Модель сетевого управления OSI Помехоустойчивые коды

При использовании протокола маршрутизации RIР, основным критерием выбора наиболее эффективного пути является минимальное число "хопов" (hops), т.е. сетевых устройств между узлами. Этот протокол минимально загружает процессор мартрутизатора и предельно упрощает процесс конфигурирования, но он не рационально управляет трафиком. При использовании OSPF наилучший путь выбирается не только с точки зрения минимизации числа хопов, но и с учетом других критериев: производительности сети, задержки при передаче пакета и т.д. Сети большого размера, чувствительные к перегрузке трафика и базирующиеся на сложной маршрутизирующей аппаратуре, требуют использования протокола ОSРF. Реализации этого протокола возможна только на маршрутизаторах с достаточно мощным процессором, т.к. его реализация требует существенных процессинговых затрат.

Каналы связи. Сети каналов связи.

Общие сведения о каналах связи. Классификация каналов.

Каналы связи являются неотъемлемой составной частью любой системы передачи информации, канала передачи данных (см. рис. 21.1). Под каналом связи в общем случае понимается совокупность устройств, обеспечивающих передачу сигналов с определенными свойствами от одного пункта к другому.

Линия связи является непременной составной частью каждого канала связи, по которой осуществляется похождение электромагнитных колебаний от передающего пункта к приемному (в общем случае канал может содержать несколько линий, но чаще одна и та же линия входит в состав нескольких каналов).

Кроме линий связи, в состав канала входит оборудование, установленное на промежуточных и оконечных пунктах. В зависимости от рассматриваемой задачи одни и те же оконечные устройства могут быть отнесены либо к каналу связи (если они заданы), либо к передатчику или приемнику (если они должны быть выбраны в процессе разработки).

В частности, канал связи может состоять только из линии (если нужно выбрать все оконечные устройства) или вся система передачи может состоять только из канала (если источник и получатель сообщений могут быть подключены к каналу непосредственно).

Исчерпывающее описание канала, позволяющее рассчитать или оценить любые его характеристики, называют моделью канала. Модель следует отличать от частичного описания канала, состоящего лишь из отдельных характеристик.

Канал связи классифицируется по различным признакам по используемым линиям связи (кабельные, радиорелейные, тропосферные, коротковолновые, ультракоротковолновые и т.д.), по техническому характеру сигналов и назначению систем связи (телефонные, звукового вещания, телевизионные, телеграфные, передачи данных цифровой информации, телеметрические, телекомандные и т.д.).

При математическом описании каналы связи различают, в первую очередь, по типу множеств, которым принадлежат входные и выходные сигналы (непрерывные и дискретные каналы), и по характеру изменений этих сигналов во времени (каналы непрерывного и дискретного времени).

Среди непрерывных каналов непрерывного времени можно выделить два наиболее типичных. Первый из них представляет собой непосредственно линию связи, часто с усилительным оборудованием. Он занимает особое положение, так как входит в состав всех других каналов связи.

Второй отличается от первого наличием модуляционного и демодуляционного оборудования (часто многоступенчатого) и, соответственно, полосой пропускания. Примерами каналов второго типа могут служить индивидуальные и групповые тракты систем высокочастотного телефонирования, телевизионные каналы и т. д.

Непрерывный канал дискретного времени состоит из непрерывного канала непрерывного времени и подключенных к нему на обоих концах синхронизированных стробирующих устройств, отсчитывающих передаваемые и принимаемые сигналы.

Дискретный канал чаще всего дискретен и по времени. Он состоит из непрерывного канала и подключенных к нему формирователя сигналов (дискретного модулятора) и решающего устройства (см. рис.21.2). Последние и обуславливают дискретность множества входных и выходных элементарных сигналов. В идеальном случае эти два устройства действуют синхронно.

Иногда говорят о полунепрерывных каналах непрерывнодискретных, у которых множество входных сигналов непрерывно, а выходных дискретно, и дискретно непрерывных, у которых множество входных сигналов дискретно, а множество выходных непрерывно (рис.21.1).

Описание канала. Описание канала состоит в указании ограничений на сигналы S(t), передачу которых он обеспечивает, и характера преобразования S(t) ® S*(t), которое он осуществляет.

Ограничения на передаваемые сигналы касаются их физических характеристик. Эти ограничения могут обуславливаться как особенностями самого канала, так и условиями его работы, например, необходимостью ограничить мешающее влияние на другие каналы.

Преобразование сигнала в идеальном канале должно было бы сводиться к равенству S*(t) = S(t). Изза несовершенства реальных устройств выходной сигнал S*(t) отличается от входного S(t). Ввиду сложности большинства реальных каналов достаточно точное описание преобразования S(t) ® S*(t) в них представляет собой сложную задачу. Обычно пользуются упрощенными моделями.

Важной характеристикой любого канала является его пропускная способность С, представляющая собой максимально возможную скорость передачи информации, т.е. максимальное количество информации, которое может быть передано по каналу за единицу времени. (обычно С измеряется в двоичных единицах информации в секунду). Скоростью передачи информации по каналу J’(S, S*) называют отнесенное к единице времени количество взаимной информации между сигналами S(t) и S*(t), т.е.

