Реферат: Системы телекоммуникации и связи
В настоящее время Internet испытывает период подъема, во многом благодаря активной поддержке со стороны правительств европейских стран и США. Ежегодно в США выделяется около 1-2 миллионов долларов на создание новой сетевой инфраструктуры. Исследования в области сетевых коммуникаций финансируются также правительствами Великобритании, Швеции, Финляндии, Германии.
Однако, государственное финансирование - лишь небольшая часть поступающих средств, т.к. все более заметной становится "коммерцизация" сети (ожидается, что 80-90% средств будет поступать из частного сектора).
3.2 История сети Internet
В 1961 году Defence Advanced Research Agensy (DARPA) по заданию министерства обороны США приступило к проекту по созданию экспериментальной сети передачи 500пакетов. Эта сеть, названная ARPANET, предназначалась первоначально для изучения методов обеспечения надежной связи между компьютерами различных типов. Многие методы передачи данных через модемы были разработаны в ARPANET. Тогда же были разработаны и протоколы передачи данных в сети - TCP/IP. TCP/IP - это множество коммуникационных протоколов, которые определяют, как компьютеры различных типов могут общаться между собой.
Эксперимент с ARPANET был настолько успешен, что многие организации захотели войти в нее, с целью использования для ежедневной передачи данных. И в 1975 году ARPANET превратилась из экспериментальной сети в рабочую сеть. Ответственность за администрирование сети взяло на себя Defence Communication Agency (DCA), в настоящее время называемое Defence Information Systems Agency (DISA). Но развитие ARPANET на этом не остановилось; Протоколы TCP/IP продолжали развиваться и совершенствоваться.
В 1983 году вышел первый стандарт для протоколов TCP/IP, вошедший в Military Standarts (MIL STD), т.е. в военные стандарты, и все, кто работал в сети, обязаны были перейти к этим новым протоколам. Для облегчения этого перехода DARPA обратилась с предложением к руководителям фирмы Berkley Software Design - внедрить протоколы TCP/IP в Berkeley(BSD) UNIX. С этого и начался союз UNIX и TCP/IP.
Спустя некоторое время TCP/IP был адаптирован в обычный, то есть в общедоступный стандарт, и термин Internet вошел во всеобщее употребление. В 1983 году из ARPANET выделилась MILNET, которая стала относиться к Defence Data Network (DDN) министерства обороны США. Термин Internet стал использоваться для обозначения единой сети: MILNET плюс ARPANET. И хотя в 1991 году ARPANET прекратила свое существование, сеть Internet существует, ее размеры намного превышают первоначальные, так как она объединила множество сетей во всем мире. Диаграмма 1 иллюстрирует рост числа хостов, подключенных к сети Internet с 4 компьютеров в 1969 году до 3,2 миллионов в 1994. Хостом в сети Internet называются компьютеры, работающие в многозадачной операционной системе (Unix, VMS), поддерживающие протоколы TCP\IP и предоставляющие пользователям какие-либо сетевые услуги.
Диаграмма #1
3.3 Протоколы сети Internet
Основное, что отличает Internet от других сетей - это ее протоколы - TCP/IP. Вообще, термин TCP/IP обычно означает все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в Internet. Он охватывает целое семейство протоколов, прикладные программы, и даже саму сеть. TCP/IP - это технология межсетевого взаимодействия, технология internet. Сеть, которая использует технологию internet, называется "internet". Если речь идет о глобальной сети, объединяющей множество сетей с технологией internet, то ее называют Internet.
Свое название протокол TCP/IP получил от двух коммуникационных протоколов (или протоколов связи). Это Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP). Несмотря на то, что в сети Internet используется большое число других протоколов, сеть Internet часто называют TCP/IP-сетью, так как эти два протокола, безусловно, являются важнейшими.
Как и во всякой другой сети в Internet существует 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной уровень. Соответственно каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов (т.е. правил взаимодействия).
Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Internet используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).
Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачей информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol). Для связи по кабелю локальной сети - это пакетные драйверы плат ЛВС.
Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).
Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).
Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. В Internet этим занимаются уже упомянутые TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).
Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонентам. К таким программам относятся: telnet-сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и POP3 (Post Office Protocol) и т.д.
К протоколам прикладного уровня относятся сетевые услуги и программы их предоставления.
3.4 Спутники – это не только телевидение...
