Классификация компьютерных сетей

Все многообразие компьютерных сетей можно классифициро­вать по группе признаков:

- территориальной распространенности;

- ведомственной принадлежности;

- скорости передачи информации;

- типу среды передачи.

По территориальной распространенности сети могут быть ло­кальными, региональными и глобальными. Локальные сети - это сети, перекрывающие не более 10 км² территории. Региональные -это сети, расположенные на территории города или области. Глобальные - это сети, расположенные на территории государст­ва или группы государств.

По ведомственной принадлежности различают ведомствен­ные и государственные сети. Ведомственные сети принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. Это мо­жет быть локальная сеть предприятия. Несколько отделений од­ной компании, расположенные на территории города, области, страны или государства, образуют корпоративную компьютерную сеть. Государственные сети - сети, используемые в государст­венных структурах.

По скорости передачи информации компьютерные сети де­лятся на низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100 Мбит/с), высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с).

По типу среды передачи сети разделяются на коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по ра­диоканалам, в инфракрасном диапазоне и т.д. Следует заметить, что основные отличия в принципах построения сетей определяют­ся средой передачи.

Компьютеры, включаемые в компьютерные сети, выполняют функции либо серверов, либо рабочих станций. Серверы - это до­статочно мощные ЭВМ, предоставляющие свои ресурсы менее мощным машинам, исполняющим роль рабочих станций. В качест­ве рабочих станций используются персональные компьютеры. Серверы различают по основным функциям, которые они выпол­няют: файловые серверы, серверы печати, серверы приложений и т.д. Файловый сервер служит для хранения файлов и предостав­ления их для использования рабочим станциям сети. Сервер печа­ти выполняет функции сетевой печати. На сервере приложений выполняются задачи, которые могут быть запущены с любой рабо­чей станции, имеющей доступ к данному серверу.

Если компьютеры находятся на территории одного предприя­тия (организации) и включены в одну локальную сеть, то рабочие станции подключаются к серверам через сетевое оборудование локальных сетей. Компьютеры, подключенные к разным локаль­ным сетям, удаленным друг от друга на существенное расстоя­ние, соединяются с использованием средств региональных или глобальных компьютерных сетей. Возможен доступ к серверам локальных сетей с использованием сетей связи общего пользо­вания, например, телефонной сети или региональных (глобальных) сетей передачи данных.

Структуры перечисленных сетей могут быть разнообразными. Для локальных сетей более характерны регулярные структуры: «шина», «кольцо», «звезда» (рис. 8.14). Не исключены комбинации указанных структур сетей. Для региональных и глобальных сетей более характерны иерархические структуры.

В локальной сети с общей шиной все компьютеры подключены к одному общему кабелю («шине»). В структуре типа «звезда» име­ется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю.

Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройст­во и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувст­вительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возника­ют проблемы для всей се­ти. Место неисправности трудно обнаружить.

 

В этом смысле «звез­да» более устойчива. По­врежденный кабель явля­ется проблемой для одно­го конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется осо­бых усилий по локализации неисправности.

В сети, имеющей структуру типа «кольцо», информация пере­дается между станциями по кольцу, с переприемом в каждом сете­вом контроллере. Переприем производится через буферные нако­пители, выполняемые на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе из строя одного сетевого контрол­лера может нарушиться работа всего кольца.

Достоинством кольцевой структуры является простота реали­зации устройств, а недостатком - низкая надежность.

Все рассмотренные структуры - неиерархические. Однако благодаря использованию мостов, специальных устройств, объ­единяющих локальные сети с разной структурой, из вышепере­численных типов структур могут быть построены сети со слож­ной иерархической структурой. Последнее может быть продик­товано, например, целями модернизации уже существующих сетей (рис. 8.15).

Задача локальных сетей заключается в обеспечении макси­мальной производительности при заданной надежности.

Ключевым звеном, определяющим производительность, на­дежность и эффективность использования пропускной способно­сти физической среды передачи, является применяемый в сети метод доступа. Среда передачи является общим ресурсом в ло­кальной сети. Этот ресурс разделяется множеством сетевых объ­ектов, подключенных к нему. Для корректного разделения решается задача множествен­ного доступа.

