W.11 - Komunikacja przy pomocy komputera.







Włodzisław
Duch, notatki do
wykładów wstępnych, według książki Fascynujący świat
programów komputerowych




Komunikacja przy pomocy komputera.
Przesyłanie sygnałów
Szybkość
przesyłania sygnałów:

linie telefoniczne komutowane (multipleksowane) ok. 4 kHz/kanał, modemy
9600 bit/sek
linie dedykowane 50kHz-200kHz, modemy 56 kbit/sek do 128 kbit/2 kanały
ISDN
skrętka lub kabel ekranowany 10-100 MHz, szybka łączność lokalna
światłowody > GHz; setki kanałów TV
Sieci pakietowe: informacja wędruje w porcjach po kilka kilobajtów,
zaopatrzonych w adres docelowego urządzenia.
Komunikacja z drugim komputerem
Przesyłanie zbiorów i korzystanie z wspólnych urządzeń.
Komunikacja poprzez złącze szeregowe: do 15 m, do 115 Kb. Złącze
równoległe (Centronics) 3 razy szybsze. Złącze USB do 12 Mbitów/sek, w
praktyce ok. 4 Mbit/s = 0.5 MB/sek.
Koncentratory terminali, przełączniki drukarek.
Kontrola jednego komputera przez drugi.
Komunikacja na większe odległości - wymaga linii telefonicznych lub łączy
radiowych. Multipleksery - umożliwiają wykorzystanie tej samej linii do
wielu połaczeń.
Dostęp do Internetu oferuje wiele firm, łącznie z bezpłatną pocztą
elektroniczną.

Najprościej: modem + linia telefoniczna, do 56 Kb/sek, darmowe lokalne
numery dostępu TP SA za niższe ceny.
ISDN - do 128 Kb/s, dość wysokie koszty.
SDI (szybki dostęp do internetu) oferowany przez TP SA, do 115 Kb/sek
przez sieć Polpak-T, wysoka opłata instalacyjna.
Stały dostęp przez telewizję kablową - w kilku miejscach w Polsce.
PLC - przyłączanie przez sieć energetyczną; szybkości rzędu 2.5 Mbps, na
razie mało rozpowszechnione.
Radiozłącze Tele2 - dość droga i mało gdzie oferowana.
Netlink - stałę łacze, od 33.6 kbps do 2 Mbps, w ramach sieci InterNetia,
bez opłat instalacyjnych.
Możliwe są rozmowy telefoniczne przy wykorzystaniu podłączenia do Internetu,
używając technologii VoIP Voice over Internet Protocol.



OSI: standard komunikacji
OSI (Open Systems Interconnection), zbiór protokołów komunikacyjnych (1984),
model opisujący połączenie pomiędzy otwartymi systemami - dwa różne systemy
komputerowe mogą nawiązać łączność i wymieniać między sobą informację.



Numer warstwy
Nazwa warstwy
Funkcja i znaczenie w modelu OSI

VII
Zastosowań
Oferuje usługi sieciowe użytkownikowi lub programom.

VI
Prezentacji
Interpretuje otrzymywane dane z punktu widzenia używanego
programu (konwersja danych, szyfrowanie, deszyfrowanie).

V
Sesji
Ustalenie parametrów sesji komunikacyjnej, kontrola jej
przebiegu.

IV
Transportowa
Zapewnia bezbłędną komunikację, dzieli dane na pakiety,
kontroluje kolejność ich przesyłania.

III
Sieciowa
Ustala drogę transmisji pakietów i dostarcza je przez
pośrednie węzły.

II
Łącza danych
Przesyła ciągi bitów o ustalonej strukturze (ramki); wykrywa
błędy transmisji.

