голосовая) связь осуществляется в очень узкой полосе частот, она еще и допускает значительно большее затухание сигнала, чем это возможно при передаче данных. При этом самая большая проблема лежит (в прямом смысле этого слова) между телефонной станцией и домом абонента. За время развития телефонной связи пройден огромный путь от ручных коммутаторов до современных цифровых телефонных станций, предоставляющих абонентам большое количество разнообразных услуг, но между станцией и абонентом проложена все та же витая пара, что и на заре телефонии. И таких витых пар по всему миру уже почти миллиард.

По мере того, как стоимость пользовательского оборудования, позволяющего получать доступ в сеть Интернет, постепенно уменьшается, на первый план выходит пропускная способность соединения и его стоимость. Каждый, кто пользуется сетью Интернет, вынужден ждать (ждать и еще раз ждать), пока будет найден нужный сайт и загружена требуемая страница. Ситуация ухудшается еще больше, если необходимо загружать большие файлы (например, фотографии или видео). Более того, чем большее количество пользователей одновременно работает в сети Интернет, тем меньше становится скорость работы каждого из них в отдельности, потому что резкий рост трафика приводит к значительному возрастанию нагрузки на телефонные сети. При полной реализации всех потенциальных возможностей Интернет в областях дистанционного обучения, коммерции и развлечения обязательно необходимо преодолеть препятствие в виде недостаточной скорости соединения (и его слишком высокой стоимости).

Несмотря на то, что сеть высокоскоростной передачи данных в той или иной степени охватывает всю страну, доступ к ней конечных пользователей может быть сопряжен с техническими и экономическими сложностями – возникает  так называемая проблема «последней мили». 

Магистральные линии передачи данных позволяют передавать гигабиты информации, но очень маленькое количество конечных пользователей имеет возможность передавать данные хотя бы со скоростью нескольких сотен килобит. Тянуть к каждому пользователю оптико-волоконную линию очень дорого. Коаксиальные кабели (кабельное телевидение) позволяют осуществлять высокоскоростную передачу, но в основном в одном направлении. Телефонные линии в том виде, в котором они используются в настоящий момент для телефонной связи, имеют низкую скорость передачи данных. Доступ с необходимой высокой скоростью могут обеспечить только широкополосные технологии, которые являются будущим телекоммуникационной индустрии.

Основными кандидатами на решение проблемы «последней мили» являются следующие технологии:

  •  кабельные модемы
  •  цифровая абонентская линия хDSL,,
  •  беспроводные технологии (например, RadioEthernet)
  •   спутниковые технологии.

Использование кабельных  модемов

 

В середине 90-х прошлого столетия операторы кабельного телевидения (КТВ) провели исследования возможности использования инфраструктуры сети КТВ для широкополосного доступа к услугам сети пользователей домашнего (residental) сектора. В результате появилось устройства, которые не совсем удачно были названы кабельными модемами. Кабельные модемы представляют собой устройства, обеспечивающие высокоскоростной доступ к сетям передачи данных через оптическую сеть.

В отличие от традиционных модемов кабельные модемы работают в режиме «always on», т.е., постоянно подключены к головному узлу.

Кабельные модемы передают трафик Интернет прямо на маршрутизатор Интернет, расположенный на головном узле системы КТВ. Достоинством технологии кабельных модемов является также то, что она может использовать существующую кабельную инфраструктуру систем КТВ. Большинство кабельных модемов представляют собой внешние устройства, подключенные к персональному компьютеру через стандартную карту 10Base-T Ethernet или порт USB, они могут быть выполнены также в виде отдельной платы, вставляемой в свободный разъём.

Отдельный  пользователь может рассчитывать на скорость передачи данных в пределах от 500 Кбит/с до 1,5 Мбит/с — в зависимости от архитектуры сети и нагрузки.

Системы КТВ, использующие кабельные модемы, базируется на платформе коллективного доступа. Из-за того, что пользователи данных систем делят между собой на время передачи данных доступную им всем полосу частот, по мере увеличения одновременно активных пользователей скорость передачи данных для каждого из них уменьшается.

