Назовите основные типы протоколов которые поддерживают современные модемы

Назовите основные типы протоколов которые поддерживают современные модемы

МОДЕМНЫЕ ПРОТОКОЛЫ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ

Попробуем дать обзор протоколов физического уровня и их параметров для модемов, работающих по коммутируемым и выделенным каналам связи тональной частоты (телефонным каналам). Перед этим рассмотрим основные термины, касающиеся принципов работы модемов.

Аналоговые каналы тональной частоты характеризуются тем, что спектр передаваемого по ним сигнала ограничен диапазоном от 300 Гц до 3400 Гц. Причины, по которым такое ограничение имеет место, пусть останутся за рамками данного реферата. Примем это как данность. Именно это ограничение спектра и является основной преградой в использовании телефонных каналов для высокоскоростной передачи цифровой информации. Скорость передачи информации по каналу с ограниченным спектром не может превосходить ширины этого спектра, т.е.-3100 бод в нашем случае. Но как же тогда быть с модемами, передающими информацию со скоростями 4800, 9600, 14400 бит/с и даже больше? Ответ напрашивается сам: в аналоговой технике передачи данных бод и бит/с не есть одно и то же. Для прояснения этого тезиса стоит рассмотреть внимательнее физический уровень работы модема.

Электрический сигнал, распространяющийся по каналу, характеризуется тремя параметрами — амплитудой, частотой и фазой. Именно изменение одного из этих параметров, или даже совместно некоторой их совокупности в зависимости от значений информационных бит и составляет физическую сущность процесса модуляций. Каждому информационному элементу соответствует фиксированный отрезок времени, на котором электрический сигнал имеет определённые значения своих параметров, характеризующих значение этого информационного элемента. Этот отрезок времени называют бодовым интервалом. Если кодируемый элемент соответствует одному биту, информации, который может принимать значение 0 или 1, то на бодовом интервале параметры сигнала соответственно могут принимать одну из двух предопределенных совокупностей значении амплитуды, частоты и фазы. В этом случае модуляционная скорость (еще ее называют линейной или бодовой равна информационной, т.е. 1 бод = 1 бит/с. Но кодируемый элемент может соответствовать не одному, а, например, двум битам информации. В этом случае информационная скорость будет вдвое превосходить бодовую, а параметры сигнала на бодовом интервале могут принимать одну из четырех совокупностей значений, соответствующих 00, 01, 10 или 11.

Говоря о видах модуляции, ограничимся только теми, которые реально используются в модемах. А таких на самом деле всего три : частотная, фазоразностная и многопозиционная амплитудно-фазовая. Все остальные — не более чем вариация этих трех.

При частотной модуляции ( FSK, Frequency Shift Keying ) значениям 0 и 1 информационного бита соответствуют свои частоты физического сигнала при неизменной его амплитуде. Частотная модуляция весьма помехоустойчива, поскольку искажениям при помехах подвергается в основном амплитуда сигнала, а не частота. При этом достоверность демодуляции, а значит и помехоустойчивость тем выше, чем больше периодов сигнала попадает в бодовый интервал. Но увеличение бодового интервала по понятным причинам снижает скорость передачи информации. С другой стороны, необходимая для этого вида модуляции ширина спектра сигнала может быть значительно уже всей полосы канала. Отсюда вытекает область применения FSK — низкоскоростные, но высоко надежные стандарты, позволяющие осуществлять связь на каналах с большими искажениями АЧХ, или даже с усеченной полосой пропускания.

При фазоразностной модуляции ( DPSK, Differential Phase Shift Keying) изменяемым в зависимости от значения информационного элемента параметром является фаза сигнала при неизменной амплитуде и частоте. При этом каждому информационному элементу ставится в соответствие не абсолютное значение фазы, а ее изменение относительно предыдущего значения. Если информационный элемент есть дибит, то в зависимости от его значения (00,01,10,11) фаза сигнала может изменяться на 90, 180, 270 градусов или не изменяться вовсе. Из теории информации известно, что фазовая модуляция наиболее информативна, однако увеличение числа кодируемых бит выше трех (8 позиций поворота фазы) приводит к резкому снижению помехоустойчивости. Поэтому на высоких скоростях применяются комбинированные амплитудно-фазовые методы модуляции .

Многопозиционную амплитудно-фазовую модуляцию называют еще квадратурной амплитудной модуляцией ( QAM, Quadrature Amplitude Modulation) . Здесь помимо изменения фазы сигнала используется манипуляция его амплитудой, что позволяет увеличивать число кодируемых бит. В настоящее время используются модуляции, в которых количество кодируемых на одном бодовом интервале информационных бит может доходить до 8, а, соответственно, число позиций сигнала в сигнальном пространстве — до 256 (В протоколе V.34 — до 9 бит). Однако, применение многоточечной QAM в чистом виде сталкивается с серьезными проблемами, связанными с недостаточной помехоустойчивостью кодирования. Поэтому во всех современных высокоскоростных протоколах используется разновидность этого вида модуляции, т.н. модуляция с решетчатым кодированием или треллис-кодированием ( TCM, Trellis Coded Modulation) , которая позволяет повысить помехозащищенность передачи информации — снизить требования к отношению сигнал/шум в канале на величину от 3 до 6 дБ.

Под дуплексным режимом работы понимается возможность передавать информацию в обе стороны одновременно. Обычный телефонный канал — типичный пример дуплексного канала. Он позволяет Вам говорить что-то своему собеседнику в то же самое время, когда тот в свою очередь пытается что-то сообщить Вам. Другой вопрос, поймете ли Вы друг друга. Аналогию в полной мере можно отнести и модемной связи. Проблема для модема будет заключаться не в способности канала передавать дуплексную информацию, а возможности демодулятора модема распознать входной сигнал на фоне отраженного от аппаратуры АТС собственного выходного сигнала, который фактически становится для модема шумом. При этом его мощность может быть не только сравнима, но в большинстве случаев значительно превосходить мощности принимаемого полезного сигнала. Поэтому, могут ли модемы передавать информацию одновременно в обе стороны определяется возможностями протокола физического уровня.

Каковы же способы обеспечения дуплекса? Самый очевидный способ, не требующий от разработчиков модемов особой фантазии, но зато требующий от телефонной сети возможности подключения к четырехпроводному окончанию, вытекает из упомянутой возможности. Если такая возможность есть, то в этом случае каждая пара используется для передачи информации только в одном направлении.

Если же необходимо обеспечивать дуплекс при работе по двухпроводной линии, то приходится использовать другие способы. Одним из них является частотное разделение каналов. Вся полоса пропускания канала разделяется на два частотных подканала, по каждому из которых производится передача в одном направлении. Выбор подканала передачи осуществляется на этапе установки соединения и, как правило, однозначно связан с ролью модема в сеансе связи: вызывающий или отвечающий. Очевидно, что этот метод не позволяет использовать возможности канала в полном объеме ввиду значительного сужения полосы пропускания. Тем более, что для исключения проникновения боковых гармоник в соседний подканал, разносить их приходится со значительным «зазором», в результате чего частотные подканалы занимают отнюдь не половину полного спектра. Соответственно, данный метод обеспечения дуплексной связи ограничивает скорость передачи информации. Существующие протоколы физического уровня, использующие частотное разделение каналов, обеспечивают симметричную дуплексную связь со скоростями, не превышающими 2400 бит/с.

Оговорка про симметричный дуплекс не случайна. Дело в том, что ряд протоколов обеспечивают и более скоростную связь, но в одном направлении, в то время как обратный канал — значительно медленнее. Разделение частот в этом случае осуществляется на неравные по ширине полосы пропускания подканалы. Эта разновидность дуплексной связи называется асимметричной.

Другим методом обеспечения симметричного дуплекса, который используется во всех высокоскоростных протоколах, является технология эхо-подавления (эхо-компенсации). Суть ее заключается в том, что модемы, обладая информацией о собственном выходном сигнале, могут использовать это знание для фильтрации собственного «рукотворного» шума из принимаемого сигнала. На этапе вхождения в связь каждый модем, посылая некий зондирующий сигнал, определяет параметры эхо-отражения: время запаздывания и мощность отраженного сигнала. А в процессе сеанса связи эхо-компенсатор модема «вычитает» из принимаемого входного сигнала свой собственный выходной сигнал, скорректированный в соответствии с полученными параметрами эхо-отражения. Эта технология позволяет использовать для дуплексной передачи информации всю ширину полосы пропускания канала, однако требует при реализации весьма серьезных вычислительных ресурсов на сигнальную обработку.

Наконец, стоит отметить, что многие протоколы и не пытаются обеспечить дуплексную связь. Это так называемые полудуплексные протоколы. В частности, все протоколы, предназначенные для факсимильной связи — полудуплексные. В этом случае в каждый момент времени информация передается только в одну сторону. По окончании приема/передачи некоторой порции информации оба модема (факса) синхронно переключают направление передачи данных ( ping-pong ). Ввиду отсутствия проблем с взаимным проникновением подканалов передачи, а также с эхо-отражением, полудуплексные протоколы в общем случае характеризуются большей помехоустойчивостью и возможностью использования всей ширины полосы пропускания канала. Однако эффективность использования канала для передачи данных по сравнению с дуплексными протоколами ниже. Связано это, прежде всего с тем, что практически все протоколы передачи данных, как канального уровня ( MNP,V .42), так и уровня передачи файлов (X, Y, Zmodem , не говоря уже о протоколах типа BiDirectional ), требуют двустороннего обмена, по крайней мере, для подтверждения принятой информации. А любое переключение направления передачи, помимо невозможности в данный момент передавать очередную порцию пользовательской информации, требует дополнительных накладных расходов по времени на взаимную пересинхронизацию приемной и передающей сторон.

