Оглавление ВОПРОС №1:............................................................................................................................................... 4 СТАЦИОНАРНЫЕ ТЕЛЕФОННЫЕ СЕТИ ......................................................................................... 4 КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ ..................................................................................................................... 7 Сети на кристалле (NoC – Network on Chip).......................................................................................11 Спутниковые сети .................................................................................................................................12 Промышленная сеть ..............................................................................................................................12 СЕТЬ ЧЕРЕЗ ТЕЛЕФОННЫЕ ЛИНИИ ..............................................................................................12 СЕТЬ КАБЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ..............................................................................................13 ВОПРОС №2 ..............................................................................................................................................14 ЦИФРОВОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ .............................................................................................................14 Сотовые сети..........................................................................................................................................15 GSM – сеть .............................................................................................................................................16 ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ .............................................................................................................17 ВОЕННЫЕ СЕТИ ..................................................................................................................................18 СЕТЬ ТЕРМИНАЛОВ ..........................................................................................................................18 СЕТЬ ТУРНИКЕТОВ............................................................................................................................18 ДОМОФОННАЯ СЕТЬ.........................................................................................................................19 ВОПРОС №3 ..............................................................................................................................................19 БЕСПРОВОДНЫЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ СЕТИ ..........................................................................19 СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ ......................................................................................................19 УМНЫЙ ДОМ .......................................................................................................................................20 //ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ ..........................................................................................................................21 БОРТОВЫЕ СЕТИ ................................................................................................................................22 ВОПРОС №4 ..............................................................................................................................................24 Знание нескольких принципов избавляет от знания многих фактов.!!!!! ...............................24 ВОПРОС №5-6 ..........................................................................................................................................26 ВОПРОС №7 ..............................................................................................................................................31 ВОПРОС №8 ..............................................................................................................................................32 ВОПРОС №9 ..............................................................................................................................................34 Вопросы к экзамену по дисциплине «Сетевые технологии» (2021 весна, группы 1841, 1842, 1843, 18454, 7841ВЦ) (версия от 04.06.2021) 1. Многообразие сетей и сетевых стандартов электросвязи. Рисунки-схемы сетей, списки стандартов, детальная информация. Телефонные сети. Компьютерные сети (персональные, локальные, городские, глобальные). Сети на кристалле. Спутниковые сети. Промышленные сети. Сети через телефонные линии. Сети через коаксиальные телефонные кабель. 