|
| |
|
Слаботочка Книги системы передачи данных шла более или менее специализированным способом (возможно таким, чтобы производители оборудования ЭВМ могли привязать пользователя к своим внешним устройствам). Результатом этого явилось несметное число программных и аппаратных средств связи различных производителей оборудования, которые выполняют аналогичные функции, но друг с другом несовместимы. Даже продукция одной фирмы содержит много несовместимых видов оборудования. Например, графопостроитель может иметь связную поддержку в одном процессоре или операционной системе и не иметь ее в других. Очевидным решением этой проблемы является комплекс стандартов для систем связи и устройств сопряжения, в соответствии с которым должно проектироваться все аппаратное и програ.ммное обеспечение передачи данных. Основные стандарты, относящиеся к вопросам электрического и механического стыка, были введены в Соединенных Штатах Ассоциацией электронной промышленности (стандарт RS-232-C) и МККТТ (стандарт V.24). Процедуры связи не нашли такого же отражения в стандартах. Некоторые стандарты возникли стихийно путем эмулирования распространенных периферийных устройств таких, как удаленные терминалы ввода заданий 2780 и 3780 фирмы IBM. Совсем недавно ко.мпании, занимающиеся коммутацией пакетов, разработали стандарты сопряжения для своих сетей, которые охватывают аспекты как электрического, так и механического стыка (стандарт RS-232-C), а также операций более высокого уровня по управлению каналом, интерпретации кодов, формированию сообщений, защите от ошибок, управлению потоками и т. д. Наиболее примечательным из этих стандартов является протокол доступа к линии связи согласно рекомендации МККТТ Х.25 [17]. Хотя этот стандарт предназначен специально для организации доступа к сети связи, его значение выходит за пределы применения в сетях коммутации пакетов. Если все изготовители терминального оборудования и оборудования ЭВМ обеспечат поддержку это.му сопряжению (или любому другому единственному сопряжению), то появится возможность для совмещения оборудования различных изготовителей для любого применения. Рекомендация Х.25 действительно содержит спецификации для нескольких типов функциональных интерфейсов. Один из них называется интерфейсом виртуального канала. Он спроектирован так, чтобы .моделировать прямое соединение между двумя приборами в виде постоянного канала. Это значит, что сообщения, проходяхцие через интерфейс, могут иметь произвольную длину. Следовательно, характер сети (с коммутацией каналов или с коммутацией пакетов) оказывается прозрачным по отношению к приборам связи. Заметим, что  Изготовители оборудования ЭВМ предпринимают также попытку перейти от специальных изделий электросвязи к устройствам связи, которые функционируют в сетях различной архитектуры. В основном, архитектура сети - это множество стандартов связи (программных модулей), которые так согласовывают все изделия, что возможны произвольные конфигурации сети. Рис. 8.5. Параллельный доступ к ЭВМ через сеть с коммутацией пакетов В данном контексте термин виртуальный канал относится к характеру сопряжения и не определяет внутренних операций сети связи. Сеть коммутации пакетов не должна обеспечивать единственный вид сопряжения, чтобы способствовать решению проблемы несовместимости при передаче данных. Фактически существующие сети обязательно располагают множеством видов сопряжения, так что наиболее распространенные ЭВМ и терминалы .могут обращаться к сети. На рис. 8. 5 приведена сеть ком.мутации пакетов, имеющая несколько видов сопряжения для различных типов ЭВМ. Заметим, что один терминал с единственным видом сопряжения с сетью .может связаться с любой из главных вычислительных машин. Кроме того, вычислительные машины могут сами обмениваться сообщениями . В противовес этому, если бы для доступа к вычислительны.м машина.м использовались автоматически коммутируемые линии связи, то каждый терминал должен был бы поддерживать протокол связи каждой ЭВМ. В целом сеть коммутации пакетов в состоянии предоставить услуги по преобразованию способов сопряжения, а также функции связи. Преобразование скоростей. Поскольку два устройства, взаимодействующих через сеть коммутации пакетов, не и.меют .между собой непосредственной связи, то возможны многочисленные различия в соответствующих способах сопряжения. Одним из различий .