I
Fizyczna
Umożliwia przesłania pojedynczych bitów korzystając z łącza
fizycznego (modulacja, sposób fizycznej transmisji).
Pakiet z nagłówkami nazywa się ramką (frame). Ramka wyposażona we
wszystkie informacje potrzebne do odszukania adresata nazywa się datagramem.
Transmisja synchroniczna i asynchroniczna.
Inne modele sieci komputerowych:

SNA (Systems Network Architecture) używany przez IBM;
model DNA (Digital Network Architecture) firmy DEC.
Protokoły sieciowe
Protokół: zbiór reguł, dotyczący wysyłania i odbierania danych między
urządzeniami komunikacyjnymi lub reguł, określających sposób wymiany danych
pomiędzy różnymi warstwami w modelu OSI. Często sieci komputerowe określa
się nazwą protokołu, np. mówimy o sieciach X.25 lub TCP/IP.
Protokół, wymaga standaryzacji - etapy: *. RFC (od
Request For Comments), Wstępny Standard, Proponowany
Standard, Zarys Standardu i Standard, zatwierdzany przez zarząd Internetu
(Internet Activities Board).
Protokoły komunikacyjne
TCP/IP ( Transmission Control Protocol over
Internet Protocol) TCP/IP to zestaw protokołów używany w
Unixie i Windows, podstawa Internetu. Zawiera protokoły poczty
elektronicznej (mail, SMTP), transferu plików (ftp), zdalnej pracy (telnet,
rlogin).
Inne protokoły komunikacyjne stosowane na PC:IPX/SPX (Internet
Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange), dla sieci NetWare firmy Novell.
NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) - protokół warstwy
transportowej na PC, używany przez sieci Microsoft i IBM LAN
Server.DECnet- dawniej jedna z bardziej rozbudowanych sieci.
PPP (Point-to-Point Protocol), stosowany przy połączeniach
modemowych.SLIP (Serial Line Internet Protocol)

SMTP, Simple Mail Transfer Protocol, POP3, Post Office
Protocol 3, używany przy połączeniach modemowych. SNMP, Simple
Network Management Protocol, do zarządzania komputerami przez sieć.
Protokóły ITU-T (międzynarodowej unii telekomunikacyjnej) X.25
protokół warstwy fizycznej, łącza danych i sieciowej, stosowany w pakietowych
sieciach telekomunikacyjnych (packet switching networks). X.400 dla
poczty elektroniczej i X.500 dla usług infromacyjnych w sieciach
pakietowych.
Packet Radio, czyli transmisja pakietów danych drogą radiową DirectPC,
czyli transmisja do 400kb/sek drogą satelitarną
Winsock
Winsock ( Windows Sockets, czyli "wtyczki do Windows"),
zestaw programów typu API (Interfejsów Aplikacji, Application Programming
Interface). Umożliwia aplikacjom Windows korzystanie z protokołów TCP/IP.
Część Windows 95 i nowszych - dzięki temu powstało bardzo wiele programów
dla Internetu. Standard Winsock 2.0 - Intel, Microsoft; wersja 2.2 z końca
1999 roku.

Frame Relay, adaptacja technologii przelączania pakietów ISDN COPD
(Cellular Digital Packet Data) - standard przesyłania danych w telefonii
komórkowej, wykorzystujący nieużywane sygnały.
Protokoły transmisji plików
FTP jest skrótem od File Transfer Protocol, czyli protokół transferu
plików, część protokołu TCP/IP, najbardziej popularny w Internecie. Inne
protokoły transferu plików: Kermit, Xmodem, Ymodem - znikają.
NFS (Network File System,Sieciowy System Plików). Samba,
darmowy, pozwala na korzystanie na komputerach osobistych z drukarek i dysków
systemów Unixowych.
NIS, DNS, NDS i inne usługi
Usługi informacyjne w sieciach: rodzaj książki telefonicznej. Network
Information Service (NIS), żółte kartki (yellow pages). Domain Name System
(DNS) - przyporządkowuje adresy numeryczne serwerom w sieciach. NDS (NetWare
Directory Services) - w sieciach Novell. DCE (Distributed Computing
Environment); Directory Services lansowane przez Open Software Foundation.