Множественный до­ступ - это механизм разде­ления во времени общего канала между коллективом рабочих станций и серве­ров, включенных в компью­терную сеть.

 

Цель использования одного высокоскоростного канала - достижение высо­ких технико-экономиче­ских показателей сети при минимизации затрат на средства связи и обеспечение требуемых характеристик по про­изводительности сети и задержке передачи информации в ней.

Основная проблема систем с множественным доступом - это возникновение одновременной передачи от двух и более станций, такое явление называется конфликтом. На сегодняшний день раз­работано множество алгоритмов, снижающих или вообще устра­няющих возможность возникновения конфликтов в локальных се­тях. Алгоритмы, защищающие пользователей при работе в сети от конфликтов, называются методами доступа. Случайные методы доступа допускают возможность возникновения конфликтов. Про­порциональные методы, в которых заранее заложен бесконфликт­ный алгоритм доступа станции в канал, не допускают конфликтов.

Достоинства бесконфликтных методов:

- дают возможность гарантированной доставки сообщения в условиях высокой загрузки каналов;

- время задержки передачи пакетов в таких сетях имеет верх­ний предел.

Гибридные методы являются комбинацией двух первых.

8.9. МЕЖДУНАРОДНЫЕ СТАНДАРТЫ НА АППАРАТНЫЕ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Для организации эффективного взаимодействия между разно­типными компьютерами в компьютерных сетях был разработан международный стандарт.

Вычислительная система, отвечающая стандартам, принятым в концепции взаимодействия открытых систем, будет открыта для взаимосвязи с любой другой системой, отвечающей этим же стан­дартам. Стандарт по взаимодействию вычислительных систем был принят международной организацией по стандартизации (МОС, английская аббревиатура ISO) под номером №7498, а позд­нее этот стандарт был принят Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии (МККТТ)* под номером Х.200. В нем предусматривается разбиение функций сложной сис­темы, реализующей организацию взаимодействия абонентских систем (терминального оборудования), на N простых функций, т.е. разбиение сложной системы на подсистемы.

Подсистемы одной системы связаны друг с другом через межуровневые интерфейсы, а подсистемы разных систем - через протоколы Л/-го уровня.

Согласно международным стандартам модель взаимодействия открытых систем (OSI - Open System International) состоит из семи уровней (рис. 8.16). Первые четыре уровня называются протоко­лами нижнего уровня, а пятый, шестой и седьмой - протоколами верхнего уровня. К основным протоколам нижнего уровня относят­ся протоколы Х.25, Frame Relay, TCP/IP.

Уровень с местным номером представляет услуги смежному с ним верхнему уровню и пользуется для этого услугами смежного с ним нижнего уровня.

Не всегда в стандартах рассматривается протокол, соответст­вующий какому-то определенному уровню. Часто в одном стан­дарте описываются протоколы, соответствующие нескольким уровням модели ISO. К таким стандартам относится, например, стандарт Х.25.

Задачей всех семи уровней является обеспечение надежного взаимодействия прикладных процессов. При этом под прикладны­ми процессами понимают процессы ввода, хранения, обработки и выдачи информации для нужд пользователя. Каждый уровень вы­полняет свою задачу, при этом подстраховывая и проверяя работу

друг друга.

к протоколам верхнего уровня (5-7) относятся следующие.

Прикладной (пользовательский) уровень (седьмой) является основным, именно ради него существуют все остальные уровни. Он называется прикладным, поскольку с ним взаимодействуют прикладные процессы системы, которые должны решить некото­рую задачу совместно с прикладными процессами, размещенны­ми в других открытых системах. Прикладной уровень эталонной модели ISO определяет смысловое содержание информации, ко­торой обмениваются открытые системы в процессе совместного решения некоторой заранее известной задачи.

Шестой уровень называется уровнем представления. Он определяет в основном процедуру представления передаваемой информации в нужную сетевую форму. Это связано с тем, что сеть объединяет разные оконечные пункты (например, разные компьютеры). Если бы все оконечные пункты в сети были одного типа, то не понадобилось бы введение уровня представления. Так, в сети, объединяющей разнотипные компьютеры, информа­ция, передаваемая по сети, должна иметь определенную единую форму представления. Именно эту форму и определяет протокол шестого уровня.