может быть скорость, с которой устройства сопряжения ведут обмен данными. Интерфейс в случае коммутации пакетов - это интерфейс на уровне сообщений, позволяюицй пересылать сообщения из буферного ЗУ одной машины в буферное ЗУ другой машины. Соответствующая интерпретация этого сообщения - это уже другой вопрос. Следовательно, чтобы завершить иерархию связи, необходимо обеспечить совместимость между процессами связи высокого уровня и командами операционной системы. Например, устройство сопряжения ЭВМ может быть спроектировано так, чтобы работать на скорости 9600 бит/с, в то время как телетайпные терминалы могут работать только на скорости 110 бит/с. Сеть коммутации пакетов может накапливать сообщения, поступаюхцие с телетайпа со скоростью 110 бит/с, пересылать их по сети и доставлять их затем на ЭВМ в виде пачек со скоростью 9600 бит/с. Преобразование кодов. Дополнительным аспектом преобразования сопряжения является способность сети коммутации пакетов осуществлять преобразование кодов. Поскольку различные виды аппаратуры передачи данных используют разнообразные коды (например, коды Бодо, ASCII, EBCDIC , Transcode и т. д.), несовместимость кодов является другой особенностью передачи данных, которая может быть смягчена сетью коммутации пакетов. Защита от ошибок. Как уже упоминалось, в сети коммутации пакетов при обмене между соседними узлами обычно используют защиту от ошибок с автоматическим переспросом. Если оборудование подключается непосредственно к сети так, что интерфейс не требует защиты от ошибок, то с аппаратуры передачи данных снимается требование обеспечения функций защиты от ошибок самой аппаратурой. Однако, если аппаратура получает доступ к сети через линию связи с помехами, то интерфейс требует защиты от ошибок. Организация обходных путей. Для определенных применений доступность (надежность) связи .может оказаться важнейши.м фактором. Стоимость обеспечения резервного канала связи в случае арендуемых некоммутируемых линий достаточно высока, особенно, если переключение на резервное оборудование осуществляется автоматически. Сети коммутации пакетов предоставляют возможность организации обходных путей, причем стоимость обходов распределяется между всеми пользователями. Если линии доступа к сети являются надежными (например, автоматически коммутируемые линии связи с обходными путями между коммутационными станциями, предоставляемые телефонными компаниями), то пользователям не нужно обеспечивать средства резервирования. Виртуальные подсети. Многие корпорации имеют разнообразные потребности в передаче данных: дистанционная обработка данных, учет распоряжений, контроль инвентарных описей, начисление платы, проектная документация, различные формы приложений типа запрос - ответ (например, подтверждение подлинности чека или кредитной карточки). Чтобы удовлетворить эти потребности, крупные корпорации часто разрабатывали многочисленные независимые сети. Более мелкие корпорации либо полагались на специальные сети коммерческих организахщй, либо оставались вообще без необходимой связи. ASCII (American National Standart Code for Information Interchange) - сокращенное название американского стандартного восьмибитового кода, используемого для обмена информа1д1ей и представления ее в системах обработки.- Прим. перев. * EBCDIC (Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code) - сокращенное название международного расширенного двОично-десятичного кода, используемого для организаш1и обмена информацией в ЭВМ с байтовой структурой представления данных.- Прим. перев.  Рис. 8.6. Виртуальные сети коммутации пакетов В дополнение к этому возрастает спрос на такие новые услуги, как электронный перевод денежных средств, высокоскоростная факсимильная связь, распределенная обработка данных, телеобработка данных процессорами, организация дистанционного совещания участников переговоров, электронная почта. Эти новые виды применения могут базироваться на сети связи с использованием как высоко-, так и низкоскоростных устройств сопряжения. В случае построения единой сети, которая обеспечивает все виды услуг, может быть достигнута существенная экономия средств. На рис. 8. 