Понятие системы передачи данных и их классификация. Классификация систем передачи и методов коммутации. Современные системы передачи данных

Каждый человек постоянно сталкивается с информацией, притом так часто, что смысл самого понятия объяснить может не каждый. Информация - это сведения, которые передаются от одного лица другому при помощи различных средств связи.

Существуют различные способы передачи данных, о которых речь пойдет далее.

Каким образом передается информация

В процессе развития человечества происходит постоянное совершенствование механизмов, при помощи которых передаются сведения. Способы хранения и передачи информации довольно разнообразны, поскольку существует несколько систем, в которых происходит обмен данных.

В системе передачи данных различают 3 направления: это передача от человека к человеку, от человека к компьютеру и от компьютера к компьютеру.

• Первоначально сведения получают при помощи органов чувств - зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания. Для передачи информации на ближнем расстоянии существует язык, который позволяет сообщить полученные сведения другому человеку. Кроме того, передать что-либо другому человеку можно, написав письмо либо в процессе спектакля, а также при разговоре по телефону. Несмотря на то, что в последнем примере используется средство связи, то есть промежуточное устройство, оно позволяет передать сведения в непосредственном контакте.
• Для передачи данных от человека к компьютеру необходимо введение ее в память устройства. Информация может иметь разный вид, о чем будет идти разговор далее.
• Передача от компьютера к компьютеру происходит посредством промежуточных устройств (флеш-карты, интернета, диска и т. д.).

Обработка информации

После получения необходимых сведений возникает необходимость их хранения и передачи. Способы передачи и обработки информации наглядно представляют этапы развития человечества.

• В начале своего развития обработка данных представляла собой перенесение их на бумагу при помощи чернил, пера, ручки т. д. Однако недостаток такого способа обработки заключался в ненадежности хранения. Если упоминать способы хранения и передачи информации, хранение на бумаге имеет определенный срок, который определяется сроком службы бумаги, а также условиями ее эксплуатации.
• Следующим этапом является механическая информационная технология, при которой используется печатная машинка, телефон, диктофон.
• Далее на смену механической системе обработки сведений пришла электрическая, ведь способы передачи информации постоянно совершенствуются. К таким средствам относят электрические пишущие машинки, портативные диктофоны, копировальные машинки.

Виды информации

Виды и способы передачи информации отличаются в зависимости от ее содержания. Это могут быть текстовые сведения, представляемые в устной и письменной форме, а также символьные, музыкальные и графические. К современным видам данных относят также видеоинформацию.

С каждой из этих форм хранения информации человек имеет дело каждый день.

Средства передачи информации

Средства передачи информации могут быть устными и письменными.

• К устным средствам относят выступления, собрания, презентации, доклады. При использовании этого метода можно рассчитывать на быструю реакцию оппонента. Использование дополнительных невербальных средств в процессе разговора способно усилить эффект от речи. К таким средствам относят мимику, жесты. Однако в то же время информация, получаемая в устном виде, не имеет долгосрочного действия.
• Письменные средства информации - это статьи, отчеты, письма, записки, распечатки и т. д. При этом не приходится рассчитывать на быструю реакцию публики. Однако преимуществом является то, что полученную информацию можно перечитать, усвоив тем самым информацию.

Способы представления информации

Как известно, информация может быть представлена в нескольких формах, что, однако, не меняет ее содержания. Например, дом можно представить как слово или графическое отображение.

Способы представления и передачи информации можно изобразить в виде следующего списка:

• Текстовая информация. Позволяет наиболее полно предоставить информацию, однако может содержать большой объем данных, что способствует плохому ее усвоению.
• Графическое изображение - это график, схема, диаграмма, гистограмма, кластер и т. д. Они позволяют кратко представить информацию, установить логические связи, причинно-следственные отношения. Кроме того, информация в графическом виде позволяет найти решения различных вопросов.
• Презентация является красочным наглядным примером способа представления информации. В ней могут сочетаться как текстовые данные, так и графическое их отображение, то есть различные виды представления информации.

Понятие о коммуникации

Коммуникацией называют систему взаимодействия между несколькими объектами. В обобщенном смысле это и есть передача информации от одного объекта другому. Коммуникации являются залогом успешной деятельности организации.

Способы передачи информации (коммуникации) выполняют следующие функции: организационную, интерактивную, экспрессивную, побудительную, перцептивную.

Организационная функция обеспечивает между сотрудниками систему отношений; интерактивная позволяет формировать настроение окружающих; экспрессивная окрашивает настроение окружающих; побудительная призывает к действию; перцептивная позволяет различным собеседникам понимать друг друга.

Современные способы передачи информации

К наиболее современным способам передачи информации относят следующие.

В интернете содержится огромное количество информации. Это позволяет черпать для себя массу знаний, не утруждаясь изучением книг и других бумажных источников. Однако, помимо этого, он содержит способы и средства передачи информации, аналогичные исторически более давним моделям. Это аналог традиционной почты - электронная почта, или e-mail. Удобство использования этого вида почты заключается в скорости передачи письма, исключении этапности доставки. На сегодняшний день практически каждый имеет электронный адрес, и связь со многими организациями поддерживается именно посредством этого способа передачи информации.

GSM-стандарт цифровой сотовой связи, который широко применяется повсеместно. При этом происходит кодирование устной речи и передача ее через преобразователь другому абоненту. Вся необходимая информация размещается в sim-карте, которая вставляется в мобильное устройство. На сегодняшний день наличие данного средства связи является необходимостью в качестве средства коммуникации.

WAP позволяет просматривать на экране мобильного телефона web-страницы с информацией в любом ее виде: текстовом, числовом, символьном, графическом. Изображение на экране может быть адаптировано под экран мобильного телефона либо иметь вид, аналогичный компьютерному изображению.

Способы передачи информации современного типа включают также GPRS, который позволяет осуществлять пакетную передачу данных на мобильное устройство. Благодаря этому средству связи возможно беспрерывное использование пакетными данными одновременно большим количеством человек одновременно. Среди свойств GPRS можно назвать высокую скорость передачи данных, оплату только за переданную информацию, большие возможности использования, параметры совместимости с другими сетями.

Интернет посредством использования модема позволяет получить высокую скорость передачи информации при низкой стоимости такого доступа. Большое количество интернет-провайдеров создает высокий уровень конкуренции между ними.

Спутниковая связь позволяет получить доступ в интернет посредством спутника. Преимуществом такого способа является низкая стоимость, высокая скорость передачи данных, однако среди недостатков есть ощутимый - это зависимость сигнала от погодных условий.

Возможности использования средств передачи информации

По мере появления новых средств передачи информации возникают возможности нетрадиционного использования различных устройств. Например, возможность видеоконференции и видеозвонка вызвала идею использовать оптические устройства в медицине. Таким образом происходит получение информации о патологическом органе при непосредственном наблюдении во время операции. При использовании такого способа получения информации нет необходимости делать большой разрез, проведение операции возможно при минимальном повреждении кожи.

