Лекция: Методы коммутации в глобальных сетях.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ КОММУТАЦИИ НА ПРИМЕРЕ ГЛОБАЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Глобальные сети характеризуются двумя типами технологий соединений:
1)сеть «точка — точка» (point-to-point);
2)сеть «облако» (cloud).
В сети с технологий «точка — точка» каждым двум узлам выделяется отдельная линия, а для объединения N узлов требуется (N*(N — 1)/2) линий связи. В этом случае получаем высокую пропускную способность и большие расходы на линии связи и интерфейсное оборудование.
Более экономичной технологией сетей WAN являются сети типа «облако». В этом случае для подключения одного узла требуется только одна линия. По принципу коммутации технология «облако» разделяется на: коммутацию каналов (в телефонных линиях связи); коммутацию сообщений (в E-mail); коммутацию пакетов (в сетях IP, X.25), кадров (в сетях Frame Relay), ячеек (в сетях ATM).
В сетях с коммутацией каналов обеспечивается прямое физическое соединение между двумя узлами только в течение сеанса связи. Достоинством сетей коммутации каналов является возможность передачи аудиоинформации и видеоинформации без задержек, а недостатком — низкий коэффициент использования каналов, высокая стоимость передачи данных, повышенное время ожидания других пользователей (в узлах коммутации образуются очереди).
В сетях с пакетной коммутацией (PSN — Packet-Switched Network) осуществляется обмен небольшими пакетами фиксированной структуры, поэтому в узлах коммутации не создаются очереди. К достоинствам сетей с коммутацией каналов относятся: эффективность использования сети, надежность, быстрое соединение. Основным недостатком сетей с пакетной коммутацией является временные задержки пакетов в узлах сети (промежуточном коммуникационном оборудовании), что затрудняет передачу аудиоинформации и видеоинформации, которые чувствительные к задержкам.
Технология коммутации кадров (ретрансляция кадров), а особенно коммутация ячеек устраняют эти недостатки сетей с коммутацией пакетов и обеспечивают качественную передачу данных, аудио — и видеоинформации.
К глобальным сетям с коммутацией пакетов относятся: сети IP; X.25; Frame Relay; ATM.
Коммутация пакетов в сетях PSN осуществляется двумя способами:
1) Первый способ ориентирован на предварительное образование виртуальных каналов. Существуют два типа виртуальных каналов:
1)коммутируемые
2)постоянные.
Виртуальным каналом называется логическое соединение, осуществляемое по различным существующим физическим каналам, которое обеспечивает надежный двухсторонний обмен данными между двумя узлами.
Коммутируемый виртуальный канал обмена данными требует установления (устанавливается динамически), поддержания и завершения сеанса связи каждый раз при обмене данными между узлами. Постоянный виртуальный канал устанавливается вручную и не требует сеанса связи, узлы могут обмениваться данными в любой момент, так как постоянное виртуальное соединение всегда активно.
2) Второй способ основан на технологии дейтограмм, т.е. на самостоятельном продвижении пакетов в пакетных сетях без установления логических каналов. В сетях с передачей дейтограмм маршрутизация пакетов осуществляется на пакетной основе. Пакеты снабжены адресом назначения, и они независимо друг от друга движутся в узлы назначения. Таким образом, множество пакетов, которые принадлежат одному сообщению, могут перемещаться к узлу назначения различными маршрутами. Маршрутизация в глобальных сетях TCP/IP осуществляется на основе IP-протокола, т.е. основана на самостоятельном продвижении пакетов. Принцип маршрутизации в глобальных сетях: X.25, Frame Relay, ATM основан на предварительном образовании виртуального канала и передаче в пункт назначения пакетов, кадров или ячеек по этому каналу, т.е. по одному маршруту.
Смотри 9й вопрос
19 Базовые информационные технологии: мультимедиа-технологии.