Следующий пятый уровень протоколов называют уровнем сес­сии, или сеансовым. Его основным назначением является органи­зация способов взаимодействия между прикладными процесса­ми - соединение прикладных процессов для их взаимодействия, организация передачи информации между процессами во время взаимодействия и «рассоединения» процесса.

Далее идут четыре протокола нижнего макроуровня. Основная их задача сводится к быстрому и надежному перемещению ин­формации. Поэтому протоколы нижнего уровня иногда называют протоколами транспортной сети. Выход в транспортную сеть осу­ществляется через так называемый порт. Каждый процесс имеет свой порт. Перед входом в транспортную сеть информация поль­зователя получает заголовок того процесса, который ее породил. Транспортная сеть обеспечивает передачу информации пользова­теля с заголовком процесса (сообщения) адресату, используя для этого протоколы нижнего уровня.

Четвертый транспортный уровень в модели ВОС служит для обеспечения пересылки сообщений между двумя взаимодейству­ющими системами с использованием нижележащих уровней. Этот уровень принимает от вышестоящего уровня некоторый блок дан­ных и должен обеспечить его транспортировку через сеть связи к

удаленной системе. Уровни, лежащие выше транспортного, не учитывают специфику сети, через которую передаются данные, они «знают» лишь удаленные системы, с которыми взаимодейст­вуют. Транспортный же уровень должен «знать», как работает сеть, какие размеры блоков данных она принимает и т.п.

Следующие три нижних уровня определяют функционирова­ние узла сети. Протоколы этих уровней обслуживают так называе­мую транспортную сеть. Как любая транспортная система, эта сеть транспортирует информацию, не интересуясь ее содержани­ем. Главной задачей сети является быстрая и надежная доставка

информации.

Основной задачей сетевого (третьего) уровня является марш­рутизация сообщений, кроме этого он обеспечивает управление информационными потоками, организацию и поддержание транс­портных каналов, а также учитывает предоставленные услуги.

Уровень управления каналом (второй уровень), или канальный, представляет собой комплекс процедур и методов управления ка­налом передачи данных (установление соединения, его поддержа­ние и разъединение); он организован на основе физического сое­динения и обеспечивает обнаружение и исправление ошибок.

Физический (первый) уровень обеспечивает непосредственную взаимосвязь со средой передачи. Он определяет механические и электрические характеристики, требуемые для подключения, под­держания соединения и отключения физической цепи (канала). Краткая характеристика уровней приведена в табл. 8.1. Как уже отмечалось выше, к наиболее распространенным про­токолам сетевого уровня относятся протоколы: Х.25; Frame Relay; TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Все эти протоколы являются трехуровневыми (см. рис. 8.16), т.е. включа­ют в себя физический, канальный и сетевой уровни модели OSI.

При рассмотрении сетевого уровня данных протоколов разли­чают понятия дейтаграммное и виртуальное соединения:

- при дейтаграммном соединении каждый пакет, имея адрес получателя и отправителя, проходит через сеть от отправителя до получателя по своему произвольному маршруту и, путешествуя от узла к узлу, доходит до получателя;

- виртуальное соединение представляет собой несколько по­следовательно соединенных логических каналов. Логический ка­нал - это канал, который обеспечивается путем мультиплексиро­вания физической линии, соединяющей пакетное ООД с центром

 

•коммутации пакетов (ЦКП) или два ЦКП между собой. То есть вир­туальное соединение - это сконфигурированная определенным образом среда между двумя или более конечными устройствами для передачи информации.

Различают два вида виртуальных соединений: РVС - постоянный виртуальный канал и SVС - коммутируемый виртуальный канал. РVС представля­ет собой соединение между конечными точками, которое сущест­вует постоянно и может устанавливаться или разрываться опера­тором сети вручную. SVС - это тоже соединение между конечными точками, но устанавливаемое динамически специальными проце­дурами в устройствах, участвующих в соединении. Коммутируемые виртуальные соединения динамически устанавливаются и разрыва­ются по требованию программного обеспечения сетевых устройств.