J’(S, S*) = J’(S*, S) = H’(S) H’(S/S*) = Н’(S*) H’(S*/S),

где H’(S), H’(S*) энтропии входного и выходного сигналов;

H’(S/S*), H’(S*/S) условные энтропии входного сигнала при известном выходном сигнале и наоборот, отнесенные к единице времени (секунде).

Пропускная способность зависит только от свойств канала, так как представляет собой максимум величины J’(S, S*), вычисленной по всему множеству сигналов S(t), которые могут быть поданы на вход канала в соответствии с заданными ограничениями:

С = max J’(S, S*).

  {S(t)}

Непрерывный канал. Непрерывный канал обеспечивает передачу непрерывных функций непрерывного времени. Сигналы на входе и выходе непрерывного канала будем обозначать соответственно U(t) и U*(t). Эквивалентная схема непрерывного канала приведена на рис.21.3.

Ограничение на входные сигналы U(t) для непрерывных каналов обычно задаются указанием допустимой пиковой Pkпик или средней Pkср мощности передаваемых сигналов и полосы передаваемых частот (fn fb); разность F = (fn fb) называется шириной полосы пропускания канала.

Преобразование U(t) ® U*(t) сигнала в непрерывном канале может быть сведено к четырем факторам: изменение масштаба (ослабление или усиление), смещение во времени (задержка), искажение (детерминированные изменения формы) и воздействие помехи, хотя четко разграничить их в реальных каналах часто бывает трудно. Поскольку первые три фактора детерминированы, то определяющим является воздействие помехи.

Помехой будем называть случайный процесс, не зависящий от сигнала. При отсутствии детерминированных изменений в канале, воздействие помехи на сигнал, как правило, может быть описано соотношением

U*(t) = U(t)*a(t) + (t),

где (t) аддитивная составляющая помехи,

a(t) мультипликативная составляющая помехи (реализации случайных процессов E(t) и H(t), которые предполагаются статистически независимыми).

Управление заданиями Операционная система может многое, но не все. В тех случаях, когда нам необходимы программные средства для выполнения специфических работ, мы устанавливаем на компьютере новую программу. Управление установкой и работой программ - функция операционной системы. Современные операционные системы отличаются многозадачностью, то есть они позволяют одновременно работать с несколькими программами. Управление памятью Сколько бы на компьютере ни было установлено оперативной памяти, всегда могут найтись программы и документы, размеры которых много больше размеров оперативной памяти. В те далекие времена, когда операционные системы не занимались распределением оперативной памяти, такие программы эксплуатировать было невозможно. Сегодня операционные системы динамически управляют оперативной памятью. Они освобождают те области памяти, которые временно не используются, и управляют загрузкой программ в оперативную память небольшими фрагментами. Один из приемов, к которому прибегают операционные системы, состоит в создании виртуальной памяти на жестком диске. Виртуальная память - это файл достаточно большого размера (обычно в несколько раз больше, чем объем оперативной памяти компьютера), который рассматривается как естественное расширение оперативной памяти. Когда в оперативной памяти не хватает места для размещения данных или программ, они поступают в виртуальную память на жестком диске, а когда к ним надо обратиться, они порциями перемещаются в оперативную память. Обменом между оперативной памятью и жестким диском управляет операционная система. Жесткий диск - устройство механическое, а оперативная память – электронное. Работа механических устройств происходит в тысячу раз медленнее, чем электронных. Поэтому использование виртуальной памяти (когда не хватает оперативной памяти) заметно замедляет работу компьютера. Именно поэтому увеличение объема оперативной памяти компьютера намного повышает его быстродействие (ему просто реже приходится прибегать к использованию виртуальной памяти). Диагностика и обслуживание компьютера В состав современных операционных систем входят служебные программы, необходимые для автоматизации задач по обслуживанию компьютерной системы. Они позволяют выполнять диагностические операции и устранять обнаруженные ошибки, в том числе и ошибки в самой операционной системе. Они также позволяют тестировать оборудование, выявлять и устранять конфликты между различным аппаратным обеспечением. Важное значение служебных программ состоит в их способности оптимизировать работу компьютера и добиваться максимально возможной производительности оборудования.

Природа источников помех весьма разнообразна. В реальных непрерывных каналах многие из них действуют одновременно, и помеха имеет сложный характер.

Линии связи и их виды. Составной частью каналов связи являются линии связи, по которым распространяются электромагнитные сигналы.

Каналы тональной частоты и их основные характеристики. В начале развития техники многоканальной связи по междугородным каналам связи передавалась исключительно телефонная информация.

Широкополосные каналы связи. Для передачи некоторых видов сигналов канал ТЧ оказывается непригодным.

Средства каналообразования и уплотнения. Из всего разнообразия каналообразующих средств связи рассмотрим те, которые наиболее часто используются в качестве аппаратуры каналообразования и уплотнения на соединительных линиях.

 

Различные типы маршрутизаторов  отличаются количеством и типами своих портов, что собственно и определяет места их использования. Маршрутизаторы, например, могут быть использованы в локальной сети Ethernet для эффективного управления трафиком при наличии большого числа сегментов сети, для соединения сети типа Еthernet с сетями другого типа, например Тоkеn Ring, FDDI, а также для обеспечения выходов локальных сетей на глобальную сеть.
Сети каналов связи