2. Многообразие сетей и сетевых стандартов электросвязи. Рисунки-схемы сетей, списки стандартов, детальная информация. Сеть через линии электропередач. Сети цифрового телевидения. Сотовые сети. Структура (с указанием подсистем и блоков) сети GSM. Военные сети. Сеть терминалов (банковских/платёжных). Сеть турникетов. Домофонные сети. 3. Многообразие сетей и сетевых стандартов электросвязи. Рисунки-схемы сетей, списки стандартов, детальная информация. Беспроводные железнодорожные сети. Суперкомпьютерные сети (списки top500, graph500). Сети умного дома. Сети интернета вещей. Бортовые сети (автомобильная автоматика, авиация, спутник). 4. Основы изучения сетей (6 типов). Определения. Жизненные примеры. Полезные фразы. Примеры основ для стандартов передачи информации. Примеры основ, неизменившихся за последние десятилетия (по 2 примера для каждой основы). Действительно новое в информации о новом. 5. Связь. Типы связи. Классификация. Типы связи по способу передачи информации, типы электросвязи по способу передачи информации, по мобильности абонентов (всего 11 типов). Определения типов. Диапазоны электромагнитных волн. 6. Связь. Типы связи. Классификация. Типы электросвязи по типу передаваемой информации (всего 9 типов). Определения типов. Одни типы электросвязи поверх других. Вся последовательность типов связи от человека-источника до человека-приёмника. Связь: по способу передачи информации. Электросвязь: по типу передаваемой информации и режиму передачи, по способу передачи, по мобильности абонентов относительно друг друга. Примеры. 7. Связь. Совмещение различных типов электросвязи (таблица: 9 строк, 12 столбцов). 8. Типы сетевых устройств (всего 7 типов). Название типа, главная задача, возможные второстепенные задачи. Различные реализации. Коммутация. Маршрутизация. Системы коммутации и маршрутизации (4 варианта). Какие типы устройств передачи информации выполняют коммутацию, какие маршрутизацию. Линия связи. Канал. Определения. Отличия. Жизненные примеры. 9. Разделение нескольких каналов в одной линии связи (7 способов). Пример-рисунок сети со всеми типами каналов (не менее двух узлов коммутации, не менее 10 абонентов, не менее 5 линий связи, не менее 15 каналов). Типы каналов по направлению передачи (3 типа). Жизненные примеры. Два смысла словосочетания «одновременная передача». 10. Какие типы устройств передачи информации с какими типами каналов могут работать. Разделение нескольких абонентов в одном канале (5 способов). Какие разделения с какими типами каналов могут работать. Какие типы устройств передачи информации с какими разделениями одного канала между несколькими абонентами могут работать. 11. Аналоговый сигнал. Цифровой сигнал. Рисунки. Достоинства. Скорость передачи информации по каналу. «Кило» в сетях. Битовый интервал. Скорость распространения Страница 2 из 2 электрического сигнала в линии связи (для 6 типов). Коэффициент замедления. Скорость теплового движения электрона в металле. Дрейфовая скорость электрона в металле. 12. Вопросы о скорости распространения в одномодовой и многомодовой ВОЛС. Длительность бита в пространстве. Блокировка. Задержка передачи. Формула. Из Лабораторных работ: 13. Вложенность сообщений различных уровней. Инкапсуляция IP-пакетов. Соответствие сетевых и аппаратных адресов. Протокол ARP (в сетях с широковещанием, в сетях без широковещания, дополнительных задачи). Протокол Proxy-ARP (в сетях с широковещанием, в сетях без широковещания). Протокол RARP (в сетях с широковещанием, в сетях без широковещания). 14. Протокол IP. IP-адрес версии 4. IP-адрес версии 6. Формат IP-пакета версии 4. Фрагментация IP-пакетов. Протокол ICMP. 15. Протоколы транспортного уровня. Порты TCP/UDP. Мультиплексирование. Сокеты TCP/UDP. Протокол UDP. Протокол TCP. Сравнение протоколов UDP и TCP. 16. Конфигурирование сетевого интерфейса. DHCP. APIPA. 17. Система DNS. Нерекурсивная схема разрешения имён. Рекурсивная схема разрешения имён. Обратная зона. 18. Сетевые утилиты: ping, tracert, ipconfig, arp, netstat, nbtstat, nslookup, route. Сетевые окна: сведений о сетевом подключении, свойств протокола интернета. Анализатор трафика. Экзамен проводится в виде теста. Л1 10.02.2021 Сетевые технологии Многообразие сетей и сетевых стандартов электросвязи //с помощью wireshark можно увидеть, какие стандарты он поддерживает Области, которые рассматриваются в качестве примеров стандартов ВОПРОС №1: СТАЦИОНАРНЫЕ ТЕЛЕФОННЫЕ СЕТИ 1) Стационарные телефонные сети От телефона в рк, потом в рш, потом в кросс, далее атс (здание), потом снова кросс, потом в устройство атс (на вход информация с кроссов, а на выход тоже) Блоки: Рк – распределительная коробка рш – распределительный шкаф к – кросс (это устройство, соединяющий многожильные и одножильные) (одножильные – не гнутся, хрупкие, хорошо передают сигнал) АТС - автоматическая телефонная станция (здание) Атс – идут с кроссов и на выход провода в кроссы(устройство) (атс(внутри) осуществляет коммутацию.) 