Модемы: основные сведения, протоколы, соединение ПК-ПК

Протокол-это набор правил и соглашений определяющий последовательность и формат сообщений которыми обмениваются сетевые компоненты на одном уровне но в разных узлах сети.
Протоколы модуляции. Модуляция это процесс преобразования цифровой информации в аналоговый.
а)частотная модуляция-данные кодируются изменением тона(частоты) относительно несущей. Относительная фазовая модуляция- биты кодируются изменением фазы сигнала относительно предшествующего значения –скорость повышается, поскольку один поворот фазы кодирует 2-3 бита, но резко снижает помехоустойчивость. Квадратурная амплитудная модуляция-изменяется как фаза, так и амплитуда сигнала - повышает помехоустойчивость. Треллис – квадратудно-амплитудная модуляция совместно с решёточным кодированием.
Протоколы сжатия и обнаружения ошибок. Основные принципы:
-Объединение в пакеты с удалением стартовых и стоповых битов
-Контроль правильности передачи с помощью контрольных сумм.
-Сжатие информации с помощью соответствующих методов.
-Настройка на пропускную способность линии путём изменения передаваемого блока Указанные процедуры могут быть осуществлены как аппаратурно, так и программно(аппаратно на 30% эффективнее). В первом случае говорят, что «модем поддерживает соответствующий протокол», во втором – «программа управления модемом эмулирует данный протокол». Для для всех протоколов возможны как программная, так и аппаратная реализация.
Протоколы передачи файлов - эти протоколы контролируют завершённость передачи файла вместе с его атрибутами (имя дата создания и т.д). Протоколы используют изменяемого длину блока данных контролю длину для проверки сжатия данных.

Технология Ethernet

Ethernet (эзернет, от лат. aether — эфир) — пакетная технология компьютерных сетей, преимущественно локальных. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат пакетов и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet, FDDI и Token ring. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат пакетов и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Впервые этот стандарт был опубликован 30 сентября 1980 года. Создан 3-мя компаниями: DEC, Intel, Xerox. В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать кабель витая пара и кабель оптический. Метод управления доступом — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов. В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, а позже был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с. Появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. коллизия кадров — это наложение двух и более кадров (пакетов) от станций, пытающихся передать кадр в один и тот же момент времени из-за наличия задержки распространения сигнала по сети или наличия неисправной сетевой платы. Этот метод используется исключительно в сетях с общей шиной (к которым относятся и радиосети, породившие этот метод). Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Простота схемы подключения - это один из факторов, определивших успех стандарта Ethernet. Метод CSMA/CD определяет основные временные и логические соотношения, гарантирующие корректную работу всех станций в сети:

Между двумя последовательно передаваемыми по общей шине кадрами информации должна выдерживаться пауза в 9.6 мкс; эта пауза нужна для приведения в исходное состояние сетевых адаптеров узлов, а также для предотвращения монопольного захвата среды передачи данных одной станцией.

При обнаружении коллизии (условия ее обнаружения зависят от применяемой физической среды) станция выдает в среду специальную 32-х битную последовательность (jam-последовательность), усиливающую явление коллизии для более надежного распознавания ее всеми узлами сети.

После обнаружения коллизии каждый узел, который передавал кадр и столкнулся с коллизией, после некоторой задержки пытается повторно передать свой кадр. Узел делает максимально 16 попыток передачи этого кадра информации, после чего отказывается от его передачи. Величина задержки выбирается как равномерно распределенное случайное число из интервала, длина которого экспоненциально увеличивается с каждой попыткой. Такой алгоритм выбора величины задержки снижает вероятность коллизий и уменьшает интенсивность выдачи кадров в сеть при ее высокой загрузке.

Независимо от реализации физической среды, все сети Ethernet должны удовлетворять двум ограничениям, связанным с методом доступа:

максимальное расстояние между двумя любыми узлами не должно превышать 2500 м,

в сети не должно быть более 1024 узлов.

Сетевые ОС

Сетевая операционная система — операционная система со встроенными возможностями для работы в компьютерных сетях. К таким возможностям можно отнести: поддержку сетевого оборудования, поддержку сетевых протоколов, поддержку протоколов маршрутизации, поддержку фильтрации сетевого трафика, поддержку доступа к удалённым ресурсам, таким как принтеры, диски и т. п. по сети, поддержку сетевых протоколов авторизации. Главными задачами являются разделение ресурсов сети (например, дисковые пространства) и администрирование сети. С помощью сетевых функций системный администратор определяет разделяемые ресурсы, задаёт пароли, определяет права доступа для каждого пользователя или группы пользователей. Отсюда деление: сетевые ОС для серверов; сетевые ОС для пользователей. Существуют специальные сетевые ОС, которым приданы функции обычных систем (Пр.: Windows NT) и обычные ОС (Пр.: Windows XP), которым приданы сетевые функции. Сегодня практически все современные ОС имеют встроенные сетевые функции. Наличие в системе сетевых служб позволяющей удалённым пользователям использовать ресурсы компьютера. Сетевые ОС NetWare фирмы Novell

ОС NetWare предназначены в основном для обеспечения доступа к общим ресурсам сети со стороны нескольких пользователей. В качестве таких ресурсов могут выступать файлы данных, принтеры, модемы, программные модули и т.п.