Общеупотребительные модемные протоколы ITU-T

Это дуплексный протокол с частотным разделением каналов и частотной же модуляцией FSK . На нижнем канале (его обычно использует для передачи вызывающий модем) «1» передается частотой 980 Гц, а «О» — 1180 Гц. На верхнем канале (передает отвечающий) «1» передается частотой 1650 Гц, а «О» -1850 Гц. Модуляционная и информационная скорости равны -300 бод, 300 бит/с. Несмотря на невысокую скорость, данный протокол находит применение, прежде всего в качестве «аварийного», при невозможности вследствие высокого уровня помех использовать другие протоколы физического уровня. Кроме того, ввиду своей неприхотливости и помехоустойчивости, он используется в специальных высокоуровневых приложениях, требующих высокой надежности передачи. Например, при установке соединения между модемами по новой Рекомендации V.8, или для передачи управляющих команд при факсимильной связи (верхний канал).

Это дуплексный протокол с частотным разделением каналов и модуляцией DPSK . Несущая частота нижнего канала (передает вызывающий) — 1200 Гц, верхнего (передает отвечающий) — 2400 Гц. Модуляционная скорость — 600 бод. Имеет режимы двухпозиционной (кодируется бит) и четырехпозиционной (дибит) фазоразностной модуляции с фазовым расстоянием между точками, соответственно, в 180° и 90°. Соответственно, информационная скорость может быть 600 или 1200 бит/с. Этот протокол фактически поглощен протоколом V.22bis.

Это дуплексный протокол с частотным разделением каналов и модуляцией QAM . Несущая частота нижнего канала (передает вызывающий) — 1200 Гц, верхнего — 2400 Гц. Модуляционная скорость — 600 бод. Имеет режимы четырехпозиционной (кодируется дибит) и шестнадцатипозиционной (кодируется квадробит) квадратурной амплитудной модуляции. Соответственно, информационная скорость может быть 1200 или 2400 бит/с. Режим 1200 бит/с полностью совместим с V .22, несмотря на другой тип модуляции. Дело в том, что первые два бита в режиме 16- Q АМ (квадробит) определяют изменение фазового квадранта относительно предыдущего сигнального элемента и потому за амплитуду не отвечают, а последние два бита определяют положение сигнального элемента внутри квадранта с вариацией амплитуды. Таким образом, DPSK можно рассматривать как частный случай QAM , где два последних бита не меняют своих значений. В результате из шестнадцати позиций выбираются четыре в разных квадрантах, но с одинаковым положением внутри квадранта, в том числе и с одинаковой амплитудой. Протокол V.22bis является стандартом де-факто для всех среднескоростных модемов.

Это дуплексный протокол с эхо-подавлением и квадратурной амплитудной модуляцией или модуляцией с решетчатым кодированием. Частота несущего сигнала — 1800 Гц, модуляционная скорость — 2400 бод. Таким образом, используется спектр шириной от 600 до 3000 Гц. Имеет режимы двухпозиционной (бит), четырехпозиционной (дибит) и шестнадцатипозиционной (квадробит) QAM . Соответственно, информационная скорость может быть 2400, 4800 и 9600 бит/с. Кроме того, для скорости 9600 бит/с имеет место альтернативная модуляция — 32-позиционная ТСМ.

Это дуплексный протокол с эхо-подавлением и модуляцией ТСМ. Используются те же, что в V. 32, частота несущего сигнала — 1800 Гц, и модуляционная скорость — 2400 бод. Имеет режимы 16-ТСМ, 32-ТСМ, 64-ТСМ и 128-ТСМ. Соответственно, информационная скорость может быть 7200, 9600, 12000 и 14400 бит/с. Режим 32-ТСМ полностью совместим с соответствующим режимом V .32. Протокол V.32bis является стандартом де-факто для всех скоростных модемов.

Экзотические модемные протоколы ITU-T

Это полудуплексный протокол с частотной модуляцией FSK . В нем имеется два скоростных режима: 6 00 бит/с и 1200 бит/с. Модуляционная и информационная скорости равны: соответственно, 600 и 1200 бод. В обоих режимах «1» передается частотой 1300 Гц. В режиме 600 бит/с «О» передается частотой 1700 Гц, а в режиме 1200 бит/с — частотой 2100 Гц. Реализация протокола опционально может включать обратный канал, работающий на скорости 75 бит/с, что превращает протокол в асимметричный дуплексный. Частота передачи «1» в обратном канале 390 Гц, «О» — 450 Гц. Это протокол практически вышел из употребления в качестве стандартного протокола меж модемной связи, и далеко не всякий стандартный модем им оснащен.

V.26, V.26bis, V.26ter

Эти три протокола объединяет тип модуляции — DPSK , частота несущей — 1800 Гц и модуляционная скорость -1200 бод. Разница между ними заключаете в возможности и способах обеспечения дуплексной связи и в информационной скорости. V .26 обеспечивает дуплекс только по четырехпроводной выделенной линии, V26bis — это полудуплексный протокол, пред назначенный для работы по двухпроводной коммутируемой линии, а V 2б ter обеспечивает полный дуплекс помощью технологии эхо-подавления. Кроме тоге первые два протокола могут быть асимметричным дуплексными, опционально включая обратный канал, работающий на скорости 75 бит/с в соответствии с V.23 . Все три протокола обеспечивают скорость передач информации 2400 бит/с посредством четырехпозиционной (дибит) DPSK. V.26bis и V.26ter , кроме того имеют режим двухпозиционной (бит) DPSK , обеспечивая скорость 1200 бит/с.

В этом протоколе используется модуляция с решетчатым кодированием ТСМ. Он предназначен для обеспечения дуплексной связи на четырехпроводных выделенных каналах. Имеет частоту несущего сигнал 1800 Гц, и модуляционную скорость 2400 бод. Работает в режимах 64-ТСМ и 128-ТСМ. Соответственно информационная скорость может быть 12000 и 1440 бит/с. Этот протокол очень напоминает V.32bis без эхо-подавления. Более того, если модем с протоколом V.3 З установить на четырехпроводное окончание до дифференциальной системы АТС, то он вполне сможет связаться с удаленным модемом V.32bis , установленным на двухпроводной линии.

Общеупотребительные факс-протоколы ITU-T

В этом протоколе применяется фазоразностная модуляция с частотой несущего сигнала 1800 Гц. Могут использоваться два режима с разными информационными скоростями: 2400 и 4800 бит/с. Информационная скорость 2400 бит/с достигается модуляционной скоростью 1200 бод и кодированием дибита (4-позиционный DPSK ), а 4800 бит/с — скоростью 1600 бод и кодированием трибита (8-позиционный DPSK ). Стоит отметить, что существуют еще малоупотребительные модемные протоколы данного семейства — V.27 и V.27bis , которые отличаются от V.27ter , главным образом, типом канала (выделенный четырехпроводный), для которого они предназначены.

В этом протоколе применяется квадратурная амплитудная модуляция. Частота несущего сигнала — 1700 Гц, модуляционная скорость — 2400 бод. Имеет режимы 8-позиционной (трибит) и 16-позиционной (квадробит) Q АМ. Соответственно, информационная скорость может быть 7200 и 9600 бит/с.

Этот протокол по своим параметрам очень напоминает V.32bis . В нем используется модуляция с решетчатым кодированием. Частота несущего сигнала -1800 Гц, и модуляционная скорость — 2400 бод. Имеет режимы 16-ТСМ, 32-ТСМ, 64-ТСМ и 128-ТСМ. Соответственно, информационная скорость может быть 7200, 9600, 12000 и 14400 бит/с.

Нестандартные модемные протоколы

Этот протокол, разработанный фирмой АТ&Т ( в настоящее время Lucent Technologies) , является открытым для реализации разработчиками модемов. В частности, помимо БИС фирмы АТ&Т, данный протокол реализован в некоторых модемах фирмы U.S.Robotics ( в настоящее время 3Com) . Протокол фактически является механическим развитием технологии V.32bis : дуплекс с эхо-подавлением, модуляция с решетчатым кодированием, модуляционная скорость — 2400 бод, несущая — 1800 Гц, расширение информационных скоростей значениями 16800 и 19200 бит/с за счет 256-ТСМ и 512-ТСМ. Следствием такого подхода является весьма жесткие требования, предъявляемые данным протоколом к линии. Так, например, для устойчивой работы на скорости 19200 бит/с отношение сигнал/шум должно быть не менее З 0 дБ.

Протокол разработан фирмой ZyXEL Communications Corporation и реализован в собственных модемах. Этот протокол также, как и V.32terbo , расширяет V.32bis значениями информационных скоростей 16800 и 19200 бит/с с сохранением технологии эхо-подавления, модуляции с треллис-кодированием и несущей 1800 Гц. Модуляционная же скорость 2400 бод сохраняется лишь для 16800 бит/с. Скорость 19200 бит/с обеспечивается повышением модуляционной скорости до 2743 бод при сохранении режима модуляции 256-ТСМ для обеих скоростей. Такое решение позволяет снизить требование к отношению сигнал/шум на линии на 2.4 дБ, однако расширение полосы пропускания может негативно сказываться при больших искажениях амплитудно-частотной характеристики канала.