Кроме явных достоинств, рассматриваемая технология обладает и существенными недостатками. Как уже указывалось выше, одним из недостатков кабельных модемов, является то, что такие линии передачи данных являются линиями коллективного использования. Скорость, доступная каждому отдельному пользователю, подключенному к определенному узлу, может снижаться по мере увеличения количества пользователей, которые подключены к тому же узлу. Еще одним недостатком является то, что данная система является «открытой» (т.е. каждому отдельному пользователю не предоставляется свое жестко закрепленное соединение). Это обстоятельство снижает привлекательность кабельных модемов для использования в сфере бизнеса. Кабельная система может рассматриваться как одна большая сеть ЛВС, поэтому существует определенная возможность соединения каждого с каждым и доступа к данным другого пользователя. Очевидно, что никто не захочет использовать одну коллективную систему передачи данных со своим конкурентом. Кроме того, кабельные модемы обеспечивают высокоскоростной доступ по линиям кабельного телевидения в основном для частных пользователей, потому что офисные здания и предприятия в большинстве случаев не подключены к сети кабельного телевидения.

хDSL- технолгии

DSL (Digital Subscriber Line — Цифровая абонентская линия) и имеющих общее обозначение xDSL.

К  технологиям хDSL относятся:

  •  ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — Асимметричная цифровая абонентская линия) входит в число технологий высокоскоростной передачи данных.
  •  HDSL (High data rate Digital Subscriber Line — Высокоскоростная цифровая абонентская линия),
  •  VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line — Сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) и другие.

Общее название технологий DSL возникло в 1989 году, когда впервые появилась идея использовать аналого-цифровое преобразование на абонентском конце линии, что позволило бы усовершенствовать технологию передачи данных по витой паре медных телефонных проводов. Технология ADSL была разработана для обеспечения высокоскоростного (можно даже сказать мегабитного) доступа к интерактивным видеослужбам (видео по запросу, видеоигры и т.п.) и не менее быстрой передачи данных (доступ в Интернет, удаленный доступ к ЛВС и другим сетям).

Прежде всего, ADSL является технологией, позволяющей превратить витую пару телефонных проводов в тракт высокоскоростной передачи данных. Линия ADSL соединяет два модема ADSL, которые подключены к каждому концу витой пары телефонного кабеля При этом организуются три информационных канала — «нисходящий» поток передачи данных, «восходящий» поток передачи данных и канал обычной телефонной связи.Канал телефонной связи выделяется с помощью фильтров, что гарантирует работу вашего телефона даже при аварии соединения ADSL.

ADSL является асимметричной технологией — скорость «нисходящего» потока данных (т.е. тех данных, которые передаются в сторону конечного пользователя) выше, чем скорость «восходящего» потока данных (в свою очередь передаваемого от пользователя в сторону сети).

Следует отметить, что скорость передачи данных от пользователя (более «медленное» направление передачи данных) все равно значительно выше, чем при использовании аналогового модема..

Для сжатия большого объема информации, передаваемой по витой паре телефонных проводов, в технологии ADSL используется цифровая обработка сигнала и специально созданные алгоритмы, усовершенствованные аналоговые фильтры и аналого-цифровые преобразователи. Телефонные линии большой протяженности могут ослабить передаваемый высокочастотный сигнал. Это заставляет аналоговые системы модема ADSL работать с достаточно большой нагрузкой, позволяющей иметь большой динамический диапазон и низкий уровень шумов.

Технологии хDSL позволяют достичь высокой скорости передачи данных. Например, ADSL обеспечивает нисходящий поток данных 1,5 — 8 Мбит/с, а восходящий поток данных 640 Кбит/с — 1,5 Мбит/с. VDSL обеспечивает при выборе асимметричной схемы нисходящий поток данных 13 — 52 Мбит/с, а восходящий поток данных 1,5 — 2,3 Мбит/с (для симметричной VDSL скорость передачи данных составляет 13 — 26 Мбит/с). Скорость передачи данных при использовании технологий хDSL зависит от расстояния; с увеличением расстояния скорость передачи данных уменьшается. Например, для ADSL при длине линии 3 км может быть достигнута скорость передачи более 8 Мбит/с, а для длины линии 6 км может быть достигнута скорость передачи данных 1,5 Мбит/с. Для VDSL эти цифры примерно такие. Скорости 52 Мбит/с соответствует длина линии порядка 300 метров, а скорости 13 Мбит/с соответствует длина линии порядка 1,5 км. При этом данные технологии обеспечивают одновременно телефонную связь, высокоскоростной доступ в сеть Интернет, видео по запросу и один (для ADSL) или три (для VDSL) телевизионных канала качества DVD. Другие технологии хDSL могут использоваться для передачи голоса и высокоскоростного доступа в сеть Интернет, но не подходят для передачи высококачественных видеосигналов в режиме реального времени.

