Загальні принципи побудови глобальних мереж

Як вже було сказано вище, глобальна мережа передавання даних - це мережа з'єднаних між собою за допомогою спеціального телекомунікаційного обладнання і каналів зв'язку абонентів, розташованих на великій території (в різних містах, державах, континентах).

Сучасні глобальні мережі забезпечують передавання, окрім комп'ютерних даних, різноманітної інформації: мультимедійної, факсимільної, банківської, наукової, навігаційної, метеоданих тощо. Залежно від виду інформації, яку вони передають, глобальні мережі можуть мати різні види термінального обладнання: від поодиноких касових апаратів та вимірювальних приладів до сучасних термінальних комплексів, які забезпечують передавання як комп'ютерних даних, так і мультимедійної та іншої інформації. Абонентами глобальної мережі можуть бути локальні комп'ютерні мережі та поодинокі комп'ютери різних класів - від персональних до мейнфреймів і суперЕОМ.

До найбільш важливих компонентів глобальних мереж можна віднести:

- термінальне обладнання абонентів;

- канали зв'язку з апаратурою передавання даних;

- телекомунікаційне обладнання;

- мережеві операційні системи;

- стеки телекомунікаційних протоколів;

- мережеві додатки.

Телекомунікаційне обладнання разом з каналами зв'язку становить глобаль­ну мережу, до якої під'єднується обладнання абонентів. Воно, як правило, пере­вищує вартість термінального абонентського обладнання разом з його програмним забезпеченням. Операційні системи разом із стеком комунікаційних протоколів складають програмну платформу мереж і значною мірою визначають ефективність їх роботи загалом. Мережеві додатки зорієнтовані на задачі користувачів мережі.

Глобальні мережі будуються за певними мережевими технологіями - набором стандартних протоколів (правил) і використовують конкретні програмні і апаратні засоби, які реалізують ці протоколи. Важливим показником мережі є її топологія -конфігурація зв'язків між абонентами і комутаційними вузлами мережі.

Щоби пояснити загальні принципи побудови глобальної мережі, розглянемо один з можливих варіантів її структури, наведеної на рис. 2.2. Власне глобальну мережу становлять комутаційні центри КЦ, з'єднані між собою магістральними каналами зв'язку, які на схемі позначені подвійною лінією.

Рис. 2.2. Приклад будови глобальної мережі

На схемі кількість абонентів мережі для спрощення її структури обмежена числом 7. Термінальне обладнання абонентів, яке ще називають кінцевим облад­нанням даних (КОД), розміщене на кінцевих вузлах мережі АБ1...АБ7, які під'єднуються до КЦ за допомогою абонентських каналів, зображених на схемі одинарною лінією. Комутаційні центри розташовують на певній віддалі один від одного з врахуванням територіального розміщення абонентів. У комутаційних центрах розміщені проміжні вузли мережі, зокрема комутатори каналів, пакетів чи повідомлень залежно від того, який спосіб комутації абонентів застосовується в цій

мережі. При одній і тій же структурі мережі різні способи комутації забезпечують для абонентів і мережі загалом різні можливості та характеристики. Крім ко­мутаторів, в КЦ може розміщуватися інше комутаційне обладнання, наприклад, маршрутизатори, за допомогою яких глобальна мережа під'єднується до інших мереж. У комутаційних центрах розташовують також блоки живлення, апаратуру синхронізації та обладнання для підсилення електричних сигналів і відновлення їх параметрів.

Загалом комутаційні центри являють собою комплекс взаємопов'язаних технічних засобів, які приймають електричні сигнали із вхідних каналів, обробляють отримані повідомлення, розподіляють (визначають наступний канал) та передають повідомлення потрібним каналом зв'язку. Крім основної функції — комутації абонентів — комутатори виконують ще декілька: контроль за проходженням повідомлення мережею, забезпечення пріоритетності передачі, підвищення надійності та достовірності передавання даних тощо.

На схемі показано один з можливих маршрутів, яким проходить пакет даних від абонента АБ1 до абонента АБ5. Цей маршрут реалізовують комутатори мережі на основі аналізу адресної інформації, яка міститься в керуючих кадрах, що передаються абонентом в мережу. Як видно з наведеної схеми, маршрут проходження пакета може містити комутаційні центри КЦ1-КЦ4-КЦ6, або КЦ1-КЦЗ-КЦ5-КЦ6, а може проходити і через інші комутаційні центри. Механізм створення маршруту проходження пакета даних залежить від технології, способу комутації абонента, який ця технологія використовує, завантаженості мережі та інших факторів.

Магістральні канали передавання даних є важливою складовою мережі, від якої значною мірою залежить швидкість і надійність передавання даних. Тому в сучасних мережах магістральні канали будують, як правило, на основі цифрових каналів зв'язку або використовують виділені канали. Для під'єднання до комутаційних центрів абонентського обладнання в глобальних мережах у пере­важній більшості використовують місцеві лінії зв'язку, зокрема аналогові теле­фонні лінії. Великі відстані і ненадійні ЛЗ обумовили використання в глобальних мережах спеціальної АПД та складних методів передавання даних, різноманітних методів модуляції електричних сигналів, їх синхронізацію та багатократне відновлення якості. Методи передавання даних, які застосовують в глобальних мережах, передбачають складний багатократний контроль достовірності передачі кадрів і повторну передачу спотворенних кадрів. Апаратура передавання даних, яка здійснює частотне (FDM) або часове (TDM) модулювання електричних сиг-

налів та ущільнення каналів, входить до складу як магістральних, так і абонентських каналів. Територіально вона розміщена в комутаційних центрах та в приміщеннях абонентів.