Modemy
Modem: modulacja - demodulacja, nazwa z czasów gdy
zmieniano sygnały na dźwięki. Modemy akustyczne - dawno temu, działały
nadając przez słuchawkę.
Modemy wewnętrzne, na kartach, modemy zewnętrzne przyłączane przez RS-232 lub
USB. Homologacja - sprawdzanie, czy urządzenie zgodne jest ze
standardami sieci telekomunikacyjnej. Standard Hayesa - powszechnie
przyjęty. Język poleceń działania modemu: AT (ATtention)
Szybkości:

300, 1200 bps (bodów) - modemy akustyczne;
2400, 9600 - stare modemy, marne linie komutowane;
19.6, 38.4, 56K bps - nowe modemy, dobre linie telefoniczne;
64, 128 kbps - modemy ISDN, specjalne linie Integrated Services Data
Network;
do 2 Mbps - modemy DSL;
>100 Kbps - modemy światłowodowe.
V.32bis - standard MUT (Międzynarodowej Unii Telekomunikacyjnej) modemów 14.4
Kb/s, V.34 - standard MUT modemów 28.8 Kb/s. MNP4 oraz V.42 - protokoły
korekcji błędów modemów. MNP5 oraz V.42bis - protokoły kompresji danych.
V.90 - od 1998 roku standard modemów 56 kbps
Programy telekomunikacyjne Emulacja terminali i przesyłanie plików.




Komunikacja z drugim komputerem
Przesyłanie plików i korzystanie z wspólnych urządzeń
Komputer-komputer:

połączenie przez wyjście szeregowe RS-RS, wolne, 115 kbps
lepiej przez Centronix w trybie ECP/EPP, do 400 kbps
najlepiej przez USB, do 12 Mbps
IrDa 1.1, port podczerwony, do 2Mbps.
Porty Firewire - do 50 Mbps.
Bezpośrednie połączenie kablowe - użyteczna funkcja Windows, przez kabel RS
lub Centronix. Laplink (Travelling Software) - bardzo dobry program
komunikacyjny przez dowolne łącza. AppleTalk - lokalna sieć dla MacIntoshy.

Kontrola jednego komputera przez drugi




Programy takie jak Carbon Copy, pcAnywhere: pozwalają na
przejmowanie pełnej kontroli nad zdalnym komputerem przyłaczonym przez
kabel, telefonicznie lub przez sieć lokalną.

Centrala modemowa - kilka komputerów połączonych w LAN, korzystajacych z tego
samego modemu do wyjścia na zewnątrz. NetWare Connect umożliwia
zdalną pracę na komputerach dołączonych do centrali modemowej.




Sieci LAN
Sieci komputerowe:

LAN (Local Area Network), lokalne
MAN (Municipal Area Network), municypalne (miejskie)
WAN (Wide Area Network), rozległe
Sieć globalna - Internet, sieć sieci.
Historia LAN - 1973, Xerox Palo Alto, 1975 IBM Nieporozumienia: Internet
to tylko środek łączności, tak jak papier czy telefon. Nie winimy papieru za
głupoty, które na nim drukują.
Cechy LAN: medium transmisyjne (kable), topologia (jak
połaczone), i metoda dostępu (jak się komunikują). Karty
sieciowe i oprogramowanie, sterujące pracą karty.
Usługi w sieci.
Adresy urządzeń i domeny sieci
Model klient-serwer, usługobiorca-usługodawca. Host - komputer nadrzędny,
"gospodarz" sieci udostępniajacy jakieś zasoby. Adressy IP - 32 bity, ale
przedstawiany jako cztery liczby [0,255], np. adres naszego serwera 158.75.5.35
A,B,C - klasy podsieci, od dużych do małych, na 256 urządzeń. Name
server ("serwer nazw") lub DNS (Domain Name Server), zamienia adresy
symboliczne na numery IP
Kable, karty sieciowe i elementy sieci
Standard Ethernet, najbardziej rozpowszechniony. Okablowanie
strukturalne, rodzaje kabli,
Gniazda i wtyki: AUI, BNC, wtyki RJ-45 typu
telefonicznego. Terminacja końcówek kabli.
Transcivery (przekaźniki); MAU (Medium Attachment Unit);
Huby nazywane rozgałęziaczami, koncentratorami lub powielaczami
wieloportowymi; Repeatery; Bridge (mostki); Routery
i broutery, Gateway'e, czyli bramy na świat.
Architektury LAN
Centralna magistrala (backbone), pierścień (token ring), gwiazda.