Протокол Н S Т (Hi gh S рее d Тес hn о1о g у) разработан фирмой U.S.R о b о ti сs (в настоящее время 3Com) и реализован в модемах фирмы серии Co urier . Это асимметричный дуплексный протокол с частотным разделением каналов. Обратный канал имеет режимы 300 и 450 бит/с. Основной канал — 4800, 7200, 9600, 12000, 14400 и 16800 бит/с. Применяется модуляция с решетчатым кодированием и модуляционной скоростью 2400 бод. Характеризуется сравнительной простотой и высокой помехоустойчивостью вследствие отсутствия необходимости в эхо-компенсации и отсутствия же взаимовлияния каналов.

Полудуплексные протоколы семейства РЕР (Рас k е tiz е d Ens е mbl е Р r о t осо l ) разработаны фирмой T е1е bit и реализованы в модемах фирмы серий Т r а il В1а z е r (РЕР) и W о r1d В1а z е r (Т urb оРЕР). В этих протоколах принципиально иным образом используется вся полоса пропускания канала тональной частоты для высокоскоростной передачи данных. Весь канал разбивается на множество узкополосных частотных подканалов, по каждому из которых независимо передается своя порция бит из общего потока информации. Такого рода протоколы называют многоканальными, или параллельными, или протоколами с множеством несущих ( multicarrier ). В протоколе РЕР канал разбивается на 511 подканалов. В каждом подканале шириной около 6 Гц с модуляционной скоростью от 2 до 6 бод с помощью квадратурной амплитудной модуляции кодируются от 2 до 6 бит на бод. Имеется несколько степеней свободы для обеспечения максимальной пропускной способности каждого конкретного канала, имеющего свои характеристики по части искажений и помеховой обстановки. В процессе установки соединения каждый частотный подканал независимо тестируется и определяется возможность его использования, а также параметры: модуляционная скорость подканала и число позиций модуляции. Максимальная скорость передачи по протоколу РЕР может достигать 19200 бит/ с. В процессе сеанса при ухудшении помеховой обстановки параметры подканалов могут меняться, а некоторые подканалы — отключаться. При этом декремент понижения скорости не превышает 100 бит/с. Протокол Turbo РЕР за счет увеличения числа подканалов, а также количества кодируемых на одном бодовом интервале бит, может достигать скорости 23000 бит/с. Кроме того, в протоколе Tur boPEP применяется модуляция с треллис-кодированием, что увеличивает помехоустойчивость протокола.

Основными преимуществами этих протоколов является слабая чувствительность к искажениям амплитудно-частотной характеристики канала и значительно меньшая чувствительность к импульсным помехам по сравнению с традиционными протоколами. Если первое не вызывает вопросов, то по части импульсных помех требуются некоторые комментарии. Дело в том, что хотя импульсная помеха «бьет» практически по всей ширине спектра, т.е. по всем подканалам, но в связи со значительно большей длительностью сигнала по сравнению с традиционными протоколами (6 бод против 2400), искаженная помехой доля сигнала много меньше, что позволяет в ряде случаев нормально его демодулировать.

И последнее, что стоит отметить, это то, что в ряде стран протоколы этого типа запрещены для использования на коммутируемых телефонных каналах. Возможно потому, что многоканальные протоколы позволяют успешно работать даже на линиях, на которых ретивыми канализаторами установлены режекторные фильтры (для того, по-видимому, чтобы лишить клиентов, в чем-то провинившихся, возможности использовать телефонные каналы для передачи данных с помощью стандартных модемов).

Практически полное отсутствие упоминания о последних достижениях в области сверхскоростной передачи данных по телефонным каналам — проекты V.fast разных фирм, V.FC фирмы Rockwell International и, наконец, Рекомендация V.34 ITU -Т — в обзоре модемных протоколов физического уровня может показаться вызывающим. Однако, если лишь только слегка затронуть тему V. 34, выяснится, что это не просто очередной шаг на пути увеличения скорости модемной связи, а огромный революционный прорыв в стремлении выбрать все резервы канала тональной частоты. Прорыв, некоторым образом, в мировоззрении, демонстрирующий общесистемный подход к проблеме, и опирающийся на резкий технологический скачок в инструментальных средствах, что позволяет приблизиться максимально близко к теоретическому пределу Шеннона.

Ключевым моментом, позволяющим увеличить скорость, является более полное использование той полосы частот, которую имеет аппаратура, входящая в состав коммутируемой сети. По рекомендации V.34 полоса частот должна быть адаптивно меняющейся величиной. Рекомендация предусматривает 6 символьных скоростей, равных 2400, 2743, 2800, 3000, 3200 и 3429 символов/с. В рекомендации предусмотрена система помехоустойчивого кодирования : здесь используется четырехмерная сигнально-кодовая конструкция со сверточным кодом на 16, 32 и 64 состояния. В рекомендации V.34 используется амплитудно-фазовая предкоррекция сигнала передатчика. Кроме того, в рекомендации заложена возможность выбора одного из 11 заранее оговоренных шаблонов для спектра сигнала передатчика. Эти шаблоны предполагают подъем высокочастотных составляющих спектра, что должно скомпенсировать искажения, вносимые абонентскими и соединительными линиями. Другим немаловажным фактором, обеспечивающим устойчивую работу модема, в первую очередь по каналам ИКМ, стало введение в передаваемый сигнал нелинейных искажений. Это позволяет частично скомпенсировать специфические нелинейные искажения сигнала, вносимые аппаратурой ИКМ.

Назовите основные типы протоколов которые поддерживают современные модемы

Предпосылки создания компьютерных сетей

С момента появления ЭВМ возник вопрос о передаче данных между отдельными компьютерами и рациональном распределении ресурсов ЭВМ.
Первые ЭВМ были очень сложны в эксплуатации и имели дорогостоящие аппаратные компоненты, отсутствовали единые стандарты построения ЭВМ. С развитием аппаратной и программной базы компьютеров, совершенствовались и сетевые технологии. Сначала были созданы системы передачи данных первоначально в коммерческих, военных и научных целях, затем сфера применения сетей расширилась.
В настоящее время использование компьютерных сетей является неотъемлемой частью нашей жизни, область их применения охватывает все сферы человеческой деятельности.
Под компьютерной сетью мы будем понимать любое множество ЭВМ, связанных между собой средствами передачи данных (средствами телекоммуникаций).

История возникновения и развития компьютерных сетей

Развитие компьютерных сетей связано как с развитием собственно ЭВМ, входящих в состав сети, так и с развитием средств телекоммуникаций.
Работы по созданию компьютерных сетей начались ещё в 60-х годах ХХ века. Прообразом компьютерных сетей явились системы телеобработки данных (СТД), построенные на базе больших (а позже и миниЭВМ).
В качестве средств передачи данных использовалась существующая телефонная сеть. Основными элементами СТД являются модемы, абонентские пункты и устройства коммутации. Система СТД оперировала только аналоговыми сигналами.
Основным недостатком СТД является невысокое быстродействие (9600 бит/с, реально 2400 бит/с). Поэтому одним из направлений совершенствования СТД явилась разработка цифровых телефонных коммутаторов.
Вторым существенным недостатком СТД является возможность передачи данных по каналу связи в один и тот же момент времени только с одной скоростью. Этот недостаток был преодолен использованием впервые в 70-х годах в США коммуникаций кабельного телевидения, позволяющих вести широкополосную передачу (ШП).
Третьим направлением перехода к сетям была разработка высокоскоростных шин для обеспечения взаимодействия нескольких больших ЭВМ.
Четвёртым направлением развития сетей была реализация распределённой обработки данных.
К середине 80-х годов, с появлением ПЭВМ все отмеченные тенденции развития сетей
стали сближаться, что привело к разработке современных компьютерных сетей.

Преимущества использования компьютерных сетей

Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров.

Разделение ресурсов
Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций.
Разделение данных
Разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации
Разделение программных средств
Разделение программных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.
Разделение ресурсов процессора
При разделение ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не «набрасываются» моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.
Многопользовательский режим
Многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользователь системы работает с другим заданием, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план.

7.2. Классификация компьютерных сетей

Искусственные и реальные сети.
Территориальная распространенность.
Ведомственная принадлежность.
Скорость передачи информации.
Тип среды передачи информации.
Топология компьютерных сетей.
Одноранговые и иерархические сети.

Искусственные и реальные сети

По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные.
Искусственные сети (псевдосети) позволяют связывать компьютеры вместе через последовательные или параллельные порты и не нуждаются в дополнительных устройствах. Иногда связь в такой сети называют связью по нуль-модему (не используется модем). Само соединение называют нуль-модемным. Искусственные сети используются когда необходимо перекачать информацию с одного компьютера на другой. MS-DOS и windows снабжены специальными программами для реализации нуль-модемного соединения.
Основной недостаток — низкая скорость передачи данных и возможность соединения только двух компьютеров.
Реальные сети позволяют связывать компьютеры с помощью специальных устройств коммутации и физической среда передачи данных.
Основной недостаток — необходимость в дополнительных устройствах.
В дальнейшем употребляя термин компьютерная сеть будем иметь в ввиду реальные сети.
Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

1. Территориальная распространенность;
2. Ведомственная принадлежность;
3. Скорость передачи информации;
4. Тип среды передачи;
5. Топология;
6. Организация взаимодействия компьютеров.