Организация файловой системы Novell NetWare во многом схожа с организацией файловой системы DOS. Файлы размещаются в древовидной структуре каталогов и подкаталогов, корнем такого дерева, в отличие от DOS, является том. Тома располагаются на серверах.

Пользователь осуществляет доступ к файлам и каталогам с рабочей станции, на которой установлена своя операционная система (DOS, Windows, OS/2, Macintosh)

NetWare содержит механизмы защиты следующих уровней:

защита информации о пользователе

защита ресурса паролем

защита каталогов с помощью прав доступа

защита файлов с помощью прав доступа

межсетевая защита

Семейство ОС Unix/Linux

ОС Unix с самого своего возникновения была сетевой операционной системой («Компьютер – это сеть»). Большая часть коммуникационных средств ОС Unix основывается на использовании протоколов стека TCP/IP.

ОС Unix предназначена для терминальной работы. Чтобы начать работать, пользователь должен «войти» (login) в систему, введя с терминала свое учетное имя (account name) и пароль (password), зарегистрированные в системе. Регистрацию новых пользователей проводит администратор системы.

После проверки имени пользователя и пароля для входа в систему(аутентификация) наступает процесс авторизации, в кот ором определяется к каким каталогам и файлам пользователь имеет доступ. Схема авторизации ОС Unix настолько проста и удобна, что стала де-факто стандартом для современных сетевых ОС.

Свойства каждого файла содержат описание пользователей и групп пользователей, имеющих доступ к данному файлу. Различный пользователи могут иметь различный тип доступа (запись, чтение и т.п.). Как правило, максимальные права на доступ имеет владелец файла (owner), т.е. пользователь который создал файл. Также, неограниченные права имеет администратор системы (root).

Linux – это ОС для IBM-совместимых ПК и рабочих станций. Unix-системы используются на мэйнфреймах и мини-ЭВМ, Linux предоставляет в распоряжение пользователя ПК скорость, эффективность и гибкость Unix в сочетании с преимуществами ПК.

Несомненным достоинством ОС Linux является принадлежность к категории «открытых систем». Также существуют и платные версии Linux – как правило, это готовые сборки с проработанным интерфейсом и набором программного обеспечения для определенных нужд (сервер, офис, дом и т.п.).

Семейство ОС Windows NT

Линейка ОС от Microsoft, выпускаемая параллельно с ОС для рабочих станций Windows 9x.

В настоящее время можно выделить следующие ОС Windows NT:

Windows NT4 – выпускалась параллельно с Windows 95

Windows 2000

Windows 2003

Windows 2008 (готовится официальный релиз)

Windows 2000 Server (W2K Server) – многофункциональная операционная система, обеспечивающая функции сервера файлов и печати, сервера приложений, Web-сервера и коммуникационного сервера. W2K Server является перспективной платформой для разработчиков и поставщиков программного обеспечения, поскольку в этом продукте поддерживаются и развиваются самые передовые службы распределенных приложений. Для повышения производительности Windows 2000 Server поддерживает многопроцессорную симметричную обработку на двух процессорах и память до 4 Гб. (Версия Windows 2000 Advanced Server поддерживает до 4 процессоров и позволяет использовать 64 Гб памяти, а Windows 2000 Datacenter Server – до 32 процессоров и 64 Гб памяти).

Windows 2000 Server содержит ряд новых, по сравнению с Windows NT4 Server, средств администрирования, построенных на основе технологии Microsoft Management Console.

Выделим основные службы ОС W2K Server:

Active Directory – служба каталога, позволяющая хранить в одном месте информацию обо всех объектах сети (пользователях, компьютерах, общих папках, принтерах и т.п.). Использование Active Directory существенно облегчает работу системного администратора – большинство задач выполняется стандартными операциями Windows буквально занесколько щелчков мышкой.

Dynamic DNS (Domain Name Service) – служба, позволяющая связать доменные имена компьютеров с их IP-адресами в сети, даже если выделение IP-адреса производится автоматически. Используемый механизм индексирования имен позволяет ускорить передачу данных.

Group Policy Editor (Редактор групповой политики) – с его помощью системный администратор может назначать политики безопасности пользователям и группам и применять их в заданной области, группе или организационной единице Active Directory. Управление с помощью политик позволяет автоматизировать обновление операционной системы рабочей станции, удаленную установку приложений и ограничивать возможности клиентских систем.

Distributed File System (DFS, распределенная файловая система) – обеспечивает возможность разделения файловой структуры между несколькими серверами – т.е. несколько физических серверов объединяются в один логический. Используется для повышения быстродействия или увеличения отказоустойчивости системы.

Аутентификация Kerberos – протокол безопасности, используемый для аутентификации пользователей в распределенных средах.

Microsoft Management Console (консоль управления) - универсальная среда для административных утилит, реализованных в виде дополнительных модулей или оснасток (snap-in). MMC позволяет администраторам и создавать из множества оснасток специализированные инструменты, ориентированные на выполнение конкретных задач, и передавать их полномочным пользователям.

Internet Information Server – Интернет-сервер от Microsoft, позволяющий легко реализовать в локальной сети работу по протоколам HTTP и FTP (интранет)