Przykłady sieci LAN
Ethernet, najczęściej spotykany standard sieci LAN, 10 Mbit/sek lub 100
Mbit/sek
Remote Link, najprostsza sieć o ograniczonych możliwościach. Inne
spotykane sieci: Arcnet, Token Ring, Token Bus FDDI - światłowodowa sieć na
większym obszarze.
Oprogramowanie sieci LAN
NetWare Novella, Lantastic (Artisoft Inc), LANsmart (D-Link
System Inc.)




Sieci rozległe i sieci szerokopasmowe
ISDN, B-ISDN, sieci telefoniczne zintegrowanych usług telekomunikacyjnych.
FDDI, sieci na światłowodach; ATM (Asynchronious Transfer Mode),
przełączanie pakietów (packet switching); szybki Ethernet 100Base-TX i
100 VG/AnyLAN.




Połączenia bezprzewodowe
Integracja Internetu, telefonii komórkowej oraz mediów (radio, TV, serwisy
informacyjne). Nowa ekonomia - złoty trójkąt technologii.
E-commerce, handel i usługi przez internet (elektroniczne).

M-commerce, handel i usługi przez telefon komórkowy (mobilnie).
Przykłady: dostęp przez PDA handowców lub agentów ubezpieczeniowych do
komputera firmy.
Integracja tradycyjnej telefonii z Internetem. Wiele programów pozwala
używać Interentu zamieniając głos na pakiety. Popularne: MS NetMeeting,
Net2Phone. Net2Phone oferuje nawet karty pozwalające dzwonić bardzo tanio z
automatów: traktowane to jest jako rozmowa lokalna.
Usługi telefonii komórkowej:

rozmowy międzynarodowe przez Internet - VoIP (Voice over Internet
Protocol); technologia zamieniająca dźwięk na pakiety cyfrowe i przesyłające
ją przez Internet;
SMS - Short Messages System, krótkie wiadomości tekstowe, wbudowane
słowniki;
SMS chat, pogaduszki tekstowe w kanałach grupowych;
bramki do Internetu - możliwość wysyłania wiadomości na adresy poczty
elektronicznej jak i odbierania wiadomości;
modemy podłączane do telefonów komórkowych, pozwalające na pracę w
Internecie - transmisja danych za pomocą HSCSD do 38,4 kBit/sek;
WAP - Wireless Application Protocol, czyli WWW przez telefony komórkowe i
kablowe;
telefony z czytnikami kart płatniczych, pozwalają na operacje finansowe;
integracja telefonów z sekretarką, nagrywaniem wiadomości tekstowych,
rozpoznawaniem mowy, odtwarzaczami MP3, organizatorami, PDA, radiem, GPS,
grami komputerowymi, budzikiem i kalkulatorem;
przesyłanie plików MIDI, graficznych do telefonu;
Integracja z PDA i notesami, transmisja w podczerwieni przez IrDA.
GPRS, General Packet Radio Services, do 115 kbps, opłaty za bity a nie
czas połaczenia, dostępne w nowszych telefonach.
UMTS - telefonia
komórkowa 3 generacji, przesyłanie danych do 2 Mbps, umożliwi nowe usługi.

Nie ma jeszcze wirusów telefonii komórkowej (przesyła się tylko teksty), ale
pewnie będą. Zdarzają się zawieszenia systemu, rozwój WAP doprowadzi do
przesyłania wykonywalnych programów. Przyszłość - standard Bluetooth, lub
konkurencyjny standard Wi-Fi (802.11b) dla bezprzewodowej sieci LAN, 1 Mbit/s.
System Altair (Motorola); systemy przywoływania (pager systems); "Radio
pakietowe" (packet radio).