Территориальная распространенность

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.
Локальные — это сети, перекрывающие территорию не более 10 м2
Региональные — расположенные на территории города или области
Глобальные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet.
В классификации сетей существует два основных термина: LAN и wAN.

LAN (Local Area Network) — локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку — около шести миль (10 км) в радиусе; использование высокоскоростных каналов.

wAN (wide Area Network) — глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример wAN — сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети.
Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.
Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.

Ведомственная принадлежность

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети.
Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.
Государственные сети — сети, используемые в государственных структурах.

Скорость передачи информации

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

• низкоскоростные (до 10 Мбит/с),
• среднескоростные (до 100 Мбит/с),
• высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);

Для определения скорости передачи данных в сети широко используется бод.
Бод (Baud) – единица скорости передачи сигнала, измеряемая числом дискретных переходов или событий в секунду. Если каждое событие представляет собой один бит, бод эквивалентен бит/сек (в реальных коммуникациях это зачастую не выполняется).

Тип среды передачи информации

По типу среды передачи сети разделяются на:
проводные коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные
беспроводные с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Топология компьютерных сетей

Введем определения.
Узел сети представляет собой компьютер, либо коммутирующее устройство сети.
Ветвь сети — это путь, соединяющий два смежных узла.
Узлы сети бывают трёх типов:

• оконечный узел — расположен в конце только одной ветви;
• промежуточный узел — расположен на концах более чем одной ветви;
• смежный узел — такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией.
Наиболее распространенные виды топологий сетей:

Линейная сеть

Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.

Кольцевая сеть

Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.

Звездообразная сеть

Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.

Общая шина

В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной.

Древовидная сеть

Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.

Ячеистая сеть

Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.

Полносвязная сеть
Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами.

Одноранговые и иерархические сети

С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые (Peer-to-Peer Network) и с выделенным сервером (Dedicated Server Network).

Одноранговые сети
Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.
Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как LANtastic, windows’3.11, Novell Netware Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32-разрядных операционных систем — windows 9x\ME\2k, windows NT workstation версии, OS/2) и некоторых других.
Достоинства одноранговых сетей:

1. Наиболее просты в установке и эксплуатации.
2. Операционные системы DOS и windows обладают всеми необходимыми функциями, позволяющими строить одноранговую сеть.

1. Необходимость дополнительной ОС для сервера.
2. Более высокая сложность установки и модернизации сети.
3. Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера.

7.3. Организация компьютерных сетей

Требования к организации сети.
Модель OSI.
Компоненты компьютерной сети.
Передача данных в сети.
Архитектура сети.

Требования к организации сети

Основными требованиями, которым должна удовлетворять организация ИВС, являются следующие:

1. Открытость — возможность включения дополнительных абонентских, ассоциативных ЭВМ, а также линий (каналов) связи без изменения технических и программных средств существующих компонентов сети. Кроме того, любые две ЭВМ должны взаимодействовать между собой, несмотря на различие в конструкции, производительности, месте изготовления, функциональном назначении.
2. Гибкость — сохранение работоспособности при изменении структуры в результате выхода из строя ЭВМ или линии связи.
3. Эффективность — обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах.

Международной организацией стандартов утверждены определённые требования к организации взаимодействия между системами сети.
Эти требования получили название OSI (Open System Interconnection) — «эталонная модель взаимодействия открытых систем».
Согласно требованиям эталонной модели, каждая система сети должна осуществлять взаимодействие посредствам передачи кадра данных. Согласно модели OSI образование и передача кадра осуществляется с помощью 7-ми последовательных действий, получивших название «уровень обработки».
Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная ролью в том числе и транспортной среде. Благодаря этому общая задача передачи данных расчленяется на отдельные легко обозримые задачи.
Так как пользователи нуждаются в эффективном управлении, система вычислительной сети представляется как комплексное строение, которое координирует взаимодействие задач пользователей.
Отдельные уровни базовой модели проходят в направлении вниз от источника данных (от уровня 7 к уровню 1) и в направлении вверх от приемника данных (от уровня 1 к уровню 7). Пользовательские данные передаются в нижерасположенный уровень вместе со специфическим для уровня заголовком до тех пор, пока не будет достигнут последний уровень.
На приемной стороне поступающие данные анализируются и, по мере надобности, передаются далее в вышерасположенный уровень, пока информация не будет передана в пользовательский прикладной уровень.

Уровень 1. Физический.
На физическом уровне определяются электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в системах. Физическая связь и неразрывная с ней эксплуатационная готовность являются основной функцией 1-го уровня. Стандарты физического уровня включают рекомендации V.24 МККТТ (CCITT), EIA rS232 и Х.21. Стандарт ISDN ( Integrated Services Digital Network) в будущем сыграет определяющую роль для функций передачи данных. В качестве среды передачи данных используют трехжильный медный провод (экранированная витая пара), коаксиальный кабель, оптоволоконный проводник и радиорелейную линию.

Уровень 2. Канальный.
Канальный уровень формирует из данных, передаваемых 1-м уровнем, так называемые «кадры», последовательности кадров. На этом уровне осуществляются управление доступом к передающей среде, используемой несколькими ЭВМ, синхронизация, обнаружение и исправление ошибок.

Уровень 3. Сетевой.
Сетевой уровень устанавливает связь в вычислительной сети между двумя абонентами. Соединение происходит благодаря функциям маршрутизации, которые требуют наличия сетевого адреса в пакете. Сетевой уровень должен также обеспечивать обработку ошибок, мультиплексирование, управление потоками данных. Самый известный стандарт, относящийся к этому уровню, — рекомендация Х.25 МККТТ (для сетей общего пользования с коммутацией пакетов).

Уровень 4. Транспортный.
Транспортный уровень поддерживает непрерывную передачу данных между двумя взаимодействующими друг с другом пользовательскими процессами. Качество транспортировки, безошибочность передачи, независимость вычислительных сетей, сервис транспортировки из конца в конец, минимизация затрат и адресация связи гарантируют непрерывную и безошибочную передачу данных.

Уровень 5. Сеансовый.
Сеансовый уровень координирует прием, передачу и выдачу одного сеанса связи. Для координации необходимы контроль рабочих параметров, управление потоками данных промежуточных накопителей и диалоговый контроль, гарантирующий передачу, имеющихся в распоряжении данных. Кроме того, сеансовый уровень содержит дополнительно функции управления паролями, подсчета платы за пользование ресурсами сети, управления диалогом, синхронизации и отмены связи в сеансе передачи после сбоя вследствие ошибок в нижерасположенных уровнях.

Уровень 6. Представления данных.
Уровень представления данных предназначен для интерпретации данных; а также подготовки данных для пользовательского прикладного уровня. На этом уровне происходит преобразование данных из кадров, используемых для передачи данных в экранный формат или формат для печатающих устройств оконечной системы.

Уровень 7. Прикладной.
В прикладном уровне необходимо предоставить в распоряжение пользователей уже переработанную информацию. С этим может справиться системное и пользовательское прикладное программное обеспечение.

Компоненты компьютерной сети

Для организации компьютерной сети необходимо наличие:

• Сетевого программного обеспечения
• Физической среды передачи данных
• Коммутирующих устройств.

Сетевое ПО
Сетевое программное обеспечение состоит из двух важнейших компонентов:
1) Сетевого программного обеспечения, устанавливаемого на компьютерах-клиентах.
2) Сетевого программного обеспечения, устанавливаемого на компьютерах-серверах.
Сетевая операционная система связывает все компьютеры и периферийные устройства в сети, координирует функции всех компьютеров и периферийных устройств в сети, обеспечивает защищённый доступ к данным и периферийным устройствам в сети.

Примеры сетевых ОС:
Netware 3.11, Nowell Inc.
LAN Server, IВМ Согр.
VINES 5.52, Banyan System Inc.
windows NT Advanced Server 4.0, windows 2k
Unix, Linux, FreeBSD

Физическая среда передачи данных
Определяет:
1) Cкорость передачи данных в сети;
2) Размер сети
3) Требуемый набор служб (передача данных, речи, мультимедиа и т.д.), который необходимо организовать.
4) Требования к уровню шумов и помехозащищенности;
5) Общую стоимость проекта, включающая покупку оборудования, монтаж и последующую эксплуатацию.
Кабельный сегмент сети — цепочка отрезков кабелей, электрически соединенных друг с другом.
Логический сегмент сети, или просто сегмент — группа узлов сети, имеющих непосредственный доступ друг к другу на уровне пакетов канального уровня. В интеллектуальных хабах Ethernet группы портов могут объединяться в логические сегменты для изоляции их трафика от других сегментов в целях повышения производительности и защиты.