Протокол Х.25 может использовать и дейтаграммное, и виртуаль­ное соединение (РУС). Однако этот протокол имеет существенные недостатки, которые ограничивают его широкое использование:

- во-первых, для выявления ошибок (повышения надежности) Х.25 предусматривает повторную передачу сообщения, что резко снижает использование полосы пропускания канала для передачи полезной информации (по разным источникам от 5 до 40%);

- во-вторых, технология Х.25 замыкается в основном только на данном протоколе;

- в-третьих, большие временные задержки не позволяют пе­редавать по сети речевые пакеты.

Все эти недостатки отсутствуют при использовании протокола Ргате Яе1ау (РВ). Обычно на русский язык термин Ргате Яе1ау пе­реводится или как коммутация кадров, или как трансляция кадров. Иногда в отечественной литературе этот термин используется без перевода, что подразумевает интернациональный характер дан­ного термина.

Технология РП создавалась в первую очередь для обеспечения взаимодействия удаленных локальных вычислительных сетей (ЛВС). В качестве средства передачи трафика ЛВС она стала аль­тернативой сетям Х.25 и арендованным линиям.

С тенденцией к использованию в ЛВС приложений, для кото­рых требуется все большая полоса пропускания и/или небольшая временная задержка, сети Х.25 становятся все менее подходящи­ми для организации межсетевого обмена. Сравнивая протоколы Х.25 и Ргате Ре1ау, по-видимому, уместно сопоставить коэффици­енты использования ими полосы пропускания каналов связи. Для передачи полезной информации РР, может задействовать 90% по­лосы пропускания, а Х.25, как уже указывалось, - не более 40%.

Такое эффективное использование полосы пропускания по­зволяет передавать по сети и речевой сигнал, и данные.

Однако протокол РР имеет и недостатки. Он «не различает» протоколы вышележащих уровней. Поэтому даже в сети, где ис­пользуется только один протокол сетевого уровня, скажем 1Р, Рга­те Ве1ау не «отличит» трафик жизненно важного для работы пред­приятия от достаточно второстепенного трафика. Один из спосо­бов «отделить» эти трафики друг от друга - использовать для каждого из них свое виртуальное соединение, что, впрочем, по­требует дополнительных расходов, поскольку операторы берут плату за каждое виртуальное соединение.

Кроме того, Ргате Пе1ау не может гарантировать качество об­служивания на том уровне, который способна предоставить техно­логия АТМ (асинхронный способ передачи), и не имеет механиз­мов управления пропускной способностью, свойственных АТМ.

Передача данных в соответствии с протоколами ТСР/1Р осно­вана на использовании дейтаграммного метода коммутации, в основу которого заложена независимая маршрутизация пакетов. Протоколы Тгапзптззюп Соптго! Рго1осо1/1пт.егпе1 Рго1осо1 - Прото­кол управления передачей (данных)/Межсетевой протокол - обслу живают Internet - сеть сетей. На сегодняшний день в одной только Германии из имеющихся там 19 млн. компьютеров к Internet подключены 6,5 млн. Количество клиентов Internet ежегодно уве­личивается в мире на 42%, в 2001 г. к сети было подключено около 100 млн. компьютеров.

Важной особенностью Internet-технологии является то, что по­мимо реализации сетевых протоколов нижнего уровня, являющих­ся аналогами шести уровней семиуровневой модели протокола Х.25, для сети Internet разработаны, реализованы и широко исполь­зуются протоколы прикладного уровня, обеспечивающие предо­ставление пользователям сети разнообразных телекоммуника­ционных и информационных услуг.

Таким образом, протокол TCP/IP является наиболее предпоч­тительным кандидатом на роль единого протокола по предостав­лению всего спектра телекоммуникационных услуг (голос, видео, данные). Необходимым в данном случае будет использование тех­нологии ATM.

ATM позволяет преобразовать данные, звук и видеосигнал в так называемые ячейки длиной 53 байта для передачи по обычной сетевой инфраструктуре без дополнительных преобразований. Сеть на основе ATM позволяет передавать любой тип информации практически каждому устройству-адресату посредством единой сети, причем по своим качественным и количественным характе­ристикам данная технология превосходит все доступные для прак­тического применения на сегодняшний день сетевые технологии.