2. Классификация видов информации, способов передачи и коммутации. Мультисервисные сети связи

2. Классификация видов информации, способов передачи и коммутации

2.1. Классификация видов информации

• пользовательская (группа "U ser");
• управления (группа "C ontrol");
• административного управления (группа "M anagement").

К пользовательской информации (U ) относятся, например, те виды, которые приведены в таблице 2.1.

Для обмена этими видами информации используются информационные протоколы прикладного уровня, например, SMTP, H.323, HTTP, FTP, T.120 и др.

Большинство видов информации, приведенных в таблице 2.1, чувствительно к задержке при передаче по каналам телекоммуникационных сетей. Переход к сетям, основанным на концепции NGN, требует учета разнообразия характеристик различных видов информации.

Характеристики телефаксов:

1. Факс гр. 3: 203x98 точек/дюйм;

2. Факс гр. 4: 400x400 точек/дюйм.

К виду C относятся :

• процессов установления и разъединения соединения между сетевыми объектами;
• информация, обеспечивающая поддержку процессов предоставления интеллектуальных услуг ;
• информация, обеспечивающая поддержку процессов роуминга в сотовых сетях мобильной связи.

Для обмена этими видами информации используются сигнальные протоколы:

• Q.931 (протокол уровня 3 стека DSS1);
• ISUP (протокол уровня 7 стека CCS7 N-ISDN);
• B-ISUP (протокол уровня 7 стека CCS7 B-ISDN);
• SIP (протокол уровня 7, используемый в NGN) и др.

К виду M относятся :

• информация административного управления (O&M – эксплуатации и технического обслуживания);
• информация управления сетями связи (TMN).

В процессе решения этих задач обеспечивается обмен данными:

Об авариях;

О результатах измерений характеристик управляемых объектов;

О статистике;

О начислении платы за предоставляемые ресурсы и др.

Таблица 2.1. Виды и характеристики информации пользователей

информации	Диапазон частот (D F). Скорость передачи (V). Динамический диапазон уровней (D)	Чувствительность: T - к задержке; L (loss) - к потере информации	Службы связи (сéти)
	0,3-3,4 кГц; D£ 40дБ
	0,02 –20 кГц;		Радиовещания
TV (подвижное изображение)	D F кан £ 6 МГц
Цифровая ТЛФ	6,5 - 64 Кбит/c
Цифровое TV	2 - 25 Мбит/c
Телеграфная	50 Бит/с-2400 Бит/с
Данные (ПЭВМ)	9,6 Кбит/с – 34 Мбит/с		ПД (X.25,FR,ATM)
Факс (гр. 3, 4)	2,4 Кбит/с – 64 Кбит/с		ФАКСИМИЛЕ
Видеотекст, телетекст			Видеотекс; телетекс
	9,6 Кбит/с – 64 Кбит/с		FR, Internet (E-mail), ATM
	14 Кбит/с – 64 Кбит/с		FR, Internet, TЛФ
Видео почта	(64 – 128) Кбит/с		ТЛФ, FR, Internet, ATM
Телеметрия	(2,4 – 128) Кбит/с
Доступ к Internet	(19,2-2048) Кбит/с (2,4 - 56) Кбит/с		ТЛФ, Internet, ATM
ТV по запросу	(2,0 – 8,0) Мбит/с		TV, КТВ, ATM, Internet
Видеоте-лефония			ТЛФ, Internet, ATM
Видеоконфе-ренция	(384 – 512) Кбит/с		ТЛФ, Internet, ATM

Для обмена этими видами информации используются протоколы управления сетью, например, SNMP, CMIP, ILMI, OMAP, FTAM и др.

Службы, функционирующие в МСС, характеризуются следующими атрибутами:

• скорость передачи информации;
• способ установления соединения (коммутируемое, полупостоянное или постоянное);
• метод коммутации (КК или КП);
• конфигурация связи (“точка-точка”, “многоточечная”, “широковещательная”);
• принцип установления связи (по запросу, с предварительным резервированием на заданное время, постоянная связь);
• протокол доступа.

В рекомендации ITU-T I.211 все услуги МСС предлагается делить на интерактивные и вещательные . К интерактивным услугам относятся: диалоговые (интерактивные), почтовые, "по запросу". К вещательным услугам относятся: трансляционные без влияния пользователя и с возможностью активного управления со стороны пользователя. Примеры диалоговых услуг приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2. Примеры диалоговых услуг, предоставляемых службами МСС

Тип информации	Широкополосная услуга	Область применения
1. Подвижные изображения и звук	Видеотелефония	Системы связи для передачи речи, неподвижных и подвижных изображений между двумя пользователями
	Видеоконференции	Системы связи для передачи речи, документов, неподвижных и подвижных изображений между двумя или большим количеством пользователей
	Видеонаблюдение	Системы охраны и мониторинга (технологических процессов, дорожного движения и др.)
	Передача видео- и аудиоинформации	Передачи ТВ, работа с БД мультимедиа
	Передача множества звуковых каналов	Передача нескольких радиопрограмм, информац. каналы на нескольких языках одновременно
	Высокоскоростная передача информации в цифровой форме	Передача данных при взаимодействии: распределённых сетей, локальных и распределенных сетей АТМ, компьютеров, Передача видеоинформации и неподвижных изображений. Распределённая интерактивная компьютерная обработка. Распределенные системы автоматизации производства с обменом в интерактивном режиме.
	Высокоскоростное телеуправление	Системы сигнализации, Телеметрия, Системы контроля в реальном времени.
4. Документы	Высокоскоростной телефакс	Передача изображений, текста, рисунков
	Передача видео высокого разрешения	Передача видео с проф. качеством, Передача изображений из операционных (мед.), Компьютерные игры с удалёнными абонентами.
	Обмен документами	Передача смешанных документов.

2.2. Классификация способов коммутации и передачи

На рисунке 2.1 приведена классификация способов коммутации и передачи

Рисунок 2.1. Классификация способов коммутации и передачи

В таблице 2.2 приведены достоинства и недостатки способов коммутации и передачи.