Если взглянуть на статистику принятых и переданных байтов после сеанса наиболее распространенного сегодня коммутируемого подключения (по телефонной линии) к Интернету, можно увидеть, что первая цифра во много раз превышает вторую. На каждый переданный байт приходится несколько десятков принятых. В то же время известно, что спутниковые каналы связи обладают очень широкой полосой пропускания (правда, только при приеме информации). Решение, которое приходит на ум, - разделить потоки данных, идущие от пользователя и к нему. Передавать информацию на компьютер можно через спутник, а управлять этим потоком пользователь может через обычную (коммутируемую или выделенную) модемную линию.
Около десяти лет назад компания Hughes Electronics Corporation (США), вернее, ее подразделение - фирма Hughes Network Systems (HNS) предложила пользователям коммерческое решение, которое сегодня практически стало стандартом для спутникового доступа к Интернету. Разработанная HNS система DirecPC обеспечила передачу данных на отдельный компьютер со скоростью до 400 Кбит/с. Это в 14 раз быстрее, чем доступ по обычному модему (28,8 Кбит/с), и в три раза быстрее, чем по ISDN.
3.4.1 Как это происходит
Еще раз отметим, что особенность системы DirecPC - асимметричность: прямой высокоскоростной канал (получение информации со спутника) дополняется низкоскоростным обратным каналом (передача запросов и пакетов подтверждений), в качестве которого выступает dial-up-подключение или выделенная линия ближайшего провайдера.
Путь, который проходят запросы пользователя системы DirecPC, несколько необычен. Пакеты запросов и подтверждений клиента, находящегося в Европе, формируемые адаптером DirecPC, транзитом через ISP, идут в так называемый операционный центр NOC (ОЦ) в Германии, имеющий скоростной доступ в Интернет, откуда обработанная заказанная информация пересылается через спутник заказчику.
Правда, до этого момента происходит ряд дополнительных действий. Согласно технологии, драйвер адаптера DirecPC компьютера пользователя изменяет обратный IP-адрес каждого пакета, содержащего запрос к Интернет-серверам, на IP-адрес пользователя на сервере операционного центра. Затем драйвер упаковывает исходный пакет с модифицированным обратным адресом в пакет, адресованный ОЦ и отсылает его в Интернет. Запрошенный пользоватечем Интернет-сервер, обработав запрос, передает требуемые данные по модифицированному обратному адресу пользователя в ОЦ, откуда они доставляются по спутниковому каналу непосредственно на компьютер пользователя.
Информация из ОЦ DirecPC передается пакетами по 1500 байтов. После приема четырех пакетов драйвер DirecPC отсылает пакет подтверждения размером в среднем в 50 байтов. Таким образом, для принятия за одну секунду 50 Кбайтов требуется передать порядка 450 байтов по наземному каналу. Как видим, даже с учетом дополнительно передаваемых запросов, для работы DirecPC достаточно любой скорости наземного канала,
3.4.2 Сервисы DirecPC
Система DirecPC ориентирована на предоставление как традиционных Интернет-услуг, так и специфических.
· Услуга TurboInternet включает стандартные сервисы, такие как WWW, FTP, E-mail, Usenet и др. для индивидуального получения информации с Web-серверов в интерактивном режиме.
· Услуга Package Delivery предназначена для организации высокоскоростной рассылки аудио, видео, графических и текстовых файлов любому чисто пользователей, находящихся в зоне охвата спутника.
· Особенности услуги Package Delivery:
· неограниченное число пользователей. Отправитель определяет адреса и платит только за размер файла, а не за количество получателей или их удаленность;
· скорость доставки - до 3 Мбит/с, что в 100 раз быстрее, чем при использовании обычных модемов (28,8 Кбит/с);
· различные сроки доставки: файлы могут быть получены в указанное отправителем время или с задержкой в зависимости от указанного приоритета:
· повышение надежности передачи информации за счет сокращения времени передачи и возможности повторной передачи в случае сбоя.
Package Delivery особенно актуальна для больших компаний, банков, имеющих разветвленную сеть филиалов в регионах, так как позволяет организовать эффективное управление подразделениями. В сочетании с Turbolnternet она обеспечивает эффективное функционирование корпоративных систем и сетей связи.
Доставка исходной информации в ОЦ может быть осуществлена по наземным линиям связи через Интернет (с помощью ftp. E-mail и др.) или почтой-на физическом носителе (СО-ROM, Floppy Disk), В заданное время содержимое файла указанное отправителем, ретранслируется через спутниковый канал группе абонентов, указанных в списке рассылки. При необходимости NOC может организовать выдачу отправителю подтверждений о доставке информации каждому абоненту.
Услуга Turbo Webcast/Turbo Multicast позволяет контент-провайдерам предоставлять своим подписчикам любую цифровую мультимедиа информацию с помощью популярной PUSH-технологии. Это могут быть как различные видеоконференции, так и платное телевидение.