ИНТЕГРАЦИЯ СЕТЕЙ СВЯЗИ

Как уже отмечалось, одним из основных направлений развития связи является глобализация, т.е. интеграция всех вторичных се­тей электросвязи в единую вторичную сеть. Действительно, появ­ление все новых и новых услуг электросвязи приводит к нерацио­нальному развитию электросвязи в целом.

Пользователи сетей электросвязи предъявляют повышен­ные требования к составу и качеству услуг. Современная сеть электросвязи должна обеспечивать доступ пользователей к множеству служб: речевой, данных, текста, изображений, теле­конференций, выход к базам данных сетей ЭВМ, выход пользова­телей частных, локальных сетей к абонентам сетей общего поль­зования и др.

Основными направлениями совершенствования средств элек­тросвязи в последнее десятилетие являются: завершение опыт­ной и начало коммерческой эксплуатации узкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания (У-ЦСИО), начало разработки международными организациями концепции широкополосной ЦСИО (Ш-ЦСИО), разработка методов и средств коммутации, обеспечивающих высокую производительность узлов коммутации, а также средств высокоскоростной передачи сообщений.

Рассмотрим особенности ЦСИО, отличающие ее от других сетей.

Основными свойствами ЦСИО являются:

- возможность передачи информации в цифровой форме от одного терминала (Т) до другого;

- предоставление широкого спектра услуг (видов сервиса), включающего передачу речевой и неречевой информации;

- возможность подключения разнообразных терминалов к се­ти с помощью многоцелевых стандартных согласующих устройств (интерфейсов) «пользователь-сеть»;

- обеспечение централизованной сигнализации (по общему каналу) с высокой скоростью и точностью;

- обеспечение цифрового транспортного соединения между терминалами оконечных абонентских пунктов;

- предоставление пользователям доступа к большому числу речевых и неречевых служб через общую абонентскую линию;

- предоставление пользователям доступа к сети через небо­льшое число стандартных многоцелевых интерфейсов.

В состав У-ЦСИО дол­жно входить три вида специализированных сетей (рис. 8.17): сеть коммутации каналов (КК), сеть ком­мутации пакетов (КП), сеть сигнализации (СС).

Концепция ЦСИО де­тально определена в реко­мендациях международно­ го союза электросвязи МСЭ-Т (ITU-T). У-ЦСИО поддерживает мно­жество служб, а именно: службу телефонной связи, факсимильной связи, «Телетекс», «Телефакс», «Бюрофакс», телеконференций, передачи данных (ПД) с КК, ПД с КП и др.

Под службой электросвязи (Service или Telecommunication Service) понимают виды обслуживания. Службы предоставляют услуги абонентам.

Сеть электросвязи как совокупность технических средств и служб предоставляет услуги абонентам. Отличие понятий сетей и служб (услуг) видно хотя бы из того, что служба передачи данных родилась, не имея своей сети. Для передачи данных использова­лись некоммутируемые каналы, телефонная сеть и сеть телекс. Позже начали создавать специализированные сети ПД для дости­жения более высокого качества ПД. На рис. 8.18 показаны приме­ры использования различных сетей для различных служб.

Цифровая сеть интегрального обслуживания должна удовлет­ворять следующим требованиям:

- обеспечивать установление связи различных служб к одному абоненту по одной абонентской линии, имеющей один номер;

- обеспечивать в перспективе передачу любого вида инфор­мации (представленной изначально в аналоговой или дискретной форме) с помощью одного многофункционального терминала;

- обеспечивать абоненту возможность одновременно переда­вать информацию различных видов;

- обеспечивать снижение тарифов за услуги электросвязи;

- обеспечивать улучшение качества передачи информации (по сравнению с качеством передачи на существующих сетях);

- обеспечивать более эффективное использование каналов и линий сети;

- предоставлять по требованию пользователя широкий круг дополнительных видов обслуживания (ДВО), например, прямой вызов, многоадресный вызов и др.;

- обеспечивать возможность расширения обслуживания на
подвижные объекты;

- обеспечивать возможность расширения служб и ввода новых
видов информации.