Таблица 2.2. Достоинства и недостатки способов коммутации и передачи

коммутации	Достоинства	Недостатки
Коммутация каналов (КК)	1) не требуются ресурсы сети для обработки сообщений; 2) задержка доставки сообщений минимальна (она равна времени установления соединения tус).	1) невозможно изменение полосы пропускания канала; 2) невозможна интеграция в одной сети видов служб с разными скоро-стями передачи; 3) низкое использование полосы пропускания канала.
Многоскоростная коммутация (МСКК)	1) возможность изменения полосы пропускания канала; 2) задержка доставки минималь-на;	1) низкое использование канала при пачечном трафике (Кп = Тс/Тпер>1); 2) высокая сложность системы синхронизации; 3) необходимость выделения большого количества каналов с базовой полосой пропускания (Vбаз) для высокоскоростных служб; 4) необходимость выбора низкой базовой полосы пропускания канала.
Быстрая коммутация каналов (БКК)	1) возможность передачи пакетов данных в паузах речевого сигнала; 2) улучшенное использование полосы канала при трафике пачечного типа (Кп >1); 3) задержка доставки пакетов мала.	1) при перегрузках быстро растут потери; 2) при перегрузках часть речевых отрезков теряется; 3) после передачи каждого пакета (в паузах речевого обмена) необходимо восстанавливать соединение между пользователями за время tус £ 140 мс, чтобы задержки “из конца в конец” не превышали 240 мс.
Быстрая коммутация пакетов (БКП)	1) динамическое изменение скорости передачи (полосы пропускания канала); 2) малая вероятность ошибки; 3) простота протоколов звена данных и сетевого уровней в узлах сети; 4) малая величина задержки; 5) хорошее использование ресурсов сети при пачечном трафике; 6) гибкость в условиях перегрузки.	а) потери скорости передачи из-за необходи-мости включения адреса в каждый пакет; б) усложнение коммутационных полей коммутаторов.
Коммутация пакетов (КП)	1) динамическое изменение скорости передачи; 2) высокое использование ресурсов сети при пачечном трафике.	а) задержка для пакетов с речевой информацией может быть недопустимо большой; б) высокая сложность протоколов звеньевого и сетевого уровней; в) большая зависимость задержки сообщений от поступающей нагрузки.

Первый проект сети с коммутацией пакетов был обнародован в 1974 г. Основа концепции такой сети – отказ от жесткой связи между канальным интервалом (TIME SLOT) и соединением в первичных цифровых синхронных сетях . В то время (70-е годы 20-го века) качество каналов сетей связи было низким. Поэтому для обеспечения приемлемой семантической прозрачности сквозного соединения в сети потребовалось использование сложных протоколов уровня звена данных, позволивших обеспечить разграничение кадров и защиту от ошибок .

Пакетная коммутация ориентирована на предоставление виртуальных каналов , которые существуют лишь как временнóе подмножество ресурса физической цепи.

Это временнóе подмножество пользователь ощущает как реальный канал. При этом в одном физическом канале осуществляется мультиплексирование потоков пакетов многих пользователей и служб.

Пропускная способность физического канала считается достаточной, если ни один из пользователей не замечает понижения качества услуг при параллельном использовании общего ресурса с другими пользователями.

Различают два вида соединений в пакетных сетях:

• виртуальный канал (аналогичен коммутируемому соединению, устанавливаемому на время сеанса);
• постоянный виртуальный канал (аналогичен выделенной линии, кроссируемой по определенному маршруту “из конца в конец”).

При объединении потоков нескольких источников в одном канале могут использоваться статическое или статистическое мультиплексирование.

Алгоритм статического мультиплексирования потоков широко используется в современных сетях, поскольку позволяет относительно экономно расходовать пропускную способность магистральных каналов. Простейший пример передачи информации многих источников по одному каналу магистральной сети: за каждым из источников закрепляется определенная часть ресурса магистрального канала (например, своя полоса частот). В этом случае каждый источник может использовать только ту часть ресурса, которая ему отведена (рисунок 2.2, слева).

Рисунок 2.2. Сравнение эффективности использования сетевых ресурсов при статическом (слева) и статистическом (справа) мультиплексировании потоков

Слева на рисунке 2.2 показаны потоки трех отдельных источников при жестком разделении полосы магистрали (статическое мультиплексирование) между ними. Справа – потоки тех же источников в магистральном канале при работе алгоритма статистического мультиплексирования.

Принцип статистического мультиплексирования состоит в том, что потоки отдельных источников складываются (агрегируются) в магистральном канале с экономией пропускной способности dС (рисунок 2.2, справа).

На рисунке 2.3 отражены требования к качеству доставки информации “из конца в конец” между интерфейсами “пользователь-сеть” (UNI).

Оборудование потребителя включает оконечное оборудование (TE), например, хост и какой-либо маршрутизатор или, если имеется, ЛВС. Граничные маршрутизаторы (ER), к которым подключается оконечное оборудование, могут называться шлюзами доступа (Access Gateway, AGW). Эталонные каналы (ресурсы) сетей имеют следующие атрибуты:

1) область сети IP может поддерживать виртуальные соединения “пользователь-пользователь”, “пользователь-хост” и другие варианты соединения конечных точек;

2) сетевые сегменты могут быть представлены как области с маршрутизаторами на их границах и неопределенным количеством внутренних маршрутизаторов с различными ролями в процессе доставки потоков информации;

3) количество сетевых сегментов в заданном пути может зависеть от предлагаемого класса

обслуживания (CoS), сложности и географической протяженности каждого сетевого сегмента;

5) сетевые сегменты , поддерживающие передачу пакетов в потоке, могут изменяться во время его существования ;

6) возможность соединения по протоколу IP простирается за международные границы, но не следует соглашениям о коммутации каналов (например, на международной границе могут отсутствовать идентифицируемые шлюзы, если один и тот же сетевой сегмент используется по обе стороны границы).

В таблице 2.3 приведены показатели качества доставки информации в МСС с пакетной коммутацией (Рекомендация ITU-T Y.1541) .

Таблица 2.3. Показатели качества доставки информации в МСС с пакетной коммутацией

Класс качества доставки	(T з - задержка IP-пакета)	(джиттер)	(доля потерь)	(доля искаженных IP-пакетов)
(приоритет 1)		50 мс. 3)	10 -3 . 4)	10 -4 . 5)
(приоритет 1)		50 мс. 3)	10 -3 . 4)
(приоритет 2)
(приоритет 2)
(приоритет 3)
(приоритет 3)

Примечания:

1) При большом времени распространения сигналов могут возникать сложности для классов "0" и "2" с соблюдением норм на среднее значение времени задержки IP пакетов. Величина IPTD определена для максимальной длины информационного поля пакета 1500 байтов.

2) Величина вариации задержки IP-пакетов (IPDV) определяется разницей между верхней и нижней границей задержки, измеренной в течение интервала оценки . В качестве длительности этого интервала предлагается выбирать одну минуту. Все эти соображения ITU-T считает предварительными и требующими дополнительного изучения.

3) Эта величина зависит от скорости в тракте обмена пакетами. Приемлемая величина вариации задержки достигается при использовании трактов со скоростью 2048 Кбит/с и более, а также при длине информационного поля пакетов менее 1500 октетов.

4) Требование для классов "0" и "1" отчасти основано на исследованиях, показывающих, что высококачественные голосовые приложения (и соответствующие кодеки) весьма эффективны при значениях IPLR менее 10 -3 .