Коммутирующие устройства предназначены для связи сегментов сети.
Концентратор- хаб (Hub) — устройство физического подключения нескольких сегментов или лучей, обычно с возможностью соединения сетей различных архитектур.
Интеллектуальный хаб (Intelligent Hub) имеет специальные средства для диагностики и управления, что позволяет оперативно получать сведения об активности и исправности узлов, отключать неисправные узлы и т. д. Стоимость существенно выше, чем у обычных.
Активный хаб (Active Hub) усиливает сигналы, требует источника питания.
Peer Hub — хаб, исполненный в виде платы расширения PC, использующей только источник питания PC.
Пассивный хаб (Passive Hub) только согласует импедансы линий (в сетях ArCnet).
Standalone Hub — самостоятельное устройство с собственным источником питания (обычный вариант).
Повторитель (repeater) — устройство для соединения сегментов одной сети, обеспечивающее промежуточное усиление и формирования сигналов.Позволяет расширять сеть по расстоянию и количеству подключенных узлов.
Мост (Bridge) — средство передачи пакетов между сетями (локальными), для протоколов сетевого уровня прозрачен. Осуществляет фильтрацию пакетов, не выпуская из сети пакеты для адресатов, находящихся внутри сети, а также переадресацию — передачу пакетов в другую сеть в соответствии с таблицей маршрутизации или во все другие сети при отсутствии адресата в таблице. Таблица маршрутизации обычно составляется в процессе самообучения по адресу источника приходящего пакета.
Маршрутизатор (router) — средство обеспечения связи между узлами различных сетей, использует сетевые (логические) адреса. Сети могут находиться на значительном расстоянии, и путь, по которому передается пакет, может проходить через несколько маршрутизаторов. Сетевой адрес интерпретируется как иерархическое описание местоположения узла. Маршрутизаторы поддерживают протоколы сетевого уровня: IP, IPX, X.25, IDP. Мультипротокольные маршрутизаторы (более сложные и дорогие) поддерживают несколько протоколов одновременно для гетерогенных сетей. Brouter (Bridging router) — комбинация моста и маршрутизатора, оперирует как на сетевом, так и на канальном уровне.

Основные характеристики маршрутизатора:

• тип: одно- или многопротокольный, LAN или wAN, Brouter;
• поддерживаемые протоколы;
• пропускная способность;
• типы подключаемых сетей;
• поддерживаемые интерфейсы (LAN и wAN);
• количество портов;
• возможность управления и мониторинга сети.

Шлюз (Gateway) — средство соединения существенно разнородных сетей. В отличие от повторителей, мостов и маршрутизаторов, прозрачных для пользователя, присутствие шлюза заметно. Шлюз выполняет преобразование форматов и размеров пакетов, преобразование протоколов, преобразование данных, мультиплексирование. Обычно реализуется на основе компьютера с большим объемом памяти.
Примеры шлюзов:
Fax: обеспечивает доступ к удаленному факсу, преобразуя данные в факс-формат;
E-mail: обеспечивает почтовую связь между локальными сетями. Шлюз обычно связывает MHS, специфичный для сетевой операционной системы с почтовым сервисом по X.400;
Internet: обеспечивает доступ к глобальной сети Internet.

Передача данных в сети

Для передачи информации по коммуникационным линиям данные преобразуются в цепочку следующих друг за другом битов (двоичное кодирование с помощью двух состояний:»0″ и «1»).
При передаче данных их разделяют на отдельные пакеты, передающиеся последовательно друг за другом.
Пакет включает в себя: адрес отправителя, адрес получателя, данные, контрольный бит.
Для правильной и, следовательно, полной и безошибочной передачи данных необходимо придерживаться согласованных и установленных правил. Все они оговорены в протоколе передачи данных.

Протокол передачи данных требует следующей информации:

• Синхронизация — Под синхронизацией понимают механизм распознавания начала блока данных и его конца.
• Инициализация — Под инициализацией понимают установление соединения между взаимодействующими партнерами.
• Блокирование — Под блокированием понимают разбиение передаваемой информации на блоки данных строго определенной максимальной длины (включая опознавательные знаки начала блока и его конца).
• Адресация — Адресация обеспечивает идентификацию различного используемого оборудования данных, которое обменивается друг с другом информацией во время взаимодействия.
• Обнаружение ошибок — Под обнаружением ошибок понимают установку битов четности и, следовательно, вычисление контрольных битов.
• Нумерация блоков — Текущая нумерация блоков позволяет установить ошибочно передаваемую или потерявшуюся информацию.
• Управление потоком данных — Управление потоком данных служит для распределения и синхронизации информационных потоков. Так, например, если не хватает места в буфере устройства данных или данные не достаточно быстро обрабатываются в периферийных устройствах (например, принтерах), сообщения и / или запросы накапливаются.
• Методы восстановления — После прерывания процесса передачи данных используют методы восстановления, чтобы вернуться к определенному положению для повторной передачи информации.
• Разрешение доступа — Распределение, контроль и управление ограничениями доступа к данным вменяются в обязанность пункта разрешения доступа (например, «только передача» или «только прием».

Архитектура сети определяет технологию передачи данных в сети.
Наиболее распространены следующие архитектуры:

• Ethernet,
• Token ring,
• ArCNET,
• FDDI.

Ethernet
Появилась технология Ethernet — во второй половине 70-х годов. Ее разработали совместно фирмы DEC, Intel и Xerox. В настоящее время эта технология наиболее доступна и популярна.

• Топология — шина, звезда
• Среда передачи данных — коаксиал, витая пара.
• Скорость передачи данных — до 100 Мбит/с
• Длина кабельного сегмента сети — не более 100 м до хаба

Принципы работы сети Ethernet:

1. Никому не разрешается посылать сообщения в то время, когда этим занят уже кто-то другой ( слушай перед тем, как отправить).
2. Если два или несколько отправителей начинают посылать сообщения примерно в один и тот же момент, рано или поздно их сообщения «столкнутся» друг с другом в проводе, что называется коллизией. Коллизии нетрудно распознать, поскольку они всегда вызывают сигнал помехи, который не похож на допустимое сообщение. Ethernet может распознать помехи и заставляет отправителя приостановить передачу, подождать некоторое время, прежде, чем повторно отправить сообщение.

1. Дешевизна.
2. Большой опыт использования.
3. Продолжающиеся нововведения.
4. Богатство выбора. Многие изготовители предлагают аппаратуру построения сетей, базирующуюся на Ethernet.

1. Возможность столкновений сообщений (коллизии, помехи).
2. В случае большой загрузки сети время передачи сообщений непредсказуемо.

Token ring
Token ring — маркерное кольцо
Более молодой, по сравнению с Ethernet, является технология Token ring (?en. 2.8). Она была разработана фирмой IBM. Технология ориентирована на кольцо, по которому постоянно движется маркер. Маркер представляет собой особого рода пакет, предназначенный для синхронизации передачи данных.

• Топология — кольцо
• Среда передачи данных — коаксиал, витая пара.
• Скорость передачи данных — до 100 Мбит/с
• Длина кабельного сегмента сети — не более 185 м до коммутатора.

Принципы работы сети Token ring:
Каждый абонент сети работает в Token ring согласно принципу «Ждать маркера, если необходимо послать сообщение, присоединить его к маркеру, когда он будет проходить мимо. Если проходит маркер, снять с него сообщение и послать маркер дальше».
Достоинства Token ring:

• Гарантированная доставка сообщений;
• Высокая скорость.

Недостатки Token ring:

1. Необходимы дорогостоящие устройства доступа к сети.
2. Высокая сложность технологии реализации сети.
3. Необходимы 2 кабеля (для повышения надежности): один входящий, другой исходящий от компьютера к концентратору (2-я модификация кольца, коммутатор).
4. Высокая стоимость (160-200% от Ethernet).

ArCNET
ArCNET Attached resource Computer Network — маркер шины
Технология ArCNET была разработана фирмой Datapoint Corporation. Принцип работы сети ArCNET аналогичен Token ring, т.е. используется маркер для разрешения АбС передать информацию в соответствующий момент времени.
Однако «способ» реализации маркера здесь отличен от Token ring. Кроме того, технология ArCNET ориентирована на шину (в случае коаксиального кабеля) или звезду (при наличии витой пары проводов).

• Топология — шина, звезда
• Среда передачи данных — коаксиал, витая пара.
• Скорость передачи данных — до 10 Мбит/с
• Длина кабельного сегмента сети — не более 185м

1. Невысокая стоимость(самая дешевая);
2. Простота использования;
3. Гибкость.

1. Низкое быстродействие (1/4 Ethernet, 1/2 — 1/7 Token ring);
2. Плохо работает в условиях мультимедиа, режиме реального времени;
3. Отсутствуют перспективы развития.

FDDI
FDDI Fiber Distributed Data Interface- волоконно-оптический распределенный механизм передачи данных.
Технологи FDDI появилась в середине 80-х годов и ориентирована на волоконную оптику. FDDI поддерживает сеть с передачей маркера. FDDI опирается на 1-ю модификацию циклического кольца (2 кольца: в первом сообщения передаются по часовой стрелке; во втором — против).

• Топология — кольцо
• Среда передачи данных — оптоволоконные линии.
• Скорость передачи данных — от 100 Мбит/с
• Длина кабельного сегмента сети — не более 200км.

1. Очень высокая скорость передачи;
2. Кольцо может быть окружностью до 200 км. и включать до 1000 устройств.

Недостаток:
высокая стоимость (подключение одной рабочей станции $1000-2000).

Назовите основные типы протоколов которые поддерживают современные модемы

Строгой классификации модемов не существует и, вероятно, не может существовать по причине большого разнообразия как самих модемов, так и сфер применения и режимов их работы. Тем не менее, можно выделить ряд признаков, по которым и провести условную классификацию. К таким признакам или критериям классификации можно отнести следующие: область применения; метод передачи; интеллектуальные возможности; конструктивное исполнение; поддержка протоколов модуляции, исправления ошибок и сжатия данных. Можно выделить еще множество более детальных технических признаков, таких как применяемый способ модуляции, интерфейс сопряжения с DTE и так далее.