Łączność satelitarna System Immarsat, 4 geostacjonarne satelity -
umożliwia łączność wszędzie; przesyłanie głosu i danych. Motorola EMBARC
(Electronic Mail Broadcast to a Roaming Computer). VSAT - ponad 1000
terminali w Polsce, TP SA, Pagi SA i Telbank SA
SAN - Space Area Network, LEO - low orbit; GEO - geostacjonarne,
daleko, bo sygnał wraca od połączonego przez satelitę GEO komputera po 0.5 sek.
Używane do zapewnienia roamingu.
Plany: European Satellite Multimedia Services (z
udziałem Intela), 6 Mb/s dla indywidualnych komputerów; Eutelsat-II-F3,
transpoder 34a, prędkość ściągania danych do 400 kb/s, wysyłanie przez ISDN.
Wystarczy tani zestaw do PC + antena 60 cm.
SkyStation, od 1999 roku, na balonach stratosferycznych, 20-30 km, platformy
ok. 10 ton, ma ich być 250, szybkości 1.5 Mb/s dla terminali ruchomych, 180 Mb/s
stacjonarnych, ale firma ma trudności finansowe.
Teledesic - 288 satelit do roku 2002, pierwsze w 2001, pokrycie 95%
powierzchni globu, minimalne anteny 16 cm średnicy. Jeden kanał 16 kb/s, 8
kanałów = ISDN, T-1, 1.5 Mb/s, E-1, 2 Mb/s, OC-3, 155 Mb/s; OC-24, 1.2 Gb/s;
udziałowcy: Bill Gates, Craig McCaw, Boeing, testowy satelita - luty 1998,
koszty - 9 mld. USD, 28.6 - 29.1 GHz uplink i 18.8 - 19.3 GHz downlink.
Celestri - projekt Motoroli używający 63 satelit LEO i satelit GEO,
przydziela pasmo na życzenie (bandwidth-on-demand)

Internet Via Sky, trzy transpondery ASTRA 19 E, przesyłanie danych z
prędkością 200-800 Kb/s, wysyłanie zapytań linia telefoniczną. Potrzebna
karta DVB-Sat PCI do komputera; dodatkowo umożliwia ogladanie TV cyfrowej (DVB,
kodowanej w MPEG-2) i zapisywanie wideo na dysku. Teletekst - szybki dostęp.
Wystarczy antena 50 cm. Nie jest popularne i ma małe szanse.




Telewizja cyfrowa
Cyfrowa telewizja satelitarna - przesyłana w formacie cyfrowym MPEG-2,
standard DVB, 950-2150 Mhz. Przesyłanie programów od paru lat, większość
programów też tak kodowana. Strumień danych ponad 1 MB/s. Radio
satelitarne, w MPEG-2 layer 3, czyli MP3.


Faks i teleks na komputerze
Faks, nazywany fachowo "aparatem telekopiowym"; rozdzielczość, szybkość,
klasy aparatów faksowych.
Telekomunikacja komputerowa
Sieci pakietowe POL-34, nasza 155 Mb/s do Frankfurtu, 77 Mb/s do USA
(11/2000)
Sieci CUPAK, NASKSerwer TPSA http://www.tpnet.pl/ i informacje o sieci
TPNET
Telefon internetowy Internet Phone i tendencje do korzystania z tych samych
linii do przesyłania danych i głosu (DLS) - konieczna stała przepustowość linii.





Komputerowa "poczta głosowa"
Poczta głosowa (Voice mail) - integracja poczty elektronicznej (tekst),
faksów i poczty głosowej. VoysAccess (Voysys Corporation) - poczta
głosowa z bazą danych Fox Pro; Phone Blaster (Creative Labs),

"Komputerowo zintegrowana telefonia" (CIT, Computer Integrated Telephony);
MAP (Manufacturing Automation Protocol), standard sterowania
robotami.
Serwery W3Cache
Nie warto ściągać tych samych plików z daleka, jeśli już raz ktoś je
ściągnął.


Włodzisław Duch,
notatki do
wykładów wstępnych, według książki Fascynujący świat
programów komputerowych