1 стандарт: Z-интерфейс между рк и атс (от телефонного аппарата до атс (устройство)) Особенности: 2-х проводной (трубка поднимается – пружина выпрямляется – идет связь) Типы набора номера: 1) Импульсный набор – серия импульсов Каждая цифра кодируется набором импульсов Скважность импульсов – 40 мс (верхний фронт), снизу 60 м, пауза(между ) – 200 мс, 2) Тоновый набор Между передачами двух сигналов 50 мс, сам сигнал тоже Сфера применения тональных сигналов: автоматическая телефонная сигнализация между устройствами, а также ручной ввод абонентом для различных интерактивных систем, например, голосового автоответа (DISA или IVR). По используемой полосе частот сигнал соответствует телефонии. --------------------------------------------------для АТС 2-й стандарт: pdh - плезиохронная цифровая иерархия Принцип работы: коммутатор - к нему подходит z-интерфейс на выходе сочетание всех одиночных проводов(64кбит/c), одиночные провода, соединенные к одному телефонному аппарату, на выходе провод, который соединяет одиночные каналы в общий 64 Кбит/с – скорость передачи по каждому одиночному каналу Коробочка – это мультиплексор Количество входов в каждой стране разное Европа – 30 входов Америка/япония – 24 входа E1 – кадр – самостоятельная единица информации, передаваемая по сети В Европе максимальный уровень (кол-во мультиплексирования)- E5 … Вторая группа стандартов: для атс SONET/SDH SONET Синхронная оптическая сеть (США) SDH – синхронно цифровая иерархия (Европа) Кабели: Sonet: OC(оптич кабель)/STS-х(медный) (Оптическая несущая (англ. Optical Carrier)) Sdh: Иерархия STM-х Скорости первого уровня нужно найти самостоятельно КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ Типы сетей: (классификация по охватываемой территории) 1) PAN – персональные компьютерные сети. Стандарты: Bluetooth, Zigbee, Piconet (метра 2-3) 2) LAN – локальные. Коммутатор принимает устройства и соединяется с внешней сетью, сеть из пк (). Стандарт: RS-232, Ethernet (10 Мб, fast (100Мб), giga) – особенность – случайный доступ (пользователь хочет передать пакет, прослушивает канал, если пусто, начинает передавать); проблема: коллизии (пример: два абонента, которые находятся в разных концах здания, слушают сеть. Канал пуст, первый передает, второй через 10мс тоже. Информация от первого до второго еще не дошла.) Token Ring – имеет маркер. У сетей есть маркер. У кого есть маркер (у какого узла), тот и передает данные, остальные ждут. Wi-fi (беспроводной стандрат) Борьба с коллизиями: Чтобы корректно обработать коллизию, все станции одновременно наблюдают за возникающими на кабеле сигналами. Если передаваемые и наблюдаемые сигналы отличаются, то фиксируется обнаружение коллизии (collision detection, CD). Для увеличения вероятности скорейшего обнаружения коллизии всеми станциями сети станция, которая обнаружила коллизию, прерывает передачу своего кадра (в произвольном месте, возможно, и не на границе байта) и усиливает ситуацию коллизии посылкой в сеть специальной последовательности из 32 бит, называемой jamпоследовательностью. Для разрешения коллизий в сетях используется метод CSMA/CD (Carrier sense with multiple access; collision detection: носитель, чувствительный к одновременному доступу; обнаружение коллизий).Суть метода в следующем. Система определяет, не передается ли одновременно по данному участку сети сообщение другой системой. Если две или более систем начинают передачу сообщений в точности в одно и то же время, то фиксируется коллизия, и передача прекращается. Недостаток метода: если система сильно загружена, то может возникнуть множество коллизий, что приведет к падению производительности. CSMA/CD (Carrier sense with multiple access; collision detection: носитель, чувствительный к одновременному доступу; обнаружение коллизий) – распространенный метод разрешения коллизий в сетях. Методы сетевого соединения в сетях с кольцевой топологией. В России пока не столь популярны сети с кольцевой топологией, однако их изучение и освоение представляет несомненный интерес. Известны следующие методы организации сетевого соединения и коммуникации в сетях с кольцевыми топологиями. Передача маркера (token). Специальные сообщения, называемые маркерами, постоянно циркулируют в системе (обычно – при кольцевой топологии сети). Машина, которой требуется передать информацию, должна дождаться получения сообщения-маркера. Когда машина завершает свой раунд передачи сообщения, она передает по сети