5) Эта величина (IREP=10 -4) гарантирует то, что потери пакетов будут компенсированы вышестоящими уровнями и допустимы при использовании связки технологий IP/ATM.

Класс "0 " предназначен для обмена информацией в реальном времени (в частности, для телефонной связи с высоким качеством при использовании IP технологии). Он предусматривает создание отдельной очереди с приоритетной обработкой пакетов (высший приоритет ). Для класса "0 " характерны ограничения на способы маршрутизации (максимальное число транзитов) и допустимое расстояние между взаимодействующими терминалами (время распространения сигналов).

Класс "1" также предназначен для обмена информацией в реальном времени, но с менее жесткими требованиями (VoIP, VTC).

Предусматривается создание отдельной очереди с приоритетной обработкой пакетов. Класс "1" обеспечивает хорошее качество телефонной связи .

Класс "2" ориентирован на обмен данными с высокой степенью интерактивности. К этому классу относится, в частности, сигнальная информация . Очереди на обработку присвоен второй приоритет.

Пакеты классов "0" и "1" имеют преимущество на обработку, по сравнению с пакетами других классов.

Классу "3", предназначенному для обмена с менее высоким уровнем интерактивности, присущи те же ограничения на принципы маршрутизации и время распространения сигналов, что и классу "1". Обслуживание пакетов этого класса должно осуществляться со вторым приоритетом. Этот класс считается приемлемым для интерактивного обмена данными .

Класс "4" предназначен для обмена различной информацией с низкой вероятностью потери (короткие транзакции , потоковое видео или видео в реальном (масштабе) времени, "живое" видео и др.). Допускаются длинные очереди пакетов на обработку, которая осуществляется с третьим приоритетом. Никакие ограничения на маршрутизацию и время доставки сообщений не накладываются.

Класс "5" ориентирован на те IP приложения, которые не требуют высоких показателей качества доставки информации. Соответствующие пакеты формируют отдельную очередь; обслуживание осуществляется с самым низким приоритетом (третий приоритет). Никакие ограничения на маршрутизацию и время доставки сообщений не накладываются. Типичным примером услуг, поддерживаемых с классом "5", можно считать "электронную почту".

Символ "U" (первая буква в слове "U nspecified") указывает на то, что показатель для данного класса обслуживания не нормируется. Джиттер (jtter) – флуктуации задержки.

Основные понятия по передаче информации

Информация это совокупность сведений об окружающем нас мире. Эти сведения человек получает в процессе взаимодействия с окружающим миром, изучения различных явлений посредством книг, радио, телевидения и других средств общения. Всякий обмен информацией предполагает тот или иной язык, знаки которого и правила применения получателю и отправителю информации. Совокупность знаков содержащих некоторую информацию называют сообщением. Материальными носителями сообщений и следовательно информации может быть магнитная лента или диск с записями, бумага с текстом, механические колебания некоторой среды, колебания эл. тока и напряжения, электромагнитные волны, оптическое излучение и т.д. Все возможные носители сообщений называют сигналами в широком смысле.

Наиболее употребимыми сигналами являются колебания эл. тока и напряжения, э.м. волны и механические колебания упругой среды несущие сообщения. Если информация от некоторого источника воспринимается непосредственно органами чувств человека, то говорят о непосредственной передаче сообщения. Если же информация не может быть непосредственно воспринята органами чувств человека, то прибегают к преобразованию сообщения в некоторые сигналы. Таким образом, сигнал – это некоторый физический процесс, однозначно отображающий информацию и пригодный для передачи ее на расстояние. Общим свойством любых сигналов является информативность, которая определяется степенью новизны сообщения. Сигналы не несущие получателю новой информации не обладают для него информативностью.

Наибольшую информацию человек получает посредством зрения и слуха. Поэтому широко распространена передача информация с помощью световых и звуковых сигналов. Такие методы передачи информации называют прямыми. Однако эти методы обладают ограниченными возможностями из-за рассеяния и поглощения энергии световых и звуковых колебаний в пространстве и ограниченной чувствительностью органов чувств человека. Для передачи информации на большие расстояния применяются электрические и электромагнитные сигналы.

Классификация систем связи

По физической природе сигнала системы связи подразделяются на: 1) акустические 2) электрические 3) электромагнитные 4) оптические

По технической реализации системы связи подразделяются на: 1) телефонные 2) телеграфные 3) радиотехнические 4) телевизионные 5) спутниковые 6) волоконно-оптические 7) компьютерные 8) факсимильные

По направленности потока информации они могут быть: 1) односторонними 2) двусторонними 3) разветвленной сетью

По виду использования линий связи системы связи делятся на: 1) проводные 2) кабельные 3) радиоволновые 4) волоконно-оптические

По способу обработки информации системы связи делятся на: 1) аналоговые 2) цифровые

Радиосвязь Радиоволновой диапазон и его классификация

В основе радиосвязи лежит использование для передачи информации э.м. волн (ЭМВ) свободно распространяющихся в пространстве. Скорость распространения ЭМВ обеспечивает практически мгновенную передачу различных сообщений на большие расстояния. Из всего спектра ЭМВ в радиосвязи используются э.м. волны частоты которых лежат в пределах от 3·10 3 до 3*10 12 Гц. Если изобретатель радиосвязи Попов использовал радиоволны с λ=200-500м, то сейчас используется и оптический диапазон э.м. колебаний. Официально к радиоволнам относят э.м. волны с λ>5*10 -5 , т.е. с частотой ν<6*10 12 Гц. Под длиной волны понимают расстояние, проходимое волной за один период колебания: λ=c*T=c/f, где c=3*10 8 м/c - скорость распространения э.м. волны. Согласно международному регламенту связи радиоволны разделены на 12 диапазонов. Столбцы в таблице – 1) f, Гц 2) λ, м 3) нумерация и наименование радиодиапазонов (международный регламент) 4) наименование частот (международный регламент) 5) Внерегламентные термины. Данные таблицы: 1-ая строка:

1) 3 2) 10 8 3) 1 декаметровый 4) крайне низкие (КНЧ) 5) сверхдлинные волны (СДВ) 2-ая строка: 1) 30 2) 10**7 3) 2 мегаметровый 4) сверхнизкие (СНЧ) 5) СДВ. 3-ая строка: 1) 300 2) 10**6 3) 3 Гектометровый 4) Инфранизкие (ИНЧ) 5) СДВ 4-ая строка: 1) 3*10**3 2) 10**5 3) 4 мериаметровый 4) очень низкие (ОНЧ) 5) СДВ 5-ая строка: 1) 3*10**4 2) 10**4 3) 5 километровый 4) низкие (НЧ) 5) длинные 6-ая строка: 1) 3*10**5 2) 10**3 3) 6 гектометровый 4) средние (СЧ) 5) средние (СВ) 7-ая строка: 1) 3*10**6 2) 10**2 3) 7 Гектометровый 4) высокие (ВЧ) 5) короткие (КВ) 8-ая строка: 1) 3*10**7 2) 10 3) 8 метровый 4) очень высокие (ОВЧ) 5) УКВ 9-ая строка: 1) 3*10**8 2) 1 3) 9 дециметровый 4) ультравысокие (УВЧ) 5) УКВ 10-ая строка: 1) 3*10**9 2) 10**-1 3) 10 сантиметровый 4) сверхвысокие (СВЧ) 5) УКВ 11-ая строка: 1) 3*10**10 2) 10**-2 3) 11 миллиметровый 4) крайневысокие (КВЧ) 5) УКВ 12-ая строка: 1) 3*10**11 2) 10**-3 3) 12 дециметровый 4) гипервысокие (ГВЧ) 5) субмиллиметровые волны 13-ая строка: 1) 3*10**12 2) 10**-4 3) Инфракрасные лучи 14-ая строка: 1) 3*10**13 2) 10**-5 3) инфракрасные лучи 15-ая строка: 1) 3*10**14 2) 10**-6 3) видимые лучи 16-ая строка: 1) 3*10**15 2) 10**-7 3) видимые и ультрафиолетовые лучи 17-ая строка: 1) 3*10**16 2) 10**-8 3) рентгеновские лучи 18-ая строка: 1) 3*10**17 2) 10**-9 3) рентгеновские лучи 19-ая строка: 1) 3*10**-18 2) 10**-10 3) рентгеновские лучи.

Деление радиоволн производится с учетом особенности получения и условий их распространения над земной поверхностью. Надо помнить, нет резкой границы между свойствами радиоволн лежащих в смежных диапазонах. Излучение и прием ЭМВ производится с помощью передающей и приемной антенн. В простейшем случае возбуждение радиоволн осуществляется в передающей антенне при протекании в ней тока высокой частоты. i A =I m *cos(ωt-φ). Γде I m - амплитуда тока; ω=2πf – частота колебаний; t – время; φ – нач. фаза.

При протекании такого тока в антенне происходит преобразование энергии колебания высокой частоты в энергию возбуждаемых в пространстве ЭМВ. Эффективность такого преобразования зависит от частоты питающего тока. Излучаемая мощность тем больше чем выше частота тока в антенне. Э.м. колебания оптического диапазона малой мощности возбуждается светодиодами, а средней и большей мощности с помощью оптических квантовых генераторов (лазеров).

Классификация систем передачи данных. Характеристика процесса передачи данных

В системах административного управления информация передается как путем переноски (перевозки) информационных документов курьером (или по почте), так и с использованием систем автоматизированной передачи информации по каналам связи.

Ручная переноска и механическая перевозка документов являются весьма распространенными способами передачи информации в учреждениях. Этот способ, при минимальных капитальных затратах, полностью обеспечивает достоверность передачи информации, предварительно зафиксированной на документах и проконтролированной

Совокупность средств, служащих для передачи информации, будем называть системой передачи информации (СП).

Рис. 1. Блок схема передачи информации

На рис.1 представлена обобщенная блок-схема автоматизированной системы передачи информации, проконтролированной непосредственно в пунктах ее регистрации. Оперативность (скорость) передачи низкая и может удовлетворить лишь очень непритязательного пользователя. Для оперативной доставки информации используют системы автоматизированной передачи информации.

Источник и потребитель информации непосредственно в СП не входят - они являются абонентами системы передачи. Абонентами могут быть компьютеры, маршрутизаторы ЛВС, системы хранения информации, телефонные аппараты, пейджеры, различного рода датчики и исполнительные устройства, а также люди. В составе структуры СП можно выделить:

· канал передачи (канал связи - КС);

· передатчик информации;

· приемник информации.

Передатчик служит для преобразования полученного от абонента сообщения в сигнал, передаваемый по каналу связи, приемник - для обратного преобразования сигнала в сообщение, поступающее абоненту.

В идеальном случае при передаче должно быть однозначное соответствие между передаваемым и получаемым сообщениями. Однако под действием помех, возникающих в канале связи, в приемнике и передатчике, это соответствие может быть искажено, и тогда говорят о недостоверной передаче информации.

Основными качественными показателями системы передачи информации являются:

· пропускная способность,

· достоверность,

· надежность работы.

Пропускная способность системы (канала) передачи информации - наибольшее теоретически достижимое количество информации, которое может быть передано по системе за единицу времени. Пропускная способность системы определяется физическими свойствами канала связи и сигнала. От пропускной способности канала зависит максимально возможная скорость передачи данных по этому каналу. Для определения максимально возможной скорости надо знать три основных параметра канала связи и три основных параметра сигнала, по нему передаваемого.

1. Параметры канала:

· Fk, - полоса пропускания капала связи, или, иначе, полоса частот, которую канал способен пропустить, не внося заметного нормированного затухания сигнала;

· Hk - динамический диапазон, равный отношению максимально допустимого уровня сигнала в канале к уровню помех, нормированному для этого типа каналов;

· Тk, - время, в течение которого канал используется для передачи данных.

Объем канала связи:

Vk = Fk ∙ Hk ∙ Тk

2. Параметры сигнала:

Fc - ширина спектра частот сигнала, под которой понимается интервал

по шкале частотного спектра, занимаемый сигналом;

Нс - динамический диапазон, представляющий собой отношение средней

мощности сигнала к средней мощности помехи в канале;

Тс - длительность сигнала, то есть время его существования. Произведение трех названных параметров определяет, соответственно:

Объем сигнала:

Vk = Fc ∙ Hc ∙ Тc

Один из создателей теории информации К. Шеннон показал, что количество информации на уровне (по Шеннону), которое несет сигнал, пропорционально объему этого сигнала; с другой стороны, выполнение неравенства Vk > Fc является необходимым условием возможности неискаженной передачи данного сигнала по данному каналу, то есть в этом случае принципиально допустима такая передача.

Для непосредственной реализации означенной возможности требуется выполнение необходимых и достаточных условий «неискаженной передачи»: Vk ≥ Fc, Нk ≥ НС Vk ≥ ТС.

Согласование сигнала с каналом связи и уплотнение каналов при передаче по ним сигналов от разных источников как раз и заключается в таком преобразовании параметров сигналов, чтобы необходимое условие возможности передачи превратить в достаточное.

Существует еще одно доказанное Шенноном соотношение, вытекающее кз вышеприведенных, оно позволяет рассчитать непосредственно максимально возможную скорость передачи данных по каналу:

C = F ∙ log2 (1+ Pc/ Pш)

где С - максимально возможная скорость в битах/с, F - ширина полосы пропускания канала связи в герцах, Рс - мощность сигнала, Рш - мощность шума.