6 показана единая сеть коммутации пакетов с несколькими виртуальными подсетями, которые обслуживают определенные области применения. Каждая подсеть - это четкое логическое целое. Основная сеть следит за тем, какие пользователи соединяются с каждой подсетью и соответствующим образом управляет доступом к ней. Кроме того, процессоры обработки запросов сети преобразуют все логические адреса каждой подсети в физические адреса сети. И хотя подсети функционально независимы, затраты на линии передачи, коммутационное оборудование узлов связи, эксплуатацию и резервное оборудование распределены между всеми этими сетями. Особенно заманчивой для пользователей с малым и средним объемом потребностей в услугах передачи данных в Соединенных Штатах является система перспективного обслуживания связью (Advanced Communications Service - ACS), планируемая фирмой AT&T [18]. Система ACS будет реализована как сеть коммутации пакетов, построенная специально для создания виртуальных подсетей. Таким образом, пользователи услуг передачи данных малого объема, которые не могут позволить себе разработку и эксплуатацию своих собственных сетей, получат возможность создавать виртуальные сети на базе ACS. Кроме того, ACS предоставит также средства для организации межведомственных сетей связи. Нахщональная система ACS в масштабе всей страны представляет собой гигантское предприятие, в реализации которого могли бы принять участие немногие корпорации помимо фир.мы AT&T. Она может оказать большое влияние на развитие передачи данных и отрасль обработки данных. Вследствие этого до реализации ACS должны быть разрешены важные вопросы регламентирования сети. 8.3. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В декабре 1974 г. фирма Bell System начала предоставлять новые услуги, специально предназначенные для пользователей передачи данных. В отличие от предыдущих услуг фирмы Bell System таких, как услуга Dataphone, с использованием для передачи данных аналоговых устройств, новая услуга почти полностью базируется на цифровых линиях передачи. Новый вид услуг называется цифровой услугой Dataphone (службой DDS). Устройства цифровой передачи, используемые этой службой, называются цифровой системой передачи данных. Цифровые системы передачи данных строятся, главным образом, на основе линий Т1, предназначенных для использования в качестве цифровых линий передачи на местных сетях. За исключением специальных каналообразующих блоков, линии службы DDS реализуются с использованием того же оборудования, что и линии связи для цифровой передачи речи. В некоторых случаях каналы службы DDS используют линию связи с ВРК совместно с сигнала.ми речи в цифровой форме. Однако функционально сеть передачи речи и DDS полностью независимы. Не было случая, чтобы цифровые каналы иногда использовались для службы DDS, а иногда в сети передачи речи. Цифровая услуга Dataphone предназначается, главным образом, для прямой дуплексной передачи данных со скоростями 2,4; 4,8; 9,6; 56; 1344 и 1544 кбит/с [191. Одаако возможно также многопунктовое обслуживание (когда к одной линии передачи подключено больше двух оконечных устройств) [20]. Вся передача является синхронной, причем скорость передачи определяется оконечным оборудованием пользователя на основе хронирующего сигнала, выделяемого из принимаемых данных. Доступ к службе DDS обычно организуется с по.мощью арендованных четырехпроводных линий связи, характеристики которых специально скорректированы для передачи цифровых сигналов. В некоторых случаях для доступа к ближайшей станции, обслуживающей DDS, необходимо использовать аналоговые средства передачи данных по каналам ТЧ (модемы). Рис. 8.7 иллюстрирует основные принципы построения сети со службой DDS. Хотя линии Т1 .можно успешно использовать для межстанционной цифровой передачи в пределах крупных городских районов, в настоящее время нет линий цифровой передачи, с помощью которых можно было бы соединять находящиеся на значительном расстоянии городские сети. Чтобы удовлетворить это требование, была разработана цифровая радиосисте.ма 1А (данные под речью). Таким образом, к имеюгцимся аналоговым радиоканалам типа TD и ТН оказалось возможным добавить один канал для передачи сигнала DS-1. (Полностью используемый аналоговый тракт имеет 18 радиоканалов и обеспечивает тем самым воз.можность передачи до 18 сигналов DS-1 в одном тракте.) Фирма Bell System не использует цифровые радиосистемы для обслуживания междугородного телефонного трафика, но цифровые радиосистемы с одни.м или двумя сигналами DS-3 все в  о п. & S Си 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 [69] 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 |