В настоящее время мультимедиа-технологии являются бурно развивающейся областью информационных технологий. В этом направлении активно работает значительное число крупных и мелких фирм, технических университетов и студий. Области использования чрезвычайно многообразны: интерактивные обучающие и информационные системы, САПР(Система автоматизированного проектирования) и др.Основными характерными особенностями этих технологий являются:
1)объединение многокомпонентной информационной среды (текста, звука, графики, фото, видео) в однородном цифровом представлении;
2)обеспечение надежного и долговечного хранения больших объемов информации;
3)простота переработки информации
Достигнутый технологический базис основан на использовании нового стандарта оптического носителя DVD (Digital Versalite/Video Disk), имеющего емкость порядка единиц и десятков гигабайт и заменяющего все предыдущие: CD-ROM, Video-CD, CD-audio. Одно устройство заменяет аудиоплеер, видеомагнитофон, CD-ROM, дисковод и др. В плане представления информации оптический носитель DVD приближает ее к уровню виртуальной реальности.
Многокомпонентную мультимедиа-среду целесообразно разделить на три группы:
1)аудиоряд,
2)видеоряд,
3)текстовая информация.
Аудиоряд может включать речь, музыку, эффекты (шум, гром и т.д., объединяемые обозначением WAVE). Главной проблемой при использовании этой группы мультисреды является информационная емкость. Для решения этой проблемы используются методы компрессии звуковой информации. Другим направлением является использование в мультисреде звуков (одноголосая и многоголосая музыка, звуковые эффекты) MIDI. В данном случае звуки музыкальных инструментов, звуковые эффекты синтезируются программно-управляемыми электронными синтезаторами. Коррекция и цифровая запись MIDI-звуков осуществляется с помощью музыкальных редакторов (секвенсоров). Главным преимуществом MIDI является малый объем требуемой памяти – 1 минута MIDI-звука занимает в среднем 10 Кбайт.
Видеоряд по сравнению с аудиорядом характеризуется большим числом элементов. Выделяют статический и динамический видеоряды.
Статический видеоряд включает графику (рисунки, интерьеры, поверхности) и фото.
Динамический видеоряд представляет собой последовательность статических элементов (кадров).
Можно выделить три типовых группы:
1)обычное видео – последовательность фотографий (около 24 кадров в секунду);
2)квазивидео – разреженная последовательность фотографий (6–12 кадров в секунду);
3)анимация – последовательность рисованных изображений.
Первая проблема при реализации видеорядов – разрешающая способность экрана и число цветов.
Вторая проблема – объем памяти.
При размещении текстовой информации на CD-ROM нет никаких сложностей и ограничений ввиду большого информационного объема оптического диска.
Основные направления использования мультимедиа-технологий:
1)электронные издания для целей образования и др.;
2)в телекоммуникациях со спектром возможных применений от
просмотра заказной телепередачи и выбора нужной книги до участия в
мультимедиа-конференциях;
3)мультимедийные информационные системы («мультимедиа-
киоски»), выдающие по запросу пользователя наглядную информацию.
Мультимедиа – одновременное использование различных форм представления информации и ее обработки в едином объекте-контейнере. Например, в одном объекте-контейнере может содержаться текстовая, аудиальная, графическая и видео информация, а также, возможно, способ
интерактивного взаимодействия с ней. Термин мультимедиа также зачастую используется для обозначения носителей информации, позволяющих хранить значительные объемы данных и обеспечивать достаточно быстрый доступ к ним. В таком случае термин мультимедиа означает, что компьютер может использовать такие носители и предоставлять информацию пользователю через все возможные виды данных, такие как аудио, видео, анимация, графика и другие в дополнение к традиционным способам представления информации, таким как текст.
Мультимедиа может быть классифицирована на две основные группы:
1)Линейная. Аналогом линейного способа представления является кино. Человек, просматривающий данный документ, никаким образом не может повлиять на его вывод.
2)Нелинейная. Нелинейный способ представления информации позволяет человеку участвовать в выводе информации, взаимодействуя каким-либо образом со средством отображения мультимедийных данных. Участие человека в данном процессе также называется интерактивностью. Нелинейный способ представления мультимедийных данных иногда называется термином «гипермедиа».