3.4.3 Полный комплект
В стандартный комплект DirecPC входят:
· плата адаптера DirecPC стандарта PCI и программное обеспечение (поставляется вместе с платой);
· параболическая антенна, диаметр которой зависит от места установки;
· приемная головка и рупорный облучатель. устанавливаемые на антенне;
· коаксиальный кабель - 75 Ом;
Для установки системы DirecPC необходимо:
· наличие свободного слота PCI для установки адаптера;
· удаление точки установки спутниковой антенны - не более 100 м от компьютера;
· открытый вид на спутник в точке установки приемной антенны;
· подключение к местному Интернет-провайдеру;
Сегодня система DirecPC работает со следующими пользовательскими операционными системами:
Windows 3.1/3.11, Windows 95/98, а также OS/2. Для обеспечения DirecPC-доступа в Интернет через локальную сеть необходимо установить дополнительное программное обеспечение, разработанное компанией Helius. - «Network Edition v 2.1», которое предназначено для операционных систем NetWare, Windows NT, Linux.
3.4.4 Запад есть Запад, а Восток есть Восток
Несмотря на довольно продолжительный срок эксплуатации, цены на услуги DirecPC в США и Европе все еще существенно отличаются. Впрочем, этому имеется целый ряд объективных причин. Главной из них является достаточно сильная разница в требуемых финансовых затратах. Дело в том, что на территории США компания Hughes Network System имеет собственные передающие станции и спутники, с помощью которых осуществляется передача данных пользователям. А для работы в Европе американцам потребовалось создать два совместных с Hughes Network System предприятия: Hughes Olivetti Telecom - для продвижения данной технологии в Западной Европе и NetSat Express, которая предоставляет услуги в Восточной Европе, включая Украину.
Естественно, этим фирмам потребовалось арендовать передатчик на спутнике (сегодня это Hot Bird-3 над 13° восточной долготы) и Операционный центр в городе Гришейм (Германия). В результате, учитывая стоимость аренды спутника, особенности. связанные с международным регулированием, стоимость оборудования и трафика для Европы и СНГ выше, чем в Америке.
Кроме того, система DirecPC в странах СНГ имеет несколько дополнительных недостатков. Первый заключается в принципе организации передачи потоков данных. Так как все запросы абонентов обязательно проходят через NOC, это означает транзит всего исходящего графика через Германию даже в том случае, когда пользователь и источник информации являются абонентами одною или расположенных рядом ISP. В результате возникает совершенно бесполезный трафик (следует также учитывать вопросы государственной безопасности), избавиться от которого можно лишь разместив операционный центр поблизости от региональной группировки ISP.
Еще одним недостатком системы DirecPC является жесткая тарифная политика; абоненту предлагается фиксированный тарифный план, превышение которого наказывается штрафными санкциями, а «недоиспользование» оборачивается финансовыми потерями, В тоже время Hughes Network Systems запретила своим дистрибьюторам самостоятельно снижать тарифные планы.
Однако, как известно, свято место пусто не бывает. Большое количество абонентов, недовольных уровнем предлагаемого сервиса, с одной стороны, и достаточно высокая рентабельность спутниковой технологии Интернет-доступа - с другой, привели к тому, что сегодня на рынке появилось несколько аналогичных систем связи, обладающих достоинствами DirecPC, и в то же время лишенных ее недостатков.
3.4.5 Русские уже ушли вперед
Прежде чем остановиться на реалиях украинского спутникового Интернета, обратимся к опыту нашего восточного соседа. Хотя использовать системы DirecPC в России начали раньше и развивается она там быстрее, чем в Украине, существует целый ряд трудностей, неведомых украинским потребителям. Дело в том, что доступный в Украине сервис DirecPC от NetSat Express распространяется только на европейскую часть Российской Федерации, поскольку многие крупные промышленные и научные центры, расположенные восточнее, находятся вне зоны видимости спутника-ретранслятора HotBird-3. Поэтому, кроме DirecPC, на российском рынке сегодня активно разворачиваются сразу несколько систем спутникового доступа к Интернету.
3.4.6 Интернет из Кувейта
Одна из таких систем - ZakNet, принадлежащая кувейтской компании ZakSat General Trading Co. Эта система спутникового доступа в Интернет, продвигаемая московской фирмой Diamond Communications, доступна практически на всей территории России.
Пользователи системы, как и в случае с DirecPC, получают возможность приема данных со скоростью до 400 Кбит/с. Однако спутниковый канал в ZakNet более производительный - 26 Мбит/с. Вещание производится через спутник-ретранслятор AziaSat-2. Операционный центр системы - NOC - расположен в городе Субик Бэй на Филиппинах.