Технология HDSL предусматривает организацию симметричной линии передачи данных, то есть скорости передачи данных от пользователя в сеть и из сети к пользователю равны.

Технологии DSL имеют определенные преимущества. Любой абонент, подключенный к телефонной сети общего пользования, имеет медную телефонную линию, которая может быть использована для развертывания линии передачи данных. То есть не требуется создавать новую инфраструктуру. Для работы системы необходимы только два устройства ADSL (на станции и в помещении пользователя) и витая пара проводов. Линия хDSL обеспечивает надежное и постоянно установленное (в отличие от аналоговых модемов) соединение. По сравнению с другими технологиями доступа хDSL требует значительно меньших инвестиций при учете достигаемой скорости передачи данных.

Технологии xDSL позволяют наиболее экономичным образом удовлетворить потребность пользователей в высокоскоростной передаче данных. Различные варианты технологий хDSL обеспечивают различную скорость передачи данных, но в любом случае эта скорость гораздо выше скорости самого быстрого аналогового модема.

Беспроводная абонентская линия

Наиболее точно данную технологию можно определить как использование радиодоступа для предоставления широскоростных сетевых услуг индивидуальным пользователям. Причем эта технология может использоваться не только в тех регионах, где недостаточно развита телефонная кабельная сеть, но и там, где уровень развития кабельных сетей достаточно высок. В этом случае операторы, использующие технологии широкополосного беспроводного доступа, уже выступают прямыми конкурентами операторов местной связи.

Широкополосные беспроводные линии могут использоваться для высококачественной передачи данных, видеосигналов и организации телефонной связи. Исторически для организации восходящего канала передачи данных использовалась телефонная линия, но в настоящее время операторы переходят к полностью дуплексной беспроводной системе. Скорость передачи данных определяется шириной доступного оператору спектра частот и схемой модуляции. Например, в БГЭУ радиоканал работает на частоте 2,442 МГц и имеет скорость передачи 11 Мб/с на расстоянии до 5 км.

Как и в случае организации эфирной телевизионной трансляции, беспроводные линии передачи данных организуются по принципу прямой видимости. Сигнал передается с антенны, обычно расположенной на возвышенности или на высоком здании, на специальные приемные антенны, установленные на зданиях пользователей. Получение достаточно чистого спектра частот может быть достаточно сложной задачей; другой проблемой является требование прямой видимости для большинства организуемых линий.

Организация сети на базе беспроводных линий подобна структуре кабельной сети. Основное отличие заключается в том, что сигнал цифровых данных (например, содержащий запрошенную из сети Интернет информацию), преобразуется  в радиочастотный канал, по которому осуществляется передача на антенну, установленную на здании пользователя.

На принимающей стороне сигнал с антенны поступает на модем, расположенный в помещении пользователя. Модем демодулирует входящий сигнал данных и направляет его на персональный компьютер или на ЛВС.

Технология беспроводной абонентской линии имеет несколько преимуществ по сравнению с альтернативными технологиями доступа. Беспроводные линии могут быть развернуты в тех местах, где из-за невозможности проведения работ, плотности или «древности» застройки просто не может быть проложена кабельная линия. Во-вторых, для определенных расстояний и расположения населенных пунктов организация беспроводного доступа может быть просто гораздо более экономически эффективной по сравнению с альтернативными технологиями. Здесь необходимо учитывать и затраты труда, и длину абонентской линии.

Спутниковые технологии

Отличительные особенности спутниковых систем делают их привлекательной технологией доступа. Прежде всего — это экономическая эффективность для провайдера. Зона охвата спутника такова, что он может обслуживать очень большое количество абонентов. Причем стоимость организации обслуживания совершенно не зависит от географического положения пользователя в пределах зоны охвата спутника. Спутниковый канал может приниматься в любой точке зоны охвата, независимо от условий местности.