Узкополосные ЦСИО, обладающие перечисленными свойства­ми, имеют следующие достоинства:

- высокая скорость передачи информации (до 64 кбит/с) для большинства служб нетелефонного типа;

- предоставление абонентам возможности пользоваться мно­гофункциональным терминалом, подключенным к одной линии и имеющим один номер для входящего вызова;

- низкий тариф оплаты за передачу данных;

- возможность передачи информации в цифровой форме меж­ду двумя абонентскими пунктами (терминалами);

- наличие пакетной системы сигнализации №7, обеспечиваю­щей эффективное использование средств связи;

 

- возможность выбора одного из способов коммутации (КК или КП) на станциях ЦСИО;

- совместимость с существующими сетями;

- адаптируемость терминалов для передачи информации раз­личными способами.

Переход России к рыночной экономике и появление новых ин­формационных технологий стимулирует спрос на услуги электро­связи, характерным является высокая неравномерность этого спроса. Современные информационные услуги отличаются, как правило, высокой стоимостью. Этим определяется их низкая до­ступность для большей части населения. Спрос на услуги электро­связи определяется уровнем развития экономики страны.

Несмотря на известное отставание России в области совре­менных телекоммуникационных средств, в 2000 г. началось созда­ние в отдельных регионах Ш-ЦСИО. Предприятия развивающихся отраслей промышленности, сферы услуг и деятельная часть насе­ления приобретают новые виды терминального оборудования (персональные ЭВМ, многофункциональные терминалы, рабочие станции и др.). Использование этих терминалов эффективно лишь

при высокой скорости обмена информацией в сети. Поддерживае­мые Ш-ЦСИО службы в ближайшие годы, по-видимому, найдут спрос у всех категорий пользователей. Основанием для ожидаю­щегося быстрого перехода к Ш-ЦСИО является наличие эконо­мичного высокоскоростного волоконно-оптического кабеля с вы­сокой помехозащищенностью и центров коммутации пакетов (ЦКП) с высокой скоростью коммутации. Необходимость интегра­ции в ЦСИО широкополосных служб стала настоятельной в начале 90-х годов. Новыми службами Ш-ЦСИО, отсутствовавшими в У-ЦСИО, являются, например, такие, как кабельное телевидение, видеоконференцсвязь (до 15% от общего объема услуг), высоко­скоростная передача данных (до 17%), видеотелефон (до 21%), высокоскоростной цветной телефакс (до 3%). В 1996 г. в Западной Европе пользователями Ш-ЦСИО стали примерно 300 тыс. госу­дарственных и частных организаций. Экспертные оценки стоимо­сти подключения пользователя к Ш-ЦСИО дают ориентировочную величину в 2000 долл. США. Ежемесячная оплата услуг будет пре­вышать тариф существующих телефонных сетей в 3-4 раза.

Следующим этапом глобализации является создание интел­лектуальных сетей (ИС).

При предоставлении современных услуг требуется весьма сложная обработка запросов, пересылка больших объемов дан­ных с высокой скоростью. Если ресурсы, используемые для пре­доставления услуг, рассредоточены на многих станциях сети, то это приводит к недопустимым задержкам и искажениям информа­ции при многократной пересылке от одной станции к другой.

Для преодоления этих недостатков необходимо использовать такую стратегию предоставления многообразных услуг, которая основывается на централизации наиболее сложной обработки данных и использовании протоколов информационного обмена (Х.25, РВ, ТСР/1Р).,

Основная цель ИС состоит в быстром, эффективном и эконо­мичном предоставлении информационных услуг массовому поль­зователю. Удовлетворение этих требований возможно лишь при построении сетей электросвязи на основе новой концепции, со­стоящей в том, что функции предоставления ДВО отделяются от основных услуг.

В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т вся совокупность услуг, предоставляемых сетью, делится на две группы: основные услуги и дополнительные виды обслуживания (ДВО). Основные

услуги связаны с процессами установления соединений (при спо­собе коммутации каналов), тарификации, виртуальных соедине­ний (при способе коммутации пакетов), передачи пакетов между элементами сети. Основные услуги, как правило, редко изменяют­ся и реализуются сетью при обслуживании каждого вызова.