маркерное сообщение. Схема передачи маркерных сообщений используется в системах IBM и Apollo. Такая архитектура сети называется маркерным кольцом (token ring). Слоты для сообщений. Несколько слотов для сообщений фиксированного размера постоянно циркулируют в системе (обычно – кольцевой структуры). Поскольку слот может вмещать только сообщения фиксированного размера, единое с логической точки зрения сообщение может быть разбито на несколько пакетов меньшей длины, каждый из которых пересылается в отдельном слоте. Такая схема была опробована в экспериментальной архитектуре сети Cambridge Digital Communication Ring (Кембриджское кольцо). Cambridge Digital Communication Ring (Кембриджское кольцо) – разновидность исследовательской сетевой системы с кольцевой топологией. 3) MAN – городские. Стандарты: ATM (асинхронный способ передачи) – передает разные типы трафика (трафик – передаваемая информация по сети, анализатор трафика (wireshark) разбирает связи). Хорошо передает информацию за счет ячеек. Информация разбивается на ячейки (53байта=5б заголовок +48б поле данных). //протокол – часть стандарта Л2. Продолжение (MAN): FDDI – (fiber double digital interface) -цифровой двойной интерфейс на базе оптоволокна. Устройство: есть коммутаторы (N), каждый из них соединяется двумя проводами. Сделано это для надежности. Каждый провод работает с одну сторону. То есть по одному внешнему кольцу информация идет в одну сторону, по другому внутр кольцу информация идет в др сторону. Сделано это для надежности. Если один из коммутаторов сломался, то предшествующие соединяют свои входы с выходами. CDDI (copper – медь (провода)). 100м провода. Есть одножильные провода на большие расстояния. Ethernet (metro) - метрополия (городская версия). Ethernet – это случайный доступ. Делали изменения WiMAX, WRAN (white space) – беспроводная технология передач компьютерной информации, она использует пустующие TV каналы. В аналоговом канале один канал занимал 8МГц. Сейчас все пакуется в цифровые мультиплексы (12 TV каналы) и один мультиплекс занимает 8МГц. То есть освобождается очень много частот, которые занимает white space. PDH, SONET/SDH 4) WAN (World Area Network) – глобальные компьютерные сети. Сеть, охватывающая континент или всю планету. Самостоятельно найти 4 стандарта информации HDLC (High-level Data Link Control — высокоуровневый протокол управления каналом) – это битово-ориентированный протокол. HDLC описывает метод инкапсуляции в каналах синхронной последовательной связи с использованием символов кадров и контрольных сумм. HDLC является ISO-стандартом, реализации которого различными поставщиками могут быть несовместимы между собой по причине различий в способах его реализации, и поэтому этот стандарт не является общепринятым для глобальных сетей. Протокол HDLC поддерживает как двухточечную, так и многоточечную конфигурации. Frame Relay - Протокол Frame Relay предусматривает использование высококачественного цифрового оборудования. Используя упрощенный механизм формирования кадров без коррекции ошибок, Frame Relay может отправлять информацию канального уровня намного быстрее, чем другие протоколы глобальных сетей. Frame Relay является стандартным протоколом канального уровня при организации связи по коммутируемым каналам, позволяющим работать сразу с несколькими виртуальными каналами, в которых используется инкапсуляция по методу HDLC. Frame Relay является более эффективным протоколом, чем протокол Х.25, для замены которого он и был разработан. РРР (Point-to-Point Protocol — протокол связи "точка-точка") - Протокол РРР обеспечивает соединение маршрутизатор—маршрутизатор и хост-сеть как по синхронным, так и по асинхронным каналам. РРР содержит поле типа протокола для идентификации протокола сетевого уровня. ISDN является набором цифровых сервисов для передачи голоса и данных. Разработанный телефонными компаниями, этот протокол позволяет передавать по телефонным сетям данные, голос и другие виды трафика. Сети на кристалле (NoC – Network on Chip) Микросхема, микросхема памяти Слева – разъем. Микросхема с этим разъемом соединяется. Зачем нужна микросхема: 1) Механическая защита Рассмотрим микросхему ближе. СБИС – сверхбольшая интегральная схема (кристалл). Тоненькая пленочка. Сбис: Вычислительные ядра, КЭШи, ДСП (считают матрицы, разложение), контроллер. Все это надо соединить в одну сеть. Сеть на кристалле. Сначала делали через общую шину. Через коммутаторы также. 