Хотя спутниковые системы имеют много плюсов, позволяющих рассматривать их в качестве одной из технологий организации высокоскоростной передачи данных на «последней миле», имеются также и негативные аспекты.

Спутниковые системы доступа имеют не самую высокую скорость передачи данных (порядка 400 Кбит/с по направлению к пользователю) и при этом не очень быстро работают. Например, сигнал запроса от компьютера вначале проходит по телефонной линии, через провайдера и по обычному тракту в сети Интернет, а после ответа сигнал передается через спутник, проходя в общей сложности около 70 тысяч километров. Даже обладая скоростью света, такое средство доступа в Интернет остается достаточно медленным. Особенно это заметно при осуществлении двусторонней связи в режиме реального времени.

Вложения в системы спутниковой связи составляют многие миллиарды долларов, причем успех и получение прибыли совершенно не гарантированы. Следует упомянуть также и о безопасности трафика, слишком длительных циклах планирования для такой быстро изменяющейся индустрии, как телекоммуникации, а также нехватку частот, которые можно было бы легко использовать.

Кроме этого, к недостаткам спутниковых систем можно отнести и необходимость приобретения и настройки достаточно дорогостоящего оборудования. Впрочем, существует целый ряд экстремальных ситуаций, когда невозможно организовать доступ в сеть Интернет никаким другим образом, кроме как через спутник (например, для корабля, находящийся посреди океана).

9.5 Развитие Интернет- технологий

IP- телефония

Основное преимущество IP-телефонии - значительная экономия средств при ведении междугородних или международных переговоров. Эта экономия достигается благодаря тому, что большую часть расстояния между абонентами голосовой сигнал проходит не по телефонной сети, а по сети Интернет.

Высокие затраты телефонных компаний приводят к дорогим междугородным разговорам, так как подключение к телефонной станции  имеет много избыточной производительности или времени простоя в течение речевого сеанса.

Простое использование Интернет, например WWW- сервиса, для телефонных разговоров не может привести к высокому качеству речи, так как метод пакетной коммутации не позволяет получать пакеты равномерно и с малыми промежутками времени, т.е. трафик сети Интернет пульсирует. Для передачи голоса требуется равномерное поступление пакетов с минимальными задержками между ними. Экспериментально установлено, что качество речи имеет приемлемый уровень при общей задержке не более 200-300 мс между пакетами.

Для передачи голоса в начале 90- х годов прошлого столетия была разработана технология Интернет – телефонии (IP- телефонии). Голос поступает в Интернет и выходит из нее через специальные IP-телефонные шлюзы.

Принцип работы IP-шлюза достаточно прост - он преобразует голосовые сигналы в цифровую форму, а затем по определенному закону сжимает цифровой сигнал с целью снижения скорости передачи данных. Затем речевые данные помещаются в IP-пакеты. На сегодня большинство голосовых шлюзов поддерживает для взаимодействия друг с другом стандартный международный протокол H.323. Указанный протокол размещается над протоколом TCP/ IP и представляет собой протокол прикладного уровня.

Реальное качество воспроизводимой речи в случае IP-телефонии зависит от множества факторов и может варьироваться в значительных пределах в зависимости от клиентского программного и аппаратного обеспечения, шлюзового оборудования, пропускной способности и загруженности сети Интернет. Качество речи имеет приемлемый уровень при общей задержке не более 200-300 мс.

Для уменьшения задержки передаваемой речи протокол TCP не требует получения квитанции от своего абонента, как это описывалось в предыдущей лекции.  Это в свою очередь приводит к потере пакетов, а значит и потере качества речи.  Компенсацию недостатков передачи голоса через Интернет обеспечивают приоритетом голосовых потоков над информационными данными, например, посредством настройки маршрутизатора на первоочередное обслуживание  голосовых пакетов. В результате голосовые пакеты пропускаются  маршрутизатором вне очереди.

WiFi технология

Под аббревиатурой Wi-Fi (от английского словосочетания Wireless Fidelity, которое можно дословно перевести как «высокая точность беспроводной передачи данных») в настоящее время развивается целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам.