По области применения современные модемы можно разделить на несколько групп:

• для коммутируемых телефонных каналов;
• для выделенных (арендуемых) телефонных каналов;
• для физических соединительных линий:
  • модемы низкого уровня (линейные драйверы) или модемы на короткие расстояния (short range modems);
  • модемы основной полосы (baseband modems);

  Подавляющее большинство выпускаемых модемов предназначено для использования на коммутируемых телефонных каналах. Такие модемы должны уметь работать с автоматическими телефонными станциями (АТС). Различать их сигналы и передавать свои сигналы набора номера.

  Основное отличие модемов для физических линий от других типов модемов состоит в том, что полоса пропускания физических линий не ограничена значением 3.1 кГц, характерным для телефонных каналов. Однако полоса пропускания физической линии также является ограниченной и зависит в основном от типа физической среды (экранированная и неэкранированная витая пара, коаксиальный кабель и др.) и ее длины.

  С точки зрения используемых для передачи сигналов модемы для физических линий могут быть разделены на модемы низкого уровня (линейные драйверы), использующие цифровые сигналы, и модемы с «основной полосы» (baseband), в которых применяются методы модуляции, аналогичные применяемым в модемах для телефонных каналов.

  В модемах первой группы обычно используются цифровые методы биимпульной передачи, позволяющие формировать импульсные сигналы без постоянной составляющей и часто занимающие более узкую полосу частот, чем исходная цифровая последовательность.

  В модемах второй группы часто используются различные виды квадратурной амплитудной модуляции, позволяющие радикально сократить требуемую для передачи полосу частот. В результате на одинаковых физических линиях такими модемами может достигаться скорость передачи до 100 Кбит/с, в то время как модемы низкого уровня обеспечивают только 19.2 Кбит/с.

  Модемы для цифровых систем передачи напоминают модемы низкого уровня. Однако в отличие от них обеспечивают подключение к стандартным цифровым каналам, таким как E1/T1 ил ISDN, и поддерживают функции соответствующих канальных интерфейсов.

  Модемы для сотовых систем связи отличаются компактностью исполнения и поддержкой специальных протоколов модуляции и исправления ошибок, позволяющих эффективно передавать данные в условиях сотовых каналов с высоким уровнем помех и постоянно изменяющимися параметрами. Среди таких протоколов выделяются ZyCELL, ETC и MNP10.

  Пакетные радиомодемы предназначены для передачи данных по радиоканалу между мобильными пользователями. При этом несколько радиомодемов используют один и тот же радиоканал в режиме множественного доступа, например, множественного доступа с контролем несущей, в соответствии с ITU-T AX.25. радиоканал по своим характеристикам близок к телефонному и организуется с использованием типовых радиостанций, настроенных на одну и ту же частоту в УКВ либо КВ диапазоне. Пакетный радиомодем реализует методы модуляции и множественного доступа.

  Локальные радиосети являются быстроразвивающейся перспективной сетевой технологией дополняющей обыкновенные локальные сети. Ключевым их элементом являются специализированные радиомодемы (адаптеры локальных радиосетей). В отличие от ранее упомянутых пакетных радиомодемов такие модемы обеспечивают передачу данных на небольшие расстояния (до 300 м) с высокой скоростью (2-10 Мбит/с), сопоставимой со скоростью передачи в проводных локальных сетях. Кроме того, радиомодемы локальных радиосетей работают в определенном диапазоне частот с применением сигналов сложной формы, таких как сигналы с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты.

  По методу передачи модемы делятся на асинхронные и синхронные. Говоря о синхронном либо асинхронном методе передачи обычно подразумевают передачу по каналу связи между модемами. Однако передача по интерфейсу DTE — DCE также может быть синхронной и асинхронной. Модем может работать с компьютером в асинхронном режиме и одновременно с удаленным модемом — в синхронном режиме или наоборот. В таком случае иногда говорят, что модем синхронно-асинхронный или он работает в синхронно-асинхронном режиме.

  Как правило, синхронизация реализуется одним из двух способов, связанных с тем, как работают тактовые генераторы отправителя и получателя: независимо друг от друга (асинхронно) или согласованно (синхронно). Если передаваемые данные составлены из последовательности отдельных символов, то, как правило, каждый символ передается независимо от остальных и получатель синхронизируется вначале каждого получаемого символа. Для такого типа связи обычно используется асинхронная передача. Если передаваемые данные образуют непрерывную последовательность символов или байтов, то тактовые генераторы отправителя и получателя должны быть синхронизированы в течение длительного промежутка времени. В этом случае используется синхронная передача.

  Асинхронный режим передачи используется главным образом тогда, когда передаваемые данные генерируются в случайные моменты времени, например пользователем. При такой передаче получающее устройство должно восстанавливать синхронизацию в начале каждого получаемого символа. Для этого каждый передаваемый символ обрамляется дополнительным стартовым и одним или более стоповыми битами. Такой асинхронный режим часто применяется при передаче данных по интерфейсу DTE -DCE. При передаче данных по каналу связи возможности применения асинхронного режима передачи во многом ограничены его низкой эффективностью и необходимостью использования при этом простых методов модуляции, таких как амплитудная и частотная. Более совершенные методы модуляции, такие как ОФМ, КАМ и др., требуют поддержания постоянного синхронизма опорных тактовых генераторов отправителя и получателя.

  При синхронном методе передачи осуществляют объединение большого числа символов или байт в отдельные блоки или кадры. Весь кадр передается как одна цепочка битов без каких-либо задержек между восьмибитными элементами. Чтобы принимающее устройство могло обеспечить различные уровни синхронизации, должны выполняться следующие требования:

  • Передаваемая последовательность битов не должна содержать длинных последовательностей нулей или единиц для того, что бы принимающее устройство могло устойчиво выделять тактовую частоту синхронизации.
  • Каждый кадр должен иметь зарезервированные последовательности битов или символов, отмечающие его начало и конец.

  Существует два альтернативных метода организации синхронной связи: символьно- или байт-ориентированный, и бит-ориентированный. Различие между ними заключается в том, как определяются начало и конец кадра. При бит-ориентированном методе получатель может определить окончание кадра с точностью до отдельного бита, а при байт-ориентированном методе с точностью до байта (символа).

  Кроме высокоскоростной передачи данных собственно по физическим каналам синхронный режим часто применяется и для передачи по интерфейсу DTE — DCE. В этом случае для синхронизации используются дополнительные интерфейсные цепи, по которым передается сигнал тактовой частоты от отправителя к получателю.

  По интеллектуальным возможностям можно выделить модемы:

  • без системы управления;
  • поддерживающие набор АТ-команд;
  • с поддержкой команд V.25bis;
  • с фирменной системой команд;
  • поддерживающие протоколы сетевого управления.

  Большинство современных модемов наделено широким спектром интеллектуальных возможностей. Стандартом де-факто стало множество АТ-команд, разработанных в свое время фирмой Hayes и позволяющее пользователю или прикладному процессу полностью управлять характеристиками модема и параметрами связи. По этой причине модемы, поддерживающие АТ-команды носят название Hayes-совместимых модемов. Следует заметить, что AT-команды поддерживают не только модемы для КТСОП, но и пакетные радиомодемы, внешние адаптеры ISDN и ряд других модемов с более узкими сферами применения.

  Наиболее распространенным набором команд, позволяющим управлять режимами установления соединения и автовызова являются команды рекомендации ITU-T V.25bis.

  Специализированные модемы для промышленного применения часто имеют фирменную систему команд, отличную от набора АТ-команд. Причиной тому является большое различие в режимах работы и выполняемых функциях между модемами широкого применения и промышленными (сетевыми) модемами.

  Промышленные модемы часто поддерживают протокол сетевого управления SMNP (Simple Manager Network Protocol), позволяющий администратору управлять элементами сети (включая модемы) с удаленного терминала.

  По конструкции различают модемы:

  • внешние;
  • внутренние;
  • портативные;
  • групповые.

  Внешние модемы представляют собой автономные устройства, подключаемые к компьютеру или другому DTE посредством одного из стандартных интерфейсов DTE — DCE. Внутренний модем — это плата расширения, вставляемая в соответствующий слот компьютера. Каждый из вариантов конструктивного исполнения имеет свои преимущества и недостатки, которые будут рассмотрены далее.

  Портативные модемы предназначены для использования мобильными пользователями совместно с компьютерами класса Notebook. Они отличаются малыми габаритами и высокой ценой. Их функциональные возможности, как правило, не уступают возможностям полнофункциональных модемов. Часто портативные модемы оснащены интерфейсом PCMCIA.

  Групповыми модемами называют совокупность отдельных модемов, объединенных в общий блок и имеющих общие блок питания, устройства управления и отображения. Отдельный модем группового модема представляет собой плату с разъемом, устанавливаемую в блок, и рассчитан на один или небольшое число каналов.

  Модемы также можно классифицировать в соответствии с реализованными в них протоколами. Все протоколы, регламентирующие те или иные аспекты функционирования модемов, могут быть отнесены к двум большим группам:

  • международные;
  • фирменные.