2) Соединить нежные контакты сбис с внешними контактами (ножки микросхемы) Стандарты: AMBA – bus. Через шину. VSIA, SRBus, PIBus Спутниковые сети См самост Промышленная сеть Заводы, добывающая промышленность, трансопортная… Стандарты: RS-232, ModBus, ProfiBus, P-NET, Industrial Ethernet (отличается от обычного только механикой), AS-Interface СЕТЬ ЧЕРЕЗ ТЕЛЕФОННЫЕ ЛИНИИ Телефонная линия идет до кросса и до атс Внутри кв ставим сплиттер, один провод идет на тел, др на комп На атс надо поставить ответный разветвитель (иначе ответа не получится), один провод идет на коммутатор атс, др в сеть интернет на компьютер. Делится по частоте. По проводу передается узкий диапазон частоты ГЦ. Медный провод обладает более широкой полосой пропускания. На более высокой частоте вместе с голосом передавать информацию Чтобы работало, надо: 1) Тестирование линии 2) Не занят ли спектр кем-то другим Демодулятор сплиттер Стандарты через телефонные линии ISDN – интегрированная цифровая сеть, предоставляющая сервисы. Передача разных типов трафика. xDSL (aDSL – асинхронная, диапазон передачи частоты делился на две части (низкий узкий для передачи от абонента в интернет, а верхний – под трафик из интернета), hDSL) HomePNA (тоже с модемом и сплиттером)… СЕТЬ КАБЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ Одножильный кабель(одна жила, оплетка) Сплиттер, Модулятор, демодулятор С одной стороны выход на телевизор и на компуктер, с др стороны выход на телевидение, оборудование, шлюз СТАНДАРТЫ: HomePNA, DOCSIS, .. ВОПРОС №2 ЦИФРОВОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ Все телевизионные каналы, взятые с федеральных общественных телекомпаний на одинаковой частоте, собираются в мультиплексы на ретрансляторе, который уже ведет пакетное распространение на приемники (поступают на передатчик базовой станции). Стандарты: (европейсие) DVB-S2(спутниковое sotelite, 2 - версия), DVB-T2 (связь идет через вышки, через ретросляторные антенны (барабанчики – с одной стороны принимает, в др выдает)), С2 (кабельное цифр тел, когда от провайлера к нам в дом идет кабель по воздуху, канализацию), Н (для мобильных телефонов) (америка) ATSC, ISDB-S, T, C (см выше), DMB Самост: определить количество и адреса (местоположение) вышек цифр тел российской телевизионной радио сети, обслуж спб и ло. 1 вышка в спб, в ло 25 Сотовые сети Стандарты: NMT-450, 900(один и тот же стандарт может работать на разных частотах) - аналог D-AMPS (второе поколение сот сетей), PDC - цифровой GSM-…, 900, 1800, .. – пятое поколение Структура GSM: Вышка, наверху антенна, Центральный коммутатор. Все базовые станции соединяются антеннами. Либо проводные медные, либо проводные оптические. Внутри шкафчика под антенной базовая станция. Мобильник – > антенна – > базовая станция (проводочки) – > центральный коммутатор – > он ищет приемник (второй телефон) GSM – сеть Mobile station = Terminal Equipment (блок) + SIM (Subscriber Identity Module) – назначение самост SIM - модуль идентификации абонента. Идентификации абонентов мобильной связи. Предоставления доступа к зашифрованному контенту различных платных систем, например, телевидения. Как банковские карты Для идентификация пользователя, которому предоставляется доступ к корпоративным сетям и т.п BS subsystem (подсистема базовых станций) = B Transiver Station (Базовая Станция) (обслуживает от 1 до неск антенн/сот)+Base Station Controller (управление радиоресурсами на базовых станциях. Когда мы хотим позвонить или выйти в интернет именно он решает какие ресурсы выделить и в каком объеме) Антенны: служебные (направленные, параболлические, барабаны), для Mobile Station (направленные(секторные), изотропные (ненаправленные)) Важно! Одна антенна обслуживает одну соту Network Switching Subsystem = Mobile Switching Center (центральное устройство коммутации) + Home Location Register (HLR)+ Visitor LR+ Equipment Identification Register (хранит идентификаторы мобильных устройств - список идентификаторов мобильных устройств) (белый – список честно купленные, серый – в одной стране разрешены, в др – нет, черный – краденные мобильники) + Operation and Maintance Center(мониторит всё, что происходит в сети)+ блок самост (входит в mobile switching center) + AUC (представляет собой базу данных, в которой хранятся данные необходимые для аутентификации абонентов, т.е. контроля доступа абонентов в сеть) Многие другие стандарты есть еще ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ Линии электропередач (PLC). Принцип работы: здание, неск этажей, розетки, между ними провода, есть компьютер на разных этажах, комптуктеры соединим через провода, которрые уде есть, ОБЯЗАТЕЛЬНО нужен адаптер, внутри компьютера 25В, токи для передачи инф <1A, специфика – протоколы Стандарты: линии электропередач FCC (США), CELENEC-A,B,.. (Европа), IEC-61334, … Л 3. 