Wi-Fi предназначен для создания беспроводных локальных сетей (WLAN) и организации высокоскоростных беспроводных подключений к сети Интернет. В зависимости от конкретного стандарта сети Wi-Fi  обеспечивают скорость передачи данных от 2 Мбит/с.

Одна точка доступа может обеспечить охват в радиусе до 200 метров. Широкое распространение, помимо домашних и офисных сетей, Wi-Fi нашел в сфере организации публичного доступа в Интернет (хот-спотов) — с использованием этой технологии любой посетитель гостиницы, кафе, ресторана, бизнес-центра или аэровокзала (где есть публичная точка доступа Wi-Fi) - получает возможность мобильного подключения к Интернет  посредством своего ноутбука, карманного персонального   или телефона, поддерживающего стандарт беспроводного доступа.

.В настоящее время уже более половины всех выпускаемых ноутбуков и КПК имеют встроенную поддержку Wi-Fi,

Для того, чтобы подключиться к сети Wi-Fi надо оказаться в зоне действия хот-спота. Затем следует установить связь между ноутбуком и точкой доступа — они определяют друг друга автоматически, после чего на корпусе или экране устройства появляется индикация беспроводной сети. После этого надо активировать доступ в Интернет. В большинстве случаев для этого достаточно просто запустить браузер и набрать в нем адрес какого-нибудь Web-сайта.

для самостоятельного изучения:

1. ПРОТОКОЛЫ прикЛАДНОГО УРОВНЯ: WWW (HTTP), элетронноЙ почты POP3 – SMTP,  FTP, NNTP, TELNET 

2. ПОИСКОВЫЕ СИСТЕМЫ в ИНТЕРНЕТ


 

 



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53971. Компютерна залежність 57 KB
  Особливу увагу треба приділити вивченню впливу комп’ютера на здоров’я школярів що обумовлено як більшою чутливістю організму дитини до всіляких факторів навколишнього середовища так і можливими віддаленими наслідками такого впливу які позначаться лише через багато років. Негативні фактори які впливають на людину за комп’ютером: сидяче положення протягом тривалого часу; електромагнітне випромінювання; перевантаження суглобів кистей; підвищене навантаження на зір; стрес у разі втрати інформації. Сидяче положення Людина за...
53973. Основные этапы развития научных представлений о культуре. Актуальность культурологических исследований 37.5 KB
  Традиция исследования феномена, называемого культурой, насчитывает многие столетия. В философии Древнего Мира значительное место занимает рассмотрение проблем морали, религии, искусства, бытия личности; в античной философии появился термин «культура».
53974. Lesen 256 KB
  Wir beginnen unsere Stunde. Aber ich möchte sagen, dass wir heute eine ungewöhnliche Stunde haben. Wir haben heute viele Gäste. Das sind Deutschlehrer und ich möchte meine geehrte Kolegen herzlich in unserer Schule begrüßen. Unser heutiges Thema heißt...
53975. Lesen. Unsere beliebten Buchhelden 65.5 KB
  Heute sprechen wir zum Thema „Lesen. Unsere beliebten Buchhelden“. Wir werden lesen; hören, verschiedene Testaufgaben machen, über unsere beliebten Buchhelden erzählen.
53976. Леся Українка – геніальна донька українського народу. Життя і творчість великої поетеси. Л.Українка «Давня весна» 1.03 MB
  Ми будемо говорити про життєвий і творчий шлях письменниці, яку знає і шанує весь світ. Саме ім’я Леся Українка – наче символ України. Воно викликає в нас світлі почуття радості від зустрічі з талановитою людиною, яка настільки любила свій народ, що взяла собі псевдонім Українка.
53977. Career Prospects 54 KB
  Think about the generations and to say we want to make it a better place for our children and our children's children. So that they know it's a better world for them; and think if they can make it a better place.
53978. Mother’s Day 64.5 KB
  Tape recorder, cassette, large sheet of plain paper for each group, card in a form of sun, photos of kids and their mothers, poster with the quiz, pictures of famous people, cards with sayings and proverbs.
53979. Розвиток мовлення. Переказ 57.5 KB
  Мета: вчити учня розповідати в усній і писемній формі про те, що бачив, про що читав, що знає, добирати для розповіді найбільш вдалі слова, удосконалювати навички використання іменників різних відмінків у зв’язному мовленні.