Введение
Благодаря возникновению и развитию сетей передачи данных появился новый, высокоэффективный способ взаимодействия между людьми. Первоначально сети использовались главным образом для научных исследований, но затем они стали проникать буквально во все области человеческой деятельности. При этом большинство сетей существовало совершенно независимо друг от друга, решая конкретные задачи для конкретных групп пользователей. В соответствии с этими задачами выбирались те или иные сетевые технологии и аппаратное обеспечение. Построить универсальную физическую сеть мирового масштаба из однотипной аппаратуры просто невозможно, поскольку такая сеть не могла бы удовлетворять потребности всех ее потенциальных пользователей. Одним нужна высокоскоростная сеть для соединения машин в пределах здания, а другим — надежные коммуникации между компьютерами, разнесенными на сотни километров. Тогда возникла идея объединить множество физических сетей в единую глобальную сеть, в которой использовались бы как соединения на физическом уровне, так и новый набор специальных «соглашений» или протоколов. Эта технология, получившая название internet, должна была позволить компьютерам «общаться» друг с другом независимо от того, к какой сети и каким образом они подсоединены.
Осознав важность идеи internet, несколько правительственных организаций в США стали
Серия протоколов TCP/IP — яркий пример открытой системы в том смысле, что, в отличие от протоколов, используемых в коммуникационных системах разных поставщиков, все спецификации этого стека протоколов и многие из его реализаций общедоступны (предоставляются бесплатно или за символическую цену).
Основные протоколы сети Интернет. Интернет как единая система ресурсов
... протоколы передачи данных, которые были стандартизированы в1982—83 годах. Активную роль в разработке и стандартизации сетевых протоколов играл Джон Постел. 1 января 1983 года сеть ARPANET перешла с протокола ... к NSFNet . В 1988 году был разработан протокол Internet Relay Chat (IRC), благодаря чему в Интернете стало возможно общение в реальном времени. В 1990 году сеть ARPANET прекратила своё ...
Это позволяет любому разработчику создавать свое программное обеспечение, необходимое для взаимодействия по Internet. TCP/IP привлекает своей масштабируемостью, предоставляя одинаковые возможности глобальным и локальным сетям.
1 История развития протоколов передачи данных
С каждым годом растет количество передаваемой информации, ширится сеть Интернет, растут предоставляемые услуги по использованию средств связи, появляются новые технологии, а что же происходит в России с ее огромными просторами и, доставшейся в наследство от СССР, устаревшей инфраструктурой кабельных сетей и связного оборудования (таблица 1).
Рассмотрим историю возникновения протоколов передачи данных на примере сетей и модемов (диаграмма 1).
|
Год утверждения |
Скорость ППД Международного союза электросвязи (бит/с) |
Скорость фирменных ППД (бит/с) |
Общая средняя скорость (бит/с) |
|
1964 |
1200 |
9600 |
5400 |
|
1973 |
2400 |
9600 |
6000 |
|
1979 |
2400 |
16800 |
9600 |
|
1980 |
4800 |
21600 |
13200 |
|
1984 |
4800 |
10800 |
7800 |
|
1988 |
9600 |
14400 |
12000 |
|
1991 |
14400 |
21600 |
18000 |
|
1993 |
14400 |
19200 |
16800 |
|
1995 |
14400 |
23000 |
18700 |
|
1997 |
33600 |
28800 |
31200 |
|
1999 |
56700 |
59700 |
58200 |
|
2001 |
57700 |
61000 |
59350 |
Таблица 1- Общая средняя скорость протоколов передачи данных 1964-2001 гг
Рисунок 1- Средняя скорость протоколов передачи данных
2 Развитие протоколов передачи данных
В 1993 для передачи информации использовались различные сети. Это Телефонная сеть общего пользования (ТфОП), Цифровая сеть делового обслуживания (ЦСДО) Искра-2, выделенные аналоговые каналы. В то время в качестве аппаратуры передачи данных использовались обычные 2-проводные модемы ничем не отличаемые от тех, которые можно было приобрести на рынке, например, Discovery 2400 CM/D. Этот модем поддерживал протокол передачи V.22 bis ,созданный в 1957 году, и протокол сжатия MNP-5 и протокол коррекции ошибок MNP-4. Восемь лет назад эта был неплохой модем и было бы также неплохо, если бы он работал на максимальной скорости, но, к сожалению, дела обстояли не очень хорошо. Соединение часто рвалось, качество передаваемой информации было низко, да и скорость не всегда соответствовала максимальной. В чем же были причины этого, прежде всего, конечно, в каналах связи и самое главное в прямых проводах, которые шли от АТС (автоматическая телефонная станция) или МТС (междугородняя телефонная станция) до пользователя.
Спустя некоторое время после выхода протокола V.32 bis в нашей стране появились модемы, обеспечивающие максимальную скорость 14400 бит/с. Были приобретены модемы поддерживающие данный протокол. Это были Unicom 1414 VQE, USRobotics, ZyXEL. Кроме этого протокола последние содержали и фирменные, такие как HST и ZyX. Перечисленные выше модемы позволяли работать со скоростями до 14400 – 16800 бит/с, но в реальности скорость передачи данных редко превышала 4800 – 9600 бит/с.
Как видно из таблицы 2, первые протоколы имели низкую скорость передачи данных, что обуславливалось, тем, что в пору их создания, существующие телефонные сети обладали рядом характеристик, которые не позволяли передавать по ним информацию с большей скоростью [3].