  Протоколы международного уровня разрабатываются под эгидой ITU-T и принимаются им в качестве рекомендаций (ранее ITU-T назывался Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии — МККТТ, международная абревиатура — CCITT). Все рекомендации ITU-T относительно модемов относятся к серии V. Фирменные протоколы разрабатываются отдельными компаниями — производителями модемов, с целью преуспеть в конкурентной борьбе. Часто фирменные протоколы становятся стандартными протоколами де-факто и принимаются частично либо полностью в качестве рекомендаций ITU-T, как это случилось с рядом протоколов фирмы Microcom. Наиболее активно разработкой новых протоколов и стандартов занимаются такие известные фирмы, как AT&T, Motorolla, U.S.Robotics, ZyXEL и другие.

  С функциональной точки зрения модемные протоколы могут быть разделены на следующие группы:

  • Протоколы, определяющие нормы взаимодействия модема с каналом связи (V.2, V.25);
  • Протоколы, регламентирующие соединение и алгоритмы взаимодействия модема и DTE (V.10, V.11, V.24, V.25, V.25bis, V.28);
  • Протоколы модуляции, определяющие основные характеристики модемов, предназначенных для коммутируемых и выделенных телефонных каналов. К ним относятся такие протоколы, как V.17, V.22, V.32, V.34, HST, ZyX и большое количество других;
  • Протоколы защиты от ошибок (V.41, V.42, MNP1 — MNP4);
  • Протоколы сжатия передаваемых данных, такие как MNP5, MNP7, V.42bis;
  • Протоколы, определяющие процедуры диагностики модемов, испытания и измерения параметров каналов связи (V.51, V.51, V.53, V.54, V.56).
  • Протоколы согласования параметров связи на этапе ее установления (Handshaking), например V.8.

  Приставки «bis» и «ter» в названиях протоколов обозначают, соответственно, вторую и третью модификацию существующих протоколов или протокол, связанный с исходным протоколом. При этом исходный протокол, как правило, остается поддерживаемым.

  Некоторую ясность среди многообразия модемных протоколов может внести их условная классификация, приведенная на рисунке:

  Следует также заметить, что некоторые протоколы нельзя отнести только к одной из приведенных групп, так как они описывают реализацию ряда различных функций, например, таких как модуляция и коррекция ошибок. В первую очередь, это относится к фирменным протоколам (ZyCELL, MNP10 и другим).

  Сетевые протоколы: базовые понятия и описание самых востребованных правил

  Рассказываем о самых часто используемых правилах взаимодействия устройств в сети.

  Эта инструкция — часть курса «Как работают сетевые протоколы».

  Смотреть весь курс

  

  В мире существует более 7 000 протоколов, и их число продолжает расти. Рассказываем о самых часто используемых правилах взаимодействия устройств в сети.

  Понятие протокола сети

  Сетевой протокол — это набор правил, определяющий принципы взаимодействия устройств в сети. Чтобы отправка и получение информации прошли успешно, все устройства-участники процесса должны принимать условия протокола и следовать им. В сети их поддержка встраивается или в аппаратную часть (в «железо»), или в программную часть (в код системы), или и туда, и туда.

  Для взаимодействия протоколов между собой существует модель OSI, или Open Systems Interconnection. Дословно название переводится как «взаимодействие открытых систем».

  OSI — эталонная модель взаимодействия устройств в сети

  Модель OSI — это модель, позволяющая разным системам связи коммуницировать между собой по общепринятым стандартам. Ее можно сравнить с английским, то есть глобальным, универсальным языком в мире сетей.

  Модель основана на принципе разделения коммуникационной системы на семь отдельных уровней. Подробнее о ней вы можете прочитать здесь.

  

  Если в передачи информации случаются сбои, модель помогает быстрее и легче локализовать проблему на конкретном уровне и значительно ускорить процесс восстановления работоспособности системы.

  Модель OSI является эталонным стандартом, но на данный момент она устарела, поскольку современные протоколы работают сразу на нескольких уровнях модели OSI. На смену модели OSI пришла модель TCP/IP, на основе которой работает большая часть устройств в современном мире.

  TCP/IP — модель, на которой работает сеть Интернет

  Модель TCP/IP помогает понять принцип работы и взаимодействия узлов в сети Интернет. Ее название включает в себя два основных протокола, на которых построен интернет. TCP/IP расшифровывается как Transmission Control Protocol/Internet Protocol, или протокол управления передачей (данных)/интернет-протокол.

  Модель используется во всем современном интернете, новые сетевые протоколы разрабатываются с опорой на модель TCP/IP. Например, подключаясь к сайту Selectel, вы используете протоколы IP, TCP и HTTPS, которые работают в рамках упомянутой модели.

  

  Подробнее о модели TCP/IP можно прочитать в блоге.

  Далее мы рассмотрим основные протоколы межсетевого, транспортного уровней, а также уровня приложений. Именно с ними мы сталкиваемся чаще всего, анализируя какие-либо проблемы в сети или на сервере.

  Протоколы транспортного уровня: краткое описание

  Интернет-протокол и IP-адреса

  Internet Protocol (IP) — это наиболее простой протокол, объединивший отдельные компьютеры в глобальную сеть. Главной его задачей является маршрутизация дейтаграмм — определение маршрута следования пакетов по узлам сети. Каждое устройство — ваш ПК, принтер и т.д. — имеет IP-адрес, чтобы данные попадали к нужному адресату. Так, например, отправленный на печать файл не окажется вместо принтера в личном ПК вашего коллеги.

  В качестве минусов протокола можно отметить низкую надежность. Он не определяет факт передачи пакета и не контролирует целостность данных. IP просто осуществляет пересылку.

  Для пересылки пакетов необходимо определить, на какой порт отправить пакет. Для этого протокол имеет свою систему адресации. В качестве адресов выступает 32-битные (IPv4) или 128-битные (IPv6) адреса. Перед отправкой пакета в него добавляются header (заголовок) и payload (данные для доставки).

  IPv4 является 32-разрядной системой, состоящей из четырех разделов (123.123.123.123). Он поддерживает до 4 294 967 296 адресов и является протоколом по умолчанию. Основным его преимуществом является простота. В недостатках — ограниченное адресное пространство, также называемое «исчерпанием адресов».

  IPv6, напротив, — 128-битное адресное пространство, которое обеспечивает приблизительно 2^128 степени адресов. Формат записи состоит из восьми разделов, в каждый из которых записывается четыре 16-ричных цифры. Недостаток протокола — в сложности сетевого администрирования. При аренде сервера или виртуальной машины в Selectel выдается IPv4, однако можно запросить и IPv6-адреса, в облаке на базе VMware выдаются только IPv4-адреса.

  Один из основных протоколов, который работает поверх IP, — это протокол TCP, из-за чего его часто обозначают как TCP/IP. Но это не единственный протокол, который является частью интернет-протокола.

  TCP — протокол обмена сообщениями в сети Интернет

  TCP помогает устройствам в сети обмениваться сообщениями. Он работает на четвертом, транспортном, уровне модели OSI.

  Для передачи информации происходит дробление исходного файла на части, которые передаются получателю, а далее собираются обратно. Например, человек запрашивает веб-страницу, далее сервер обрабатывает запрос и высылает в ответ HTML-страницу при помощи протокола HTTP. Он, в свою очередь, запрашивает уровень TCP для установки требуемого соединения и отправки HTML-файла. TCP конвертирует данные в блоки, передавая их на уровень TCP пользователя, где происходит подтверждение передачи.

  Свойства протокола TCP:

  

  1. Система нумерации сегментов (Segment Numbering System). TCP отслеживает передаваемые или принимаемые сегменты, присваивая номера каждому из них. Байтам данных, которые должны быть переданы, присваивается определенный номер байта, в то время как сегментам присваиваются порядковые номера.
  2. Управление потоком. Эта функция ограничивает скорость, с которой отправитель передает данные. Это делается для обеспечения надежности доставки. Получатель постоянно сообщает отправителю о том, какой объем данных может быть получен.
  3. Контроль ошибок. Данная функция реализуется для повышения надежности путем проверки байтов на целостность.
  4. Порт источника и порт назначения. Протокол TCP использует специальные порты для связи различных протоколов. Например протокол SSH использует 22й порт, HTTP — 80, HTTPS — 443, Gopher — 70. Все порты делятся на три диапазона — общеизвестные (0—1023), зарегистрированные (1024—49151) и динамические (49152—65535).

  UDP — аналог TCP: описание отличий в поведении протокола в сети

  В отличие от протокола ТСР User Datagram Protocol обеспечивает передачу данных без получения подтверждения от пользователя о результате действия. Благодаря этому достигается большая скорость работы и передачи данных в ущерб надежности и безопасности.

  Особенности протокола диктуют специфику его применения. Так, он подходит для приложений, например, Skype, Discord и другие, которые работают в реальном времени и где задержка передачи данных может быть проблемой. Также его предпочтительно использовать в приложениях с большим количеством подключенных клиентов — например, в играх, голосовых или видеоконференциях, а также при потоковой передаче мультимедиа.

  UDP работает путем сбора данных в UDP-пакете и добавления в пакет собственной информации заголовка. Заголовок UDP включает четыре поля, объем которых составляет 2 байта каждый: номер порта источника, номер порта назначения, длина заголовка и контрольная сумма блока.

  

  Протокол UDP любят злоумышленники при организации DDOS — или DOS-атак. Из-за того, что данный протокол не требует подтверждения от сервера, открывается возможность просто «залить» сервер запросами. Стандартная атака подразумевает отправку большого количества дейтаграмм. Это заставляет сервер отвечать на каждый из них, расходуя вычислительные мощности.

