Процеси

Існує багато означень поняття процес в комп’ютерних системах загального призначення. Найбільш типові з них такі:

q програма, що виконується, включно з миттєвими значеннями всіх змінних у пам’яті та в регістрах і поточним значенням програмного лічильника;

q “вікно” окремої робочої станції, наприклад, MS-Windows, тощо.

Комунікація між процесами виникає тоді, коли один процес пересилає інформацію до іншого процесу або отримує інформацію від нього, при чому обидва процеси виконуються у тій самій системі або в різних системах, сполучених через мережу. Типові приклади механізмів комунікації між процесами включають файли (обмежені до спільної файлової системи), канали (придатні тільки тоді, коли процеси спільно використовують загальний породжуючий процес), спільну пам’ять, іменовані канали, пересилання повідомлень і гнізда (sockets). Абстракція гнізда є придатним методом здійснення комунікації між процесами, базованої на мережі, в системі UNIX та багатьох інших системах. Гнізда забезпечують програмний інтерфейс до транспортного рівня – TCP (Transmission Control Protocol – протокол управління пересиланням).

5. Гнізда

Спочатку впровадимо таку термінологію:

q Гніздо (socket) – це спеціальний тип дескриптора файлу, який використовується процесом для запиту мережевих послуг від операційної системи.

q Адреса гнізда (socket address) – це трійка (3-кортеж)

< протокол, локальна адреса, локальний процес>,

наприклад, для TCP/IP це < tcp, 193.44.234.3, 12345>.

q Діалог (conversation) – це комунікаційний зв’язок між двома процесами.

q Асоціація (association) – це п’ятірка (5-кортеж)

< протокол, локальна адреса, локальний процес, віддалена адреса, віддалений процес>,

яка повністю визначає два процеси, що здійснюють сполучення. Наприклад, для TCP/IP це
< tcp, 193.44.234.3, 1500, 193.44.234.5, 21>.

q Напівасоціація (half-assotiation) – це або < протокол, локальна адреса, локальний процес>, або < протокол, віддалена адреса, віддалений процес>, які визначають кожну половину сполучення. Напівасоціацію також називають гніздом або транспортною адресою, тобто гніздо є кінцевим пунктом комунікації, який може бути іменований та адресований в мережі.

Інтерфейс гнізд є одним з декількох інтерфейсів програмування застосувань (application programming interfaces – API), впроваджений передовсім у системах UNIX. Хоч нестандартизований, він є промисловим стандартом де-факто.

Рисунок 6.6. Виклики системи гнізд для протоколу, орієнтованого на сполучення

Контрольні питання

1. Які особливості передбачає транспортний рівень?

2. Що таке сегмент?

3. Що таке сегмент - підтвердження?

4. Що таке номер протокольного порта?

5. Що таке процес?

6. Що таке гніздо, адреса гнізда та діалог?

Розділ 7. Міжнародна комп’ютерна мережа Інтернет

Тема 7.1 Структура та принцип функціонування мережі Інтернет

 

1. Розв'язання для провідних кабелів типу " скручена пара"

2. Безпровідні системи

3. Повністю оптоволоконні системи (PON і SONET)

 

1. Розв'язання для провідних кабелів типу " скручена пара"

Існують три головні категорії розв'язань для кабелів " скручена пара" при їх застосуванні для доступу до Internet (див. рис. 7.1):

· модеми в смузі частот телефонії (голосу) (Voice band data - VBD);

· цифрові абоновані лінії (Digital Subscriber Line - DSL) ISDN;

· інші методи DSL (xDSL).

Рисунок 7.1. Дані в діапазоні телефонії та ISDN

Модеми VBD добре відомі і використовуються індивідуальними користувачами та користувачами із сфери малого бізнесу. Вони оперують у діапазоні частот телефонії через кабелі " скручена пара", використовуючи фазову або квадратурну модуляцію для передавання даних. Більшість з них працює із швидкостями 14.4 і 28.8 кб/с; більш нові - до 33.6 кб/с. Впроваджується асиметричний варіант модемного зв'язку із швидкістю від сервера до 56 кб/с і швидкістю у зворотньому напрямку до 33.6 кб/с.

ISDN - це цифрова широкосмугова технологія, яка оперує з двосторонньою швидкістю 144 кб/с, використовуючи схему кодування 2B1Q, і містить два канали B по 64 кб/с і один канал D (16 кб/с). Канали B можна використати для двох телефонних викликів, двох каналів передавання даних, окремого передавання голосу і даних, або для поєднаного передавання даних при128 кб/с. Для стандартного кабеля довжина абонентської петлі обмежена до 6 км.

 

2. Безпровідні системи

Як показано на рис. 7.2, для забезпечення доступу до Internet із використанням безпровідних технологій використовують три способи: сателітарне широкомовлення, наземне широкомовлення і коміркові/персональні комунікаційні послуги (Personal Communications Cervices - PCS).

Рисунок 7.2. Безпровідні технології

Коміркові/персональні комунікаційні послуги (PCS). Доступ до Internet може бути забезпечений через чинні коміркові системи з використанням модемів VBD. Оскільки коміркові канали вузькосмугові, швидкості доступу обмежені до 9.6 кб/с для систем AMPS s TDMA і до 14.4 кб/с для систем CDMA. Коміркові цифрові пакети даних (Cellular Digital Packet Data - CDPD) - це техніка, яка дозволяє розширення швидкостей пердавання даних для AMPS до 19.2 кб/с. CDPD осягає вищі швидкості, вставляючи пакети IP безпосередньо у комірковий канал, так що припиняє передавання голосового трафіку, так що канал тимчасово вільний. Вивчаються техніки, які забезпечують доступ до Internet та до інших послуг даних через PCS. Стандарти даних PCS досліджуються за підтримки технічного комітету ANSI T-1, TIA, ITU-T та інших.