Таблица 2 — Протоколы передачи данных Международного союза электросвязи
|
Стандарт |
Год утверждения |
Максимальная скорость, бит/с |
Дуплекс/ полудуплекс |
Коммутируемые/ выделенные |
Тип модуляции |
|
V.21 |
1964/1984 |
200/300 |
FDX(FDM) |
PSTN |
FSK |
|
V.22 |
1980/1988 |
1200 |
FDX(FDM) |
PSTN |
DPSK |
|
V.22 bis |
1984/1988 |
2400 |
FDX(FDM) |
PSTN |
QAM |
|
V.23 |
1964/1988 |
1200 |
HDX |
PSTN |
FSK |
|
V.26 |
1968/1984 |
2400 |
HDX |
Private |
DPSK |
|
V.26 bis |
1972/1984 |
2400 |
HDX |
PSTN |
DPSK |
|
V.26 ter |
1984/1988 |
2400 |
FDX(EC) |
PSTN |
DPSK |
|
V.27 |
1972/1984 |
4800 |
HDX |
Private |
DPSK |
|
V.27 bis |
1976/1984 |
4800 |
HDX |
Private |
DPSK |
|
V.27 ter |
1976/1984 |
4800 |
HDX |
PSTN |
DPSK |
|
V.29 |
1976/1988 |
9600 |
HDX |
Private |
QAM |
|
V.32 |
1984/1988 |
9600 |
FDX(EC) |
PSTN |
QAM/TCM |
|
V.33 |
1985/1988 |
14400 |
FDX |
Private |
TCM |
|
V.17 |
1991 |
14400 |
FDX(EC) |
PSTN |
TCM |
|
V.32 bis |
1991 |
14400 |
FDX(EC) |
PSTN |
TCM |
|
V.34 |
1996 |
33600 |
FDX |
PSTN |
QAM |
|
V.90 |
1998 |
56700/33600 |
FDX |
PSTN |
PCM/QAM |
|
V.92 |
2000 |
56700/48000 |
FDX |
PSTN |
PCM |
Оборудование, используемое на сетях связи, в большинстве своем было аналоговое, что вносило следующие негативные характеристики:
- В связи с перечисленным выше первые протоколы разрабатывались для ограниченной полосы частот, на которой такие мешающие факторы, как ГВП и сужение полосы пропускания, не оказывали значительного влияния. В качестве вида модуляции использовалась частотная и фазоразностная. В качестве протоколов использующих этот вид модуляции можно привести V.21 — V.27, а также протоколы AT&T, приведенные в таблице 2. Так как на выделенных каналах не используется коммутация, то и качество передаваемой информации на них значительно превосходит коммутируемую сеть, так и появился протокол V.29, который использует квадратурную амплитудную модуляцию и большую, нежели низшие протоколы полосу частот.
Время шло, шло развитие коммутационного и каналообразующего оборудование, а также развитие микропроцессоров, как следствие улучшаются характеристики каналов связи, а значит, появляется возможность создания более высокоскоростных модемов (таблица 3).
[1]
Таблица 3 — Протоколы передачи данных AT&T
|
Стандарт |
Максимальная скорость, бит/с |
Дуплекс/ полудуплекс |
Коммутируемые/ выделенные |
Тип модуляции |
|
Bell 103J |
300 |
FDX(FDM) |
PSTN |
FSK |
|
Bell 108 |
300 |
FDX(FDM) |
PSTN |
FSK |
|
Bell 113 |
300 |
FDX(FDM) |
PSTN |
FSK |
|
Bell202 |
1200 |
FDX(FDM) |
Private |
DPSK |
|
Bell212A |
1200 |
FDX(FDM) |
PSTN |
DPSK |
|
Bell 201 |
2400 |
HDX |
PSTN |
DPSK |
|
Bell 208 |
4800 |
HDX |
Private |
QAM |
Но замена каналообразующего оборудования происходила не в один момент, и поэтому выпуск более скоростных протоколов, таких как V.33 для выделенных каналов и V.32, V.32 bis для ТфОП, был нацелен все еще на то, чтобы использовать не всю возможную полосу частот каналов ТЧ, а только ее часть – от 600 до 3000 Гц [2].
Этим страдали и другие фирменные протоколы:
Исключение составляли лишь полудуплексные протоколы семейства PEP разработаны фирмой Telebit и реализованы в модемах фирмы серий TrailBlazer (PEP) и WorldBlazer (TurboPEP), начиная с 1985 года, которые в 1988 году достигли скорости 19200 бит/с, а в последствии и 23000 бит/с (таблица 4).
[2]
Таблица 4 — Фирменные протоколы передачи данных
|
Стандарт |
Год утверждения |
Максимальная скорость, бит/с |
Дуплекс/ полудуплекс |
Коммутируемые/ выделенные |
Тип модуляции |
|
CSP |
1991 |
9600 |
FDX(EC) |
PSTN |
QAM/TCM |
|
Express96 |
1987 |
9600 |
FDX(EC) |
PSTN |
QAM/TCM |
|
V.32 ter |
1993 |
19200/16800 |
FDX(EC) |
PSTN |
TCM |
|
V.32 ter/ASL |
21600 |
FDX(EC) |
PSTN |
TCM |
|
|
ZyX |
19200/16800 |
FDX(EC) |
PSTN |
TCM |
|
|
HST |
1992 |
16800/14400 |
FDX |
PSTN |
TCM |
|
HST/ASL |
21600 |
FDX |
PSTN |
TCM |
|
|
PEP |
1988 |
19200 |
HDX |
PSTN |
QAM |
|
TurboPEP |
23000 |
HDX |
PSTN |
TCM |
|
|
V.fast |
1994 |
28800 |
FDX |
PSTN |
TCM |
|
X2 |
1997 |
56700/33600 |
FDX |
PSTN |
PCM/QAM |
|
K56Flex |
1997 |
56700/33600 |
FDX |
PSTN |
PCM/QAM |