10.03.2021 ВОЕННЫЕ СЕТИ Штаб (связь проводная, беспроводная) подразделение, один боец Нарисовать самост Стандарты: LINK-16 (исп в НАТО, описывает, какие слова передает), WINT-T (америка), РФ: Объединенная автоматизированная цифровая сеть связи вооруженных сил рф СЕТЬ ТЕРМИНАЛОВ Банковских, платежных Шкаф антивандального типа, по каналу информация идет в банк СЕТЬ ТУРНИКЕТОВ Вертушка, шкаф, кабинка, мониторчик, оператор ДОМОФОННАЯ СЕТЬ От домофона в каждую квартиру идет свой отдельный уникальный провод, вариант мультиплексирования (на этаж) ВОПРОС №3 БЕСПРОВОДНЫЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ СЕТИ Поезд, вагон, центр управления станцией железной дороги Связь поезда с центром Стандарт: TETRA – беспроводная железнодорожная передача информации, транкинговая сеть (позволяет очень быстро соединять абонентов между собой) GSM- R (raleyway) (найти скорость, на какой работает макс скорость работы движ поезда + годится ли для скоростных, высокоскоростных поездов рф) Чтобы работало, скорость должна быть <500 к/ч. Скорость сапсана - 300-350 км/ч СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ Несколько системных блоков, под ними еще, за ними системный коммутатор, который их соединяет (системных коммутоторов много, соединяются между собой) TOP500, список самых мощных компьютеров по производительности, PFlop/s (flop – одна операция с плавающей точкой) Пиковая – идеальная Стандарты: Ethernet xG (252), infiniband (156) //минута 50 В первых 20 супермощных комп нет ethernet Самост: с какого исп ethernet - 86 Сколько суперком исп процессоры с кол-вом ядер >10 – самост + макс число ядер – 260С По производительности коммуникационных сетей Graph500 Первое место - Supercomputer Fugaku Количество сработавших дуг коммуникационных сетей в сек\ Чем выше производительность коммуникационных сетей, тем выше обмен данных между модулями, выше производ УМНЫЙ ДОМ Технология организации домашних беспроводных сетей, состоящих из датчиков, актуаторов и центрального контроллера Стандарты: LanDrive, TELETASK, Z-WAVE ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНАЯ СЕТЬ ДАЛЬНЕГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ (ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ) сети с большим покрытием и малым энергопотреблением Класс беспроводных телематических устройств, передающих данные по радиоканалу; основной принцип — цифровая передача данных на сверхузкой частотной полосе на низких скоростях. Особенность технологии — большая дальность передачи сигнала от конечного устройства до принимающей станции (до 10 км в городской черте и до 40 км на открытой местности); длительный срок работы конечных устройств (более 10 лет без внешнего питания); экономичность и простота внедрения решений; отличная масштабируемость за счет практически неограниченного количества подключаемых датчиков. Технология рассчитана на сбор информации с устройств интернета вещей и осуществления межмашинных коммуникаций (m2m). В Европе LPWAN работает на частотах 169 МГц, 433 МГц, и 868 МГц. Стандарты: LoRa, SigFox, NB-IoT, Стриж //ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ Лекция 4 24.03.2021 БОРТОВЫЕ СЕТИ Бортовые сети, сеть, которая находится на борту Внутри машины, самолета Автомобильная автоматика: CAN адресом является ресурс, то есть датчики внутри двигателя замеряет температуру и выкидывается ее в сеть. Здесь должно быть широковещание, чтобы другие фрагменты могли брать данные Lin, flexRay Авиация: авионика. Внутри самолета всякие датчики, что-то измеряют, антенны. Где-то внутри коммутационное оборудование. Все датчики слоединяются в едную сеть. До этой сети не было такой интегррованной сети, раньеш все куски разделялась на блоки. Стандарты: mil-std 1553 шина – 1мбит.с – мало абонентов – 31 Синхронизация времени, не должно быть чтобы у одного абонента время бежало быстрее. Тут первое что приходит на ум, поставить одинаковые кварцовые генераторы и ставим одно время, но это непарвильно, ибо у них есть допуск, у них есть разбег разный. За минуту может быть разбег 5-10 процентов. Решение: один узел является мастером времени и от него к другим абонентам идет шина, параллельно другой шине. Мастер времнеи периодически шлет импульсы, поэтому импульсу все абоненты у себя инкриментируют регистр времени, все абоненты, почти работают одновременно, но не полностью, потому что учитывается время распростронения по проводу Плюс: очень быстро передет данные Минус: нужны допольнительные провода(это лишняя масса) Есть отдельный вариант, когда через шину данных посылвпется ыбстрые маркеры времени, они является высокоприоритетными и клиниватся в пакет данных, но это будет медленнен, потмоу что это не электрический сигнал, а код, который дольше обрабатывапется. FireWire1394b-> USB физическая Топологоия – дерево логическая топология – шина есть абоненты, есть комутаторы . Соединены деревом. Когда один абонент переждается информацию, она расходится к другим абонентом, как широковещение. ARINC – группа стаднаторв Стандарты того, как строить, тестировать, написать дрокументацию на самолет. (429) стандарт посвященный сетям 664 –AFDX- Ethernet, но измененный. 