Услуги, относящиеся к ДВО, реализуются только по специаль­ному запросу пользователя. Разные группы пользователей могут получать разные наборы ДВО. Элементом концепции ИС являет­ся отделение функций управления основными услугами от управ­ления ДВО.

Услуги могут быть отнесены к интеллектуальным, если при их предоставлении требуется использовать большие массивы данных и выполнять сложную обработку. Если при разработке и проектировании аппаратных и программных средств новых услуг не исходить из единой концепции, то затраты на их реали­зацию будут неоправданно велики. Поэтому современный под­ход к проектированию аппаратных и программных средств услуг основан на модульном принципе. Сущность его состоит в том, что все процедуры реализации услуг делят на законченные авто­номные модули услуг - МУ (Зеплсе 1пс1ерепс1епс1 В1осК-51В), не зависящие от видов услуг и друг от друга и представляющие со­бой законченные процедуры обработки запросов. Процедуры обмена между модулями услуг тоже стандартизируют. При та­ком подходе достаточно большой набор модулей позволяет со­здавать новые услуги путем сочетания имеющихся МУ и интер­фейсных модулей. Программа реализации новой услуги будет простой и не потребует больших затрат. Лишь при проектирова­нии экстраординарной по сложности услуги, реализация кото­рой из имеющихся модулей невозможна, потребуется разработ­ка новых модулей. Описанная концепция проектирования услуг интеллектуальных сетей предполагает использование языков программирования высокого уровня, обеспечивающих уменьше­ние затрат при вводе новых услуг. Таким образом, вторым эле­ментом концепции ИС является оригинальная методика структур­ного проектирования и реализации услуг.

Целью создания ИС является интегрирование возможностей средств передачи и обработки данных для предоставления ДВО пользователям на базе традиционных средств телефонных се­тей, сетей ПД и сетей ЭВМ. «Интеллект» таких сетей воплощает­ся в скрытом от пользователя механизме выбора и предоставле­ния услуг.

На рис. 8.19 показан пример расширения спектра ДВО в ИС. Для ввода новой услуги (пока­зано штриховкой) требу­ются изменения только в БД ИС.

Для ИС характерными свойствами являются:

централизованные базы данных, в которых содержится исчерпываю­щая информация о сети и ее пользователях;

- доступ к БД с высо­кой скоростью;

- применение протоко­лов системы сигнализации №7(СС №7) и РН, ТСР/1Р, Х.25 для связи разных ком­понентов сети и сетей друг

с другом, обеспечивающих высокую достоверность обмена ин­формацией;

- простота доступа к службам и БД при оперативном создании и модификации услуг и при предоставлении заказчикам доступа к данным, характеризующим обслуживание их запросов.

Интеллектуальные сети характеризуются следующими преи­муществами:

- контроль пользователем тех данных, которые характеризуют все нюансы обслуживания его запроса сетью;

- гибкость управления службами и услугами благодаря цент­рализации данных в БД и высокой скорости обмена информа­цией в сети;

- упрощенный и оперативный ввод новых служб и услуг благо­даря использованию модульного принципа проектирования и реа­лизации новых услуг.

Структура интеллектуальной сети является иерархической (рис. 8.20). На одном из уровней этой иерархии размещают сред­ства обработки запросов пользователей и реализации услуг. Та­кая централизация технологична в том отношении, что позволяет

не распылять ресурсы, однако она же требует высокой скорости транспортировки больших массивов данных между объектами разных уровней.

Верхним уровнем ИС является подсистема административно­го управления (ПАУ) сетевыми ресурсами. На лежащем ниже уровне находится сетевая ин­формационная база данных - СИБД. На следующем уровне функционирует интерпретатор вида услуги - ИВУ. На нижнем уровне находится пункт коммутации услуги - ПКУ. Функциями ПАУ являются:

- предоставление технических средств эксплуатации и тех­нического обслуживания интерпретаторам видов услуг (дистан­ционная загрузка программных средств, контроль работоспо­собности ИВУ, дистанционное восстановление данных и техоб­служивание);

- коммерческое управление (предоставление абонентам возможности пользоваться данными одной или нескольких служб).