Из этого соотношения (так же как из предыдущих) следует, что увеличить скорость передачи данных в канале связи можно или увеличив мощность сигнала, или снизив мощность помех. Увеличение мощности сигнала ограничено величиной допустимого уровня мощности сигнала в канале и мощностью передатчика (мощные передатчики имеют большие габариты и стоимость). Уменьшения мощности помех можно достигнуть, применяя хорошо экранированные от помех кабели (что тоже не дешево). Но и это еще не все трудности - главное, что скорость зависит от логарифма соотношения сигнал/шум, поэтому, например, увеличение мощности передатчика в два раза при типичном соотношении pc / рш = 100 даст увеличение максимально возможной скорости только на 15%. Скорость передачи информации измеряется в бит/с и в бодах. Количество изменений информационного параметра сигнала в секунду измеряется в бодах. Бод - это такая скорость, когда передается один сигнал (например, импульс) в секунду, независимо от величины его изменения. Единица измерения бит/с соответствует единичному изменению сигнала в канале связи и при простых методах кодирования сигнала; когда любое изменение бывает только единичным, можно принять, что: 1 бод = 1 бит/с; 1 Кбод = 103 бит/с; 1 Мбод = 106 бит/с и т. д. В случае если элемент данных может быть представлен не двумя, а большим количеством значений какого-либо параметра сигнала, то есть изменение сигнала может быть не единичным, значение 1 бод > 1 бит в секунду. Например, если измеряемыми (информационными) параметрами сигнала являются фаза и амплитуда синусоиды, причем различаются четыре значения фазы и два значения амплитуды, то информационный сигнал может иметь 23 = 8 различимых состояний. Тогда скорость передачи данных СП с тактовой частотой 9600 Гц будет 9600 бод, но 9600 3 =бит/с.

Достоверность передачи информации - передача информации без ее искажения. Надежность работы - полное и правильное выполнение системой всех своих функций.

Передатчик и приемник, или иначе - аппаратура передачи данных (АПД), непосредственно связывают терминальные устройства - оконечные устройства (источник и приемник информации) с каналом связи. Примерами АПД могут служить модемы, терминальные адаптеры, сетевые карты и т. д. АПД работает на физическом уровне, отвечая за передачу и прием сигнала нужной формы и мощности в физическую среду (линию связи).

В составе СП большой протяженности может использоваться и дополнительная аппаратура для улучшения качества сигнала («усиления» сигнала) и для формирования непрерывного физического или логического канала между абонентами. В качестве этой аппаратуры выступают повторители, коммутаторы, концентраторы, маршрутизаторы, мультиплексоры. Промежуточная аппаратура иногда образует достаточно сложную так называемую первичную сеть, но никакой функциональной нагрузки не несет - она должна быть незаметна (прозрачна) для абонента.

Линия связи и канал связи - это не одно и то же.

Линия связи (ЛС) - это физическая среда, по которой передаются информационные сигналы. В одной линии связи могут быть организованы несколько каналов связи путем временного, частотного кодового и других видов разделения - тогда говорят о логических (виртуальных) каналах. Если канал полностью монополизирует линию связи, то он может называться физическим каналом, и в этом случае совпадает с линией связи. Хотя допустимо, например, говорить об аналоговом или цифровом канале связи, но заявлять об аналоговой или цифровой линии связи, раз линия - лишь физическая среда, в которой могут быть образованы каналы связи разного типа. Тем не менее, даже говоря о физической многоканальной линии, ее часто называют каналом связи. ЛС являются обязательным звеном любой системы передачи информации.

Дайте формулировку, что такое информационно-коммуникационная система. Нарисуйте обобщенную структуру информационно-коммуникационная системы (ИКС) и дайте характеристику тем задачам, которые она должна решать.

Информационная система - это система обработки информации, включающая связанные с ней ресурсы, такие как людские, технические и финансовые, предназначенная для обеспечения информацией и распространения информации.

Информационной системой называется комплекс, включающий вычислительное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства и информационные ресурсы, а также системный персонал и обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей.

Информационная система, ИС (Information System - IS) - это система, предназначенная для реализации и ведения информационной модели какой-либо области человеческой деятельности.

Информационно-коммуникационная система – совокупность вычислительных средств и коммуникационного оборудования, предназначенного для обработки, хранения и передачи информации.

Обобщенная структура ИКС:

Обобщенная структурная схема информационной системы включает в себя следующие основные элементы:

Локальные сети;

Каналы и средства связи;

Узлы коммутации;

Серверы хранения и обработки информации;

Рабочие места операторов;

Рабочие места пользователей;

Абонентские терминалы.

Устройства ввода и отображения различной информации.

Классификация систем и сетей доступа. Дайте общую характеристику этим системам (назначение, скорость передачи информации и т.п.).

По способу обработки информации: цифровые, аналоговые.

По ширине полосы пропускания: узкополосные, широкополосные, сверхширокополосная.

По локализации абонентов: фиксированная, подвижная связь.

По географической протяженности: персональные, локальные, городские, глобальные.

По виду передаваемой информации: речь, данные, видео.

По прикладным задачам: системы связи, управления, мониторинга.

Технологии проводного абонентского доступа можно разбить на пять основных групп по критерию среды передачи и категориям пользователей:

LAN (Local Area Network) – группа технологий, предназначенных для предоставления корпоративным пользователям услуг доступа к ресурсам локальных вычислительных сетей и использующих в качестве среды передачи структурированные кабельные системы категорий 3, 4 и 5, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.

DSL (Digital Subscriber Line) – группа технологий, предназначенных для предоставления пользователям ТфОП услуг мультимедиа и использующих в качестве среды передачи существующую инфраструктуру ТфОП.

КТВ (кабельное телевидение) – группа технологий, предназначенных для предоставления пользователям сетей КТВ мультимедийных услуг (за счет организации обратного канала) и использующих в качестве среды передачи оптоволоконный и коаксиальный кабели.

OAN (Optical Access Networks) – группа технологий, предназначенных для предоставления пользователям широкополосных услуг, линии доступа к мультимедийным услугам и использующих в качестве среды передачи оптоволоконный кабель.

СКД (сети коллективного доступа) – группа гибридных технологий для организации сетей доступа в многоквартирных домах; в качестве среды передачи используется существующая в домах инфраструктура ТфОП, радиотрансляционных сетей и сетей электропитания.

3. Какие организации решают вопросы стандартизации в области систем передачи информации. Что дает стандартизация в области систем связи?

Технология или решение + широкое внедрение на рынке = «стандарт»

Для принятия стандарта необходима некоторая критическая масса.

Кто разрабатывает стандарты?

Любой, кто обладает достаточными ресурсами (время, финансы, власть, авторитет и пр.), например:

Государство - ГОСТ-Р, ДСТУ и пр.

International of Electronic and Electrical Engineers (IEEE), ETSI

Society of Automotive Engineers (SAE)

Qualcomm (CDMA), Motorola (iDEN, TETRA, FLEX), Intel (PC architecture), Microsoft (OS), etc.

Чем хороши стандарты?