825 – CAN for airborne Stanag 3910 улучшенный вариант MIL-std(две шины, то есть скорость передачи быстрее) … Бортовая спутниковая Внутри всякие датчики и все должно быть надежно ,чтобы во время выхода из атмосферы не растрясло. Был придуман специальный разъем( чем сильнее трясет, тем сильнее связь и глубже заходит). Защит от Т,З,Ч тяжело заряженных частиц. Стандарты: RS-232,CAN.MIL-STD 1553b, SpaceWire -2-400 мбит/с В нем используется самосинахронизирующийся код(хитрая игра напряжения). Интегрирование SpaceFibre – оптика … ВОПРОС №4 “Основы” сетей связи Из-за большого количества информации, надо запоминать а не факты, а основы Для того, чтобы понимать надо: 1) Анализировать информацию 2) Отсеивать лишнее 3) Выделить суть -Главный момент это задать вопрос Зачем? То есть определить цель. -Средства. то что используется для построения сети провода->металл Подручные базовые штуки из которого потом делаем более умное, крутое, мощное -идеи(предложения “а давайте…”), когда люди собираются за столом и обсуждают идеи. А давайте технологию двойное кольцо…А давайте через ttl узнаем -Принципы(исходное опорное положение: 1 антена использует одну соту) -алгоритм (это последовательность дейсвтий от начала к концу, которая дает опредленный результат. Реализация:случайный доступ, TTL в tracert) -Инварианты – вещи, которые не меняются в разных областях.(физ ур., адрес в пакете, наличие абонентов, есть зержки, алгоритмы в схожих ситуациях) Знание нескольких принципов избавляет от знания многих фактов.!!!!! ПРИМЕРЫ ОСНОВ ДЛЯ СТАНДАРОТОВ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НАДО НАЙТИ САМОСТОЯТЕЛЬНО Часть основ не меняется во времени НАПИСАТЬ ПРИМЕРЫ ОСНОВ “Очень много в вычислительной технике было придумано несколько дсятков лет назад , сейчас, в основном, меняется технология.” Когда появляется информация о новом прорыве(новом решении), интересно посмотреть есть ли там действительно что-то новое. ВОПРОС №5-6 Л5 Связь, тип Классификация – разделение объектов на группы по признаку Связь – передача и прием информации с помощью различных средств по способу передачи информации Связь |- Почтовая |-Визуальная |-Акустическая |-Электрическая |- … Электрическая: по типу передачи информации и режиму передаваемой информации |-передача данных |-телефонная |-телеграфная |-факсимильная |-видеотелефонная |-аудиоконференция |-видеоконференция |-телевизионная |-радиовещание По способу передаваемой информации |-проводная |-Радиосвязь |-Оптическая |-Волоконная |-Беспроводная По мобильности абонентов относительно друг друга |-Мобильная (подвижная) |-Фиксированная (стационарная) 1) Визуальная - прием информации осуществляется с помощью органов зрения человека. //источник информации не важен 2) Акустическая - прием и передача информации с помощью акустических волн (колебания молекул в веществах). скорость распространения Сталь 5600 м/с Стекло 5000 м/с Дерево 4800 м/с Лед 4000 м/с Вода 1500 м/с Воздух 330 м/с Резина 37 м/с 3) Почтовая связь -передача и прием почтовой корреспонденции (письма, бандероли, посылки, переводы, периодические издания) с помощью транспортных средств (самолет, автомобиль, люди, поезд) 4) Электросвязь -передача и прием информации с помощью устройств, обрабатывающих электрические сигналы (электрический ток – направленный поток заряженных частиц, электромагнитные волны). Телефонная – дуплексная (одновременно в обе стороны) передача (и прием) звука между двумя абонентами Телеграфная – передача (2) текстовых сообщений в кодировке ITA-2 (CCITT-2, MTK-2). Факсимильная – передача неподвижных изображений. Передача данных – передача информации между ЭВМ (электронновычислительными модулями). Видеотелефонная – дуплексная передача (2) звука и сопутствующего изображения между двумя абонентами. Видеоконференция – определение самост // дуплексная передача (2) звука и сопутствующего изображения между многими абонентами. Аудиоконференция – дуплексная передача звука между многими абонентами. Телевизионная – передача звука и сопутствующего изображения от одного ко многим. Радиовещание – передача звука от одного ко многим. Телефонная поверх передачи данных Др сочетания думаем самост (что тут а) ФАКС тел ВТел ТЕЛГР ПД ПД ФАКС ТЕЛ ТЕЛГР Провода – информация передается с помощью электронов по проводам. Радиосвязь – передача информации с помощью электромагнитных волн радиодиапазона. Оптическая – передача информации с помощью электромагнитных волн оптического диапазона. 