Подсистема административного управления содержит собст­венную информационную БД (СИБД) и может вести обмен с внеш­ними БД через сеть коммутации пакетов по протоколу Х.25 или по протоколу системы сигнализации №7 МСЭ-Т. Эта подсистема обеспечивает управление ресурсами сети, необходимыми для предоставления ДВО, интерпретацию вида ДВО. Для связи с ИВУ используется сеть с КП.

В СИБД хранятся многообразные данные о номерах абонен­тов, категориях обслуживания, адресах, параметрах маршрута, установление соединения и программы реализации услуг - ПРУ (Зегасе 1_одК/а1 Ргодгатз - ЗЫ³).

Каждой услуге соответствует своя ПРУ, которая составляется из модулей услуг. Конкретная ПРУ определяет тип и последова­тельность действий для реализации определенной услуги.

Интерпретатор вида услуги выполняет в реальном времени функции обработки запросов для одной или многих служб. Запро­сы на предоставление услуги поступают в ИВУ от ПКУ. Основной функцией ИВУ является контроль реализации протокола услуги, при этом необходим обмен с БД соответствующей службы.

Пункт коммутации услуги распознает запросы на предоставле­ние ДВО по коду (префиксу), набираемому пользователем, и фор­мирует заявки к ИВУ. Средства ПКУ являются ведомыми по отно­шению к ИВУ. Команды, поступающие от ИВУ, определяют после­довательность обработки запроса на предоставление услуги.

Обмен между ПАУ и ИВУ, а также между ПКУ и ИВУ обеспечи­вается с помощью транспортных сетей по протоколам Х.25 или СС №7. Для предоставления ДВО пользователям, независимо от того, в какую из станций они включены (к средствам коммутационного узла существующей местной сети общего пользования или ведом­ственной (частной).сети), необходимо добавить модуль ПКУ. Кро­ме этого, для охвата новыми услугами возможно большего количе­ства пользователей, не являющихся абонентами ЦСИО, необходи­мы специальные средства взаимодействия с пользователем во время подготовки к предоставлению услуги (например, распозна­ватели и синтезаторы речи) - так называемая интеллектуальная периферия (ИП).

Если абонент включен в цифровую АТС, то функции ПКУ реа­лизуются на этой же станции. Пользователи могут иметь доступ к ПКУ как с помощью телефонного аппарата, так и с помощью ПЭВМ. Если абонент включен в АТС, где нет ПКУ, то доступ к ИС

реализуется по межстанционным каналам, проложенным между данной АТС и узлом сети, где имеется ПКУ.

Таким образом, глобализация вторичных сетей дает возмож­ность создания вторичной сети, предоставляющей свои услуги любым службам электросвязи.

ВОПРОСЫ ЛАЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Назовите службы ДЭС.

2. Какие способы коммутации используются на СОП, построенной на системе ПС?

3. Каково назначение сети АТ?

4. Почему ЦКС не получили дальнейшего развития?

5. Назовите примеры телематических служб.

6. Как могут строиться сети ПД?

7. Назовите принципы построения локальных компьютерных сетей.

8. Какие стандарты входят в нижний уровень?

9. В чем смысл интеграции сетей электросвязи?

 

 

СПИС ОК СОКРАЩЕНИЙ _____________________________

АВУ - аппаратура высокочастотного уплотнения

АИ - абонентское искание

АК - абонентский комплект

АКИА - автоматическая контрольно-испытательная аппаратура

АЛ - абонентская линия

АМТС - автоматическая междугородная телефонная станция

АПА - автоматическая проверочная аппаратура

АПД - аппаратура передачи данных

АПК - автоматический передвижной контейнер

АС - аппаратура сопряжения

АТ-ПС - абонентское телеграфирование - прямые соединения

АТС-ДШ - автоматическая телефонная станция декадно-шаговая

АТС-К - автоматическая телефонная станция координатная

АУСР - аппаратура учета стоимости разговоров

БД - база данных

БС - базовая станция

ВГИ - ступень входящего группового искания

ВК - вычислительный комплекс

ВКТН - входящий комплект тонального набора

ВЛС - воздушные линии связи

ВНП - валовый национальный продукт

ВП - вызывной прибор