С рыночной точки зрения:

Обеспечение совместимости как отдельных продуктов, так и систем

За счет конкурентной борьбы снижаются цены

Стандартное решение редко бывает самым оптимальным

Основной целью стандартизации является обеспечение совместимости аппаратуры разных производителей в рамках единой сети связи. В области телекоммуникаций такой ведущей международной организацией по стандартизации является Сектор Стандартизации Телекоммуникаций Международного Союза Электросвязи (ITU – T).

ITU – T модемов хDSL имеют индекс “ G ”. Именно рекомендации этой серии стандартизуют практически все системы передачи, работающие по кабельным линиям связи.

Ведущими национальными организациями по разработке и внедрению телекоммуникационных стандартов в мире являются Американский Национальный Институт Стандартов (ANSI) и Eвропейский Институт Телекоммуникационных стандартов (ETSI).

Кроме трёх указанных организаций активно работают в области стандартизации технологий xDSL Форум ADSL (ADSLF) и Рабочая Группа Универсальной ADSL (UAWG).

4. Указать на основные преимущества (не менее пяти) цифровых систем связи по сравнению с аналоговыми системами. Представить аргументы, за счет чего достигаются эти преимущества?

Основные преимущества цифровых систем:

1) Высокое качество передачи информации (цифровой сигнал может принимать фиксированные значения. Например, если при аналоговой передаче данных сигналы слабого уровня больше подвержены помехам, то в цифровом виде уровень сигнала задается кодом и возможность ошибки при одинаковом шуме и виде модуляции зависит только от степени различия между уровнями символов, которыми передается код. При цифровой связи задача состоит лишь в различении фиксированных уровней. в аналоговой связи любое отклонение при приеме будет ошибкой. а цифровой сигнал, даже если и отклонился от изначального уровня, но это отклонение не достаточно велико, чтоб "угадать" (определить) символ, то он будет принят без ошибки).

2) Стабильность характеристик (в отличие от цифрового, аналоговый фильтр имеет дело с аналоговым сигналом, его свойства не дискретны, соответственно передаточная функция зависит от внутренних свойств составляющих его элементов.).

3) Высокая помехозащищенность (возможность применения помехоустойчивого кодирования).

4) Управление качеством передачи информации (возможность выбора скорости передачи в зависимости от качества канала. (количество позиций многоуровневого кода) большое количество позиций - больше скорость, но выше вероятность ошибки из-за уменьшения "расстояния" между позициями).

5) Экономичность (передача и коммутация сигналов в цифровой форме позволяют реализовывать оборудование на единых аппаратных платформах. Это позволяет резко снижать трудоемкость изготовления оборудования, значительно снижать его стоимость, потребляемую энергию и габариты. Кроме того, существенно упрощается эксплуатация систем и повышается их надежность.).

5. Дайте характеристику ведомственным информационно-коммуникационным системам. Нарисовать обобщенную структуру системы Центра обслуживания вызовов службы «102» МВД и указать, какие задачи она решает?

Постоянно растущие требования к оперативности и точности реагирования в экстремальных ситуациях выдвигают новые концептуальные задачи по техническому оснащению служб общественной безопасности.

Появляется необходимость передачи больших объемов цифровой информации с места чрезвычайной ситуации, обеспечения оперативного доступа к базам данных, идентификации личности по отпечаткам пальцев, фото - и видеоматериалам и т.д. Узкополосные ведомственные системы передачи цифровой информации не могут полностью справиться с передачей больших объемов информации, что часто необходимо в экстремальных ситуациях.

Одним из новых направлений развития ведомственных телекоммуникационных сетей является создание центров обслуживания вызовов (ЦОВ), позволяющих повысить эффективность работы экстренных служб МВД Украины.

Структурная схема ВСС:

Основой станционного оборудования службы «102», является программно-аппаратный комплекс на основе IP-технологий (AVAYA), который предусматривает интеллектуальную маршрутизацию вызовов, поступающих в центр, распределенную архитектуру рабочих мест операторов и управление мультимедийными контактами по IP-сети.

Программно-аппаратный IP комплекс объединяет в себе сразу несколько устройств:

полнофункциональную телефонную станцию;

коммутатор/концентратор локальной сети;

маршрутизатор и межсетевой экран;

средства доступа к Интернет и поддержки VPN;

сервер приложений (call-centre, интеграция с CRM).

Задачи : с внедрением ЦОВ появляются новые возможности приема и обработки тревожных сообщений: прием и учет каждого звонка службы «102», обеспечение взаимодействия экстренных служб с населением и между собой, регистрация всей необходимой информации по происшествиям, а также незамедлительное оповещение соответствующих подразделений и служб.

6. Как решаются задачи защиты информации в ведомственных информационно-коммуникационных системах? Какие виды угроз информации в ИКС вы знаете?

Под угрозой безопасности данных будем понимать потенциально существующую возможность случайного или преднамеренного действия или бездействия, в результате которого может быть нарушена безопасность данных.

Пояснение - Все каналы утечки данных можно разделить на косвенные и прямые. Косвенные каналы не требуют непосредственного доступа к техническим средствам информационной системы. Прямые соответственно требуют доступа к аппаратному обеспечению и данным информационной системы.

Информационная безопасность - защищенность информации и поддерживающей инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, чреватых нанесением ущерба владельцам или пользователям информации.

Безопасность данных - такое состояние хранимых, обрабатываемых и принимаемых данных, при которых невозможно их случайное или преднамеренное получение, изменение или уничтожение.

Защита данных - совокупность целенаправленных действий и мероприятий по обеспечению безопасности данных.

Таким образом, защита данных есть процесс обеспечения безопасности данных, а безопасность - состояние данных, конечный результат процесса защиты. Защита данных осуществляется с использованием методов (способов) защиты.

Метод (способ) защиты данных - совокупность приемов и операций, реализующих функции защиты данных. Например, методы шифрования и паролирования. На основе методов защиты создаются средства защиты (например, устройства шифрации/дешифрации, программы анализа пароля, датчики охранной сигнализации и т.д.).

Система обеспечения безопасности данных (СОБД) - совокупность средств и механизмов защиты данных. Механизм защиты - совокупность средств защиты, функционирующих совместно для выполнения определенной задачи по защите информации.

7. Какие каналы утечки информации вы знаете и каковы основные причины их возникновения?

С учетом физической природы путей переноса информации технические каналы утечки можно классифицировать на следующие группы:

Электромагнитные;

Визуально-оптические;

Виброакустические;

Материально-вещественные (бумага, фото, магнитные носители

Применительно к автоматизированным системам (АС) выделяют следующие каналы утечки:

Электромагнитный канал.

Причиной его возникновения является электромагнитное поле, связанное с протеканием электрического тока в аппаратных компонентах АС.

Электромагнитное поле может индуцировать токи в близко расположенных проводных линиях (наводки).