  SCTP — протокол передачи управления потоком

  Еще один протокол, который относится к транспортному уровню. SCTP обеспечивает надежную последовательную передачу данных. Поддерживает многоадресное соединение, когда один или оба конечных узла могут состоять из более чем одного IP-адреса. Это обеспечивает прозрачное переключение между резервными сетевыми путями.

  SCTP аналогичен протоколам UDP и TCP, которые обеспечивают функции транспортного уровня для некоторых интернет-приложений. Так как преимущество протокола SCTP — в быстром переключении между интерфейсами, на него переходят только компании, для которых критична недоступность приложений. SCTP работает поверх бесконтактной пакетной сети, такой как IP, и поддерживает передачу данных в случаях с одним или несколькими IP.

  RTP — транспортный протокол реального времени

  Real-time Transfer Protocol — это протокол, который используется при передаче потокового аудио и видео и применяется при передаче голоса преимущественно в IP-телефонии. RTP применяется в совокупности с протоколом управления RTCP. Когда RTP транслирует медиа, RTCP применяется при анализе статистик QoS (Quality of Service) и обеспечивает синхронизацию разных потоков. RTP отправляется и принимается с помощью четных номеров портов, а RTCP использует нечетные номера.

  Также протокол считают главным стандартом, применяемым при передаче аудио и видео по IP-сети. Поскольку RTP может осуществлять ее нескольким конечным адресатам одновременно при помощи многоадресной IP-рассылки.

  Протоколы межсетевого уровня: краткое описание

  ICMP — протокол управляющих сообщений в сети

  Задача протокола — диагностика проблем при взаимодействии устройств. Он определяет, достигли ли данные места назначения или нет.

  Основная цель ICMP — сообщать об ошибках. Если какие-либо данные не попали по назначению, ICMP генерирует ошибки для обмена с отправляющим устройством. Например, если объем передаваемых данных слишком велик для маршрутизатора, маршрутизатор отбросит пакет и отправит ICMP-сообщение исходному источнику данных.

  Как и в случае UDP, протокол ICMP можно использовать для сетевых атак, таких как ICMP flood и ping of death, где главный прием — генерация большого количества ICMP-сообщений.

  OSPF — протокол маршрутизации состояния канала сети

  Open Shortest Path First используется для поиска наилучшего пути между исходным и конечным маршрутизатором. Работает на межсетевом уровне модели OSI.

  После настройки OSPF будет анализировать соседние маршрутизаторы и собирать все доступные данные о состоянии канала для построения топологической карты всех доступных путей в своей сети. Затем он сохранит информацию в своей базе данных топологии, также известной как База данных состояния канала (LSDB).

  На основе собранной информации он вычислит наилучший кратчайший путь к каждой доступной подсети/сети, используя алгоритм под названием Shortest Path First (SFP).

  Протоколы прикладного уровня: краткое описание

  FTP — протокол передачи данных в сети

  FTP — это клиент-серверный протокол, который использует два канала для передачи данных: командный, управляющий процессом передачи, и транспортный, непосредственно передающий информацию. Для FTP-протокола устройство конечного пользователя называется локальным хостом, а второй компьютер — удаленным хостом, играющим роль сервера. Для работы протокола требуется его правильная настройка со стороны хоста и специальный клиент на локальном хосте.

  Описание работы протокола в сети Интернет

  Пользователю нужно войти на FTP-сервер. Здесь нужно учитывать, что некоторые серверы разрешают доступ к части или всем своим данным без авторизации. Это называется «анонимным FTP». При этом файлы с сервера можно будет только передавать на компьютер клиента.

  Далее клиент начинает диалог с сервером — запрашивает разрешение на изменение файлов на сервере. Использую авторизованный FTP-клиент, можно скачивать файлы с сервера, отгружать их на него и выполнять другие манипуляции.

  FTP-сессии работают в двух режимах — активном и пассивном:

  • При активном режиме сервер после инициализации, путем вызова командного канала, открывает транспортный канал и начинает передачу данных.
  • При пассивном режиме сервер при помощи командного канала отправляет клиенту данные, требующиеся для открытия канала передачи данных.

  Из-за того, что клиент создает все подключения в пассивном режиме, этот протокол хорошо подходит для работы с брандмауэрами.

  DNS — справочник сети Интернет

  Браузеры взаимодействуют между собой через IP-адреса. Люди, пытаясь подключиться к сайту, используют его доменное имя — например, https://selectel.ru/. Domain Name System преобразует домены в IP-адреса, чтобы сделать возможной загрузку интернет-ресурса через браузер. Каждому устройству в сети назначается свой IP-адрес, который используется другими устройствами для подключения к нему, а DNS-сервер позволяет людям не запоминать их.

  На данный момент существуют четыре основных DNS-сервера, которые участвуют в загрузке веб-страниц:

  • DNS recursor — своеобразный справочник, отвечающий за прием запросов от компьютеров пользователей, например, приложений браузеров;
  • Root nameserver, или корневой сервер, является первым в процессе конвертации имени хоста в IP-адрес и позволяет получить список DNS-серверов.
  • TLD nameserver — следующий шаг при поиске IP; хранит информацию про все доменные имена с общим расширением (.ru, .com и т.д.);
  • Authoritative nameserver дает окончательные ответы на запросы о DNS.

  Бесплатный DNS-хостинг от Selectel

  Размещайте домены и записи на наших DNS-серверах. Запуск за несколько минут.

  HTTP(S) — протокол передачи гипертекста

  HTTP является основой интернета и используется для загрузки веб-страниц с использованием гипертекстовых ссылок. Относится к прикладным протоколам и работает поверх других уровней стека сетевых протоколов.

  Обычно принцип передачи данных по протоколу HTTP включает в себя компьютер клиента (например, ваш ПК), отправляющий запрос на сервер, который затем возвращает ответ. Каждый HTTP-запрос включает в себя ряд закодированных данных, содержащих различную информацию, в том числе:

  • версию HTTP,
  • URL-адрес,
  • метод HTTP-запроса — указание на ожидание запроса от сервера (например, PUT- и GET-запросы),
  • заголовок — он передает основную информацию о запросе и содержит пары ключ-значение,
  • тело запроса (опционально, это любая отправляющаяся информация).

  После получения запроса сервер должен дать ответ. В его стандартную структуру входят: код состояния, заголовок и тело ответа.

  Код состояния HTTP-запроса — это трехзначные коды, которые, как правило, указывают на успешность его выполнения. Они разбиваются на пять основных блоков:

  1. 1xx* Информация (Informational),
  2. 2хх Успешность выполнения (Success),
  3. 3хх Перенаправление (Redirection),
  4. 4xx Ошибка клиента (Client Error),
  5. 5xx Ошибка сервера (Server Error),

  *ХХ обозначают цифры от 00 до 99.

  Аналогично запросу, ответ имеет заголовок, который содержит различную информацию — например, язык отправляемых данных. В большинстве случаев там содержатся HTML-данные, которые веб-браузер клиента преобразует в страницу.

  При разговоре про HTTP нельзя не упомянуть важный аспект — незащищенность протокола. При передаче данных все происходит открыто, в результате чего злоумышленник может перехватить данные. Для исключения этой проблемы был разработан протокол HTTPS. Подробное сравнение этих протоколов есть в нашем блоге.

  SSH — основное средство подключения к серверам

  SSH, или Secure Shell, — это защищенный протокол, который используется как основное средство подключения к серверам. С помощью него при подключении к серверу пользователь входит в уже существующую учетную запись, где выполняются все отправленные команды.

  Данное соединение реализовано по схеме «клиент-сервер». Для его создания на удаленном устройстве должна быть запущена программа, называемая демоном. Демон выполняет подключение к определенному сетевому порту, проверяет подлинность запросов на подключение и создает соответствующую среду, если пользователь вводит правильные учетные данные. Также со стороны клиента должно быть установлено соответствующее ПО.

  В панели управления Selectel пользователь может загрузить собственный SSH-ключ для повышения надежности и безопасности подключения или сгенерировать его на месте. Подробнее — в нашей базе знаний.

  Устаревшие протоколы: Telnet, Gopher, FTP

  На сегодняшний день существует более 7 000 тысяч различных протоколов. Сеть постоянно развивается, поэтому некоторые протоколы устаревают — например, Gopher, FTP, Telnet. Последний рассмотрим подробнее.

  Telnet — это старый, но очень надежный протокол связи. Первоначально он был разработан как символьно-ориентированный протокол эмуляции терминала, используемый в среде UNIX. Сегодня Telnet широко используется для системного администрирования маршрутизаторов, коммутаторов и удаленных серверов, а также для базовой текстовой связи, в которой графика не требуется.

  Заключение

  В данной статье мы рассмотрели популярные протоколы взаимодействия устройств и программ в сети. В реальной жизни на одном только вашем ПК используются сотни протоколов, поскольку каждый выполняет определенные задачи. Узнать о задачах и принципах работы протокола можно в специальном документе, который называется RFC-стандартом.

  Похожие публикации:

  1. Как загрузить файл на сервер
  2. Как собрать программу из исходников linux
  3. Какая архитектура нейронной сети очень точно повторяет структуру зрительной коры млекопитающих
  4. Что такое pet play