3. Повністю оптоволоконні системи (PON і SONET)

Рисунок 7.3. Оптоволоконні системи (PON і SONET/SDH)

Оптоволоконна система PON. Ці повністю оптоволоконні системи, які називають пасивними оптичними мережами (Passive Optical Network - PON) передбачені для домашнього застосування для доступу до Internet та інших послуг. Архітектура, зображена у верхній частині рис. 7.3, має оптоволокно від вузла послуг до оптичного розділювача. Від розділювача багато оптоволокон

розходяться віялом до закінчення в ONU для окремого будинку. ONU розділяє їх для забезпечення індивідуальних послуг. Існує багато схем технічної реалізації PON; найбільш цікава має модове мультиплексування (Wave Division Multiplexing - WDM) для 16 відгалужень до ONU від оптичного розділювача. Техніка WDM може знову використовуватися для напрямку " вгору", реалізуючи високозахищену архітектуру PON типу " пункт-пункт".

Як і всі оптоволоконні системи, PON має багато переваг. Однак початкові кошти впровадження систем PON поки що вищі, ніж всіх інших альтернативних систем, які розглядалися вище.

Оптоволоконна система SONET/SDH. Повністю оптоволоконні системи, які містять оптоволоконне кільце SONET або SDH широко вживаються для забезпечення високопродуктивного багатосервісного доступу (включно з Internet) від і до кампусу або до бізнес-центрів. SONET або Synchronous Optical NETwork (синхронна оптична мережа) є північноамериканським стандартом для таких архітектур з інтерфейсом від 1.544 Мб/с (DS-1) до 10 Гб/с (OC-192); SDH або Synchronous Digital Hierarchy (синхронна цифрова ієрархічна система) є Европейським стандартом для обладнання з подібними властивостями. У нижній частині рис. 7.3 показане сполучення SONET/SDH від вузла послуг до бізнес-центру. Кільце SONET/SDH забезпечує гарантії послуг через кільцеву архітектуру. В середовищі кампусу кільце може бути проведене через різні будинки, які утворюють кампус.

Мережа замовника (intranet) сполучена з публічною мережею через " пожежну стінку" - захисний раутер (firewall), який здійснює захист даних та їх безпеку через ізоляцію небажаного трафіку Internet від трафіку intranet локальної мережі. Мультиплексер (Mux) забезпечує ефективність транспорту, поєднуючи окремі потоки даних в оптоволоконному обладнанні. Мультиплексери STM, поширені в телекомунікаційних мережах, переносять потоки даних в дискретних притоках. Мультиплексери ATM можуть забезпечити більшу подільність інтерфейсних швидкостей, оскільки потоки даних від окремих користувачів об'єднуються в окремі високошвидкісні потоки комірок для транспортування через мережу. Крім того, мультиплексери ATM можуть здійснити подальше підвищення ефективності, поєднуючи потоки даних із різними швидкостями через статистичне мультиплексування.

Контрольні питання

1. Які категорії для застосування кабелів „скручена пара” використовуються для доступу до мережі Інтернет?

2. Які можуть бути методи доступу до мережі Інтернет використовуючи безпровідні технології?

3. Що таке PON, Sonet/ SDH?

Тема 7.2 Сервіси Інтернету

План лекції

1. Типи сервісів Інтернет

2. Електронна пошта

1. Типи сервісів Інтернет

Перш ніж перейти до розгляду конкретних сервісів Інтернет, треба описати деякі категорії, що використовуються при оцінці різних сервісів і їхньої застосовності до тих чи інших задач. Звичайно, для того, щоб краще уявити собі схему передачі інформації в Інтернет, корисно було б класифікувати сервіси, розділивши їх на групи відповідно до якого-небудь набору критеріїв оцінки. Однак з ряду причин не можна ввести якої нибудь твердої чи визначеної класифікації. Основна причина - унікальність кожного сервісу й одночасна невіддільність його від інших. Кожен сервіс характеризується властивостями, частина яких поєднує його з однією групою сервісів, а інша частина з іншою групою.

Найбільш придатним для класифікації сервісів Інтернет є розподіл на сервіси інтерактивні, прямі і відкладене читання. Ці групи поєднують сервіси по великому числу ознак. Сервіси, що відносяться до класу відкладеного читання, найбільш поширені, найбільш універсальні і найменш вимогливі до ресурсів комп'ютерів і лініям зв'язку. Основною ознакою цієї групи є та особливість, що запит і одержання інформації можуть бути досить сильно (що, узагалі говорячи, обмежується тільки актуальністю інформації на момент одержання) розділені за часом. Сюди відноситься, наприклад, електронна пошта.

Сервіси прямого звертання характерні тим, що інформація з запиту повертається негайно. Однак від одержувача інформації не потрібно негайної реакції. Сервіси, де потрібна негайна реакція на отриману інформацію, тобто одержувана інформація є, по суті справи, запитом, відносяться до інтерактивних сервісів. Для пояснення вищесказаного можна помітити, що в звичайному зв'язку аналогами сервісів інтерактивних, прямих і відкладеного читання є, наприклад, телефон, факс і письмова кореспонденція.