3 Гц 300 ГГц Радиодиапазон инфрокр 430 ТГц 750ТГц 30ПетаГц 60ЭксаГц вид чел гл ультраф рентген гамма 100 000 км – ост - самост 3 ∗ 108 𝑓= 𝑓 ? Самост расчитать во сколько раз и на сколько невидимый диапазон человека больше видимого. ? Соотношение разных диапазонов (ик больше рентгена) Диапазоны: на 20*10^4 – нвд/вд Радиодиапазон – 300 ГГц Инфракрасное – 430 ТГц = 420 * 10^12 Видимый человеческому глазу – 320 ТГц = 320*10^12 Ультрафиолет – 30 ПетаГц Рентген – 60 ЭксаГц Гамм – от 60 ЭГц Рент/уф = 2000 Уф/вид – 94 Вид/инф – 0,75 Ифн/радио – 1400 Прислать в правильном масштабе с расчетами и пояснениями Л 6 21.04.2021 Фиксированная – абоненты др относ друга неподвижны Мобильная (подвижны) – абоненты др относ друга подвижны //картинка про относительность (пример неоднозначности) с земля Полная последовательность типов связи от человека-источника до человекаприемника Связь – по способу передачи информации Электросвязь – по типу передаваемой информации и режиму передачи Передачи документов по факсимильному аппарату человек Почтовая телефонная факс факс человек-пр факс тел а чел прием может уже через акуст, почто, виз Видеоконференция Группа людей, передача как акуст, если бы говорили по способу передачи, то проводные и тп Аудио-видео потоки ВК ПД ВК //телеграфная связь – документальная (юридическая штука) //пд – передача данных Посылка телеграммы Почт ---- акуст Виз ТГР ПД ТГР почтакуст ВОПРОС №7 Совмещение различных типов электросвязи Ф пров радио опт П тф ++ вол бесп пров радио опт тгр ++ … … ++ gsm вол бесп +? Самост Ф – фиксированная 1) Можно/нельзя сделать 2) Сделали/не сделали уже ф ++ пд вт ++ ++ ether … ++ ++ ++ ++ ++ wifi ++ ++ ак ++ вк ++ тв ++ р ++ - ++ ++ ++ - ВОПРОС №8 НЕКТОРЫЕ ТЕОРЕМЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И МЕТОДЫ 1) Устройство передачи данных (пд – данные неоднозначное слово) тип устройства передачи информации повторитель (repeater) концентратор (hub) мост (brige) коммутатор (switch) маршрутизотор (router) шлюз брандмауэр (firewall) главная задача убрать помехи, усилить сигнал, выровнять сигнал многопортовый повторитель (информация со входа идет на все выходы, кроме отправителя) (передача с одного входа на один нужный выход)… пока передача идет, остальные передавать не могут одновременный параллельный мост (с разных входов на разные выходы) выполняет доп функции по управлению потоком (умное упр потоком: обработка приоритетов, поиск оптимальных маршрутов, и тд) соединение существенно разнородных сетей обеспечение защиты от несанкционированного доступа возможные второстепенные задачи 1) Может (не обязан) не передавать испорченные кадры 2) Может объединять сети различных канальных и физических стандартов см мост см коммутатор -работа в сложной сети контроль трафика (самост) Лекция 19.05 1) «Облегченные» и «утяжеленные» варианты устройств (коммутатор коммутатору рознь, но можно и усложнить) 2) Комбинации и совмещения (можно сделать такое устройство как коммутирующий маршрутизатор) 3) Перенесение функций из одних устройств в другие 4) Аппаратные и программные реализации (аппаратная доминирует на первых устройствах, чисто программные доминируют внизу, мост, коммутатор, маршрутизатор – аппаратно-программные) В интернете шлюзом могут называть маршрутизатор Коммутация – это соединение одного входа системы с одним выходом, организуемая по запросу. Рисунок соединения в системе входа с выходом. Запрос – это не сама систеа решает, а, например, пакет с запросом В качестве системы мб: 1) Система – ключ (элемент с одним входом, одним выходом и одним управляющим входом) 2) Система – сетевой адаптер 3) Система – узел коммутации (не обязательно коммутатор, это любое устройство, которое делает коммутацию) 4) Система – вся сеть в целом Маршрутизация – поиск пути через систему Все то же, что и в коммутации Самост – определить, какие устройства п/д выполняют коммутацию, а какие – маршрутизацию Линия связи – физическая среда, по которой передается информация Жизненные примеры – самост //ethernet Канал – часть ресурса линии связи для передачи информации Если в линии связи нет разделения на каналы, то считаем, что линия связи имеет один канал Жизненные примеры каналов – самост ВОПРОС №9 Разделение линии связи на каналы 1) Временное разделение – используемое – Link16, pdh. Sonnet/sdh (Time Division – два варината: множественный доступ (multiple access - TDMA – между абонентами и коммутатором), multiplexing – разные абоненты соединяет в одну линию связи через разные каналы) см первую лекцию PDH 2) Частотное разделение (frequency division – multiple access, multiplexing) Bluetooth, аналоговое телевидение 3) Кодовое (code -//-) принцип работы - самост 4) По длине волны(wave -//-) – оптический диапазон 5) По моде (оптика – световолны) mode div 6) Поляризационное соединение (PDMA) 7) Закрученное разделение (twister) – принцип работы – самост Дуплексные полудуплексные