Электромагнитный канал в свою очередь делится на следующие каналы:

Радиоканал (высокочастотное излучение);

Низкочастотный канал;

Сетевой канал (наводки на сеть электропитания);

Канал заземления (наводки на провода заземления);

Линейный канал (наводки на линии связи между компьютерными системами).

Виброакустический канал.

Связан с распространением звуковых волн в воздухе или упругих колебаний в других средах, возникающих при работе устройств отображения информации АС.

Визуальный канал.

Связан с возможностью визуального наблюдения злоумышленником за работой устройств отображения информации АС без проникновения в помещения, где расположены компоненты системы. В качестве средства выделения информации в данном случае могут рассматриваться фото-, видеокамеры и т. п.

Информационный канал. Связан с доступом (непосредственным и телекоммуникационным) к элементам АС, к носителям информации, к самой вводимой и выводимой информации (и результатам), к программному обеспечению (в том числе к операционным системам), а также с подключением к линиям связи.

Информационный канал может быть разделен на следующие каналы:

Канал коммутируемых линий связи;

Канал выделенных линий связи;

Канал локальной сети;

Канал машинных носителей информации;

Канал терминальных и периферийных устройств.

8. Нарисуйте структуру модели защищенного канала по Шеннону. Какие предположения и допущения приняты в этой модели?

В этой схеме К. Шеннона используется модель пассивного противника (нарушителя), наблюдающего только шифр-текст (Cryptogram ) (пассивная атака на основе знания шифр-текста), вероятностная модель криптографического преобразования – криптосистема (Encipherer - Decipherer ) – используется для защиты передаваемой информации (Message ) от нарушения конфиденциальности.

Предположения, которые приняты в модели К. Шеннона:

– передача информации от источника к приемнику происходит без ошибок (идеальный канал связи);

– понятие совершенной стойкости вводится при условии, что вероятностное распределение ключей

(Key ) на множестве ключей равномерно (идеально- случайный ключ);

– обратная связь между приемником и источником сообщения отсутствует;

– источник информации описывается с помощью теории информации Шеннона;

– все вычисления, используемые в процессе обработки информации (в том числе и при криптографическом преобразовании), совершаются без ошибок (безошибочная модель вычислений).

9. В чем выражается концепция отводного канала Вайнера?

Модель отводного канала - модель системы передачи информации по каналу связи с отводом, включающая в себя формальное описание способа надежной передачи дискретных сообщений законному получателю при наличии отводного канала утечки информации. Под этим понимается то, что легитимный приемник должен иметь возможность нормального функционирования, а приемник отводного канала не иметь возможности принимать достоверную информацию.

Модель отводного канала позволяет учесть возможности нарушителя как по перехвату сообщений, так и постановке помех, нарушающих работу основного канала.

10. Что такое семиуровневая модель взаимодействия открытых систем (OSI)? Назовите уровни этой модели и какие задачи решаются на каждом уровне? На каких уровнях решаются задачи защиты информации?

Базовая эталонная модель OSI является наиболее общим описанием структуры построения стандартов, обеспечивающих взаимодействие прикладных процессов работающих друг с другом систем.

На рисунке схематически изображен принцип OSI. Передаваемое сообщение перед отправкой “спускается” уровням модели и на каждом уровне к нему прикрепляется служебная информация, предназначенная для соответствующего уровня на принимающей стороне. Принимающая сторона последовательно “поднимает” принятое сообщение. При этом каждый уровень, работая с предназначенной ему информацией, извлекает из своей “упаковки” сообщение и передает на следующий уровень.

Физический уровень (Physical Layer )

Обеспечивает передачу потока битов по физической среде. К этому уровню имеют отношение: Характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие; Характеристики электрических сигналов, передающих дискретную информацию, например, крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта.

-Физические характеристики интерфейсов и среды передачи

-Представление битов.

-Скорость передачи данных.

-Битовая синхронизация.

Канальный уровень (Data Link Layer )

Преобразует ненадежную среду передачи физического уровня в более надежный канал для доставки данных к следующему сетевому уровню. Поток битов, поступающих с физического уровня, разбивается на кадры. Обеспечивается корректность передачи каждого кадра.

-Кадровая синхронизация.

-Физическая адресация.

-Управление потоком.

-Коррекция ошибок.

Сетевой уровень (Network Layer)

Отвечает за доставку пакета от источника к пункту назначения между различными сетями с произвольной топологией (в то время как канальный отвечает за доставку данных между любыми узлами одной сети с соответствующей типовой топологией).

-Логическая адресация.

-Маршрутизация.

Транспортный уровень (Transport Layer)

Отвечает за доставку всего сообщения от процесса к процессу. Он гарантирует, что полное сообщение поступает потерь отдельных пакетов и в верном порядке, обеспечивая как коррекцию ошибок, так и управление потоком на уровне «от процесса к процессу».

-Адресация процессов.

-Сегментация и сборка.

-Управление соединением.

Сеансовый уровень (Session Layer).

Устанавливает, поддерживает и синхронизирует сеансы связи (взаимодействие) между оконечными компьютерами. Здесь обеспечивается управление диалогом и предоставляются средства синхронизации, где внутри длинных сообщений вставляются служебные метки. Они позволяют в случае отказа вернуться назад к последней метке и продолжить передачу не сначала, а с того места, на котором она оборвалась.

-Управление диалогом.

-Синхронизация.

Уровень представления (Presentation Layer)

Bмеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. Различные форматы данных преобразуются в некий стандартизованный вид для передачи по сети. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных.

-Трансляция (кодирование).

-Шифрование.

-Компрессия.

Прикладной уровень (Application Layer)

Это набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи (человек или программа) получают доступ к сети и ее разделяемым ресурсам. Приложения ко нечного пользователя (различные программы доступа к службам сети) используют протоколы прикладного уровня. Единица данных этого уровня обычно называется сообщением (message).

-Услуги электронной почты.

-Передача файлов и доступ.

-Удаленная регистрация (логин).

-Доступ к WWW.

Протоколы, отвечающие за безопасность, существуют на всех уровнях модели. Например:

На транспортном уровне применяется протоколы SSL TLS (англ. Secure Sockets Layer - уровень защищённых сокетов) и TLS использующий симметричное шифрование и асимметричную криптографию для аутентификации ключей обмена.

На сетевом уровне в настоящее время используется комплект протоколов IP-Security (IPSec), который решает вопросы шифрования, аутентификации и обеспечения защиты информации при транспортировке IP-пакетов по сети.

На канальном уровне протокол WEP (Wired Equivalent Privacy), разработанный для защиты информации в проводных каналах связи долгое время использовался беспроводный технологиях передачи данных Wi-Fi. Но в последнее время используется усовершенствованный протокол WPA и WPA2 .

Технологии физического уровня, такие как, например, FHSS и OFDM создают значительные трудности для несанкционированного доступа к информации.

Похожая информация.