 |
Технологии коммутации данных.
|
|
|
|
Концепция информатизации общества
Информационное общество — теоретическая концепция постиндустриального общества; историческая фаза возможного эволюционного развития цивилизации, в которой информация и знания умножаются в едином информационном пространстве. Главными продуктами производства информационного общества становятся информация и знания. Отличительные черты:
· увеличение роли информации, знаний и информационных технологий в жизни общества;
· возрастание числа людей, занятых информационными технологиями, коммуникациями и производством информационных продуктов и услуг, рост их доли в валовом внутреннем продукте;
· нарастающая информатизация общества с использованием телефонии, радио, телевидения, сети Интернет, а также традиционных и электронных СМИ;
· создание глобального информационного пространства, обеспечивающего: (а) эффективное информационное взаимодействие людей, (б) их доступ к мировым информационным ресурсам и (в) удовлетворение их потребностей в информационных продуктах и услугах;
· развитие электронной демократии, информационной экономики, электронного государства, электронного правительства, цифровых рынков, электронных социальных и хозяйствующих сетей;
Основные идеи
Учитывая глубину и размах технологических и социальных последствий компьютеризации и информатизации различных сфер общественной жизни и экономической деятельности, их нередко называют компьютерной или информационной революцией. Более того, западная общественно-политическая мысль выдвинула различные варианты так называемой концепции «информационного общества», имеющей своей целью объяснение новейших явлений, порожденных новым этапом научно-технического прогресса, компьютерной и информационной революцией. О значимости и растущей популярности этой концепции на Западе свидетельствует все более нарастающий поток публикаций на эту тему. В настоящее время в западной общественно-политической мысли она постепенно выдвигается на то место, которое в 70-х годах занимала теория постиндустриального общества.
|
|
|
Необходимо отметить, что ряд западных и отечественных политологов и политэкономов склоняется к тому, чтобы провести резкую грань, отделяющую концепцию информационного общества от постиндустриализма. Однако, хотя концепция информационного общества призвана заменить теорию постиндустриального общества, ее сторонники повторяют и дальше развивают ряд важнейших положений технократизма, и традиционной футурологии.
Симптоматично, что ряд ведущих исследователей, сформулировавших теорию постиндустриального общества, как, например, Д. Белл, в настоящее время выступает в качестве сторонников концепции информационного общества. Для самого Белла концепция информационного общества стала своеобразным новым этапом развития теории постиндустриального общества. Как констатировал Белл, «революция в организации и обработке информации и знания, в которой центральную роль играет компьютер, развивается в контексте того, что я назвал постиндустриальным обществом».
Как считает профессор У. Мартин, под информационным обществом понимается «развитое постиндустриальное общество», возникшее прежде всего на Западе. По его мнению, не случаен тот факт, что информационное общество утверждается прежде всего в тех странах — в Японии, США и Западной Европе, — в которых в 60-х — 70-х годах сформировалось постиндустриальное общество.
У. Мартин предпринял попытку выделить и сформулировать основные характеристики информационного общества по следующим критериям.
|
|
|
· Технологический: ключевой фактор — информационные технологии, которые широко применяются в производстве, учреждениях, системе образования и в быту.
· Социальный: информация выступает в качестве важного стимулятора изменения качества жизни, формируется и утверждается «информационное сознание» при широком доступе к информации.
· Экономический: информация составляет ключевой фактор в экономике в качестве ресурса, услуг, товара, источника добавленной стоимости и занятости.
· Политический: свобода информации, ведущая к политическому процессу, который характеризуется растущим участием и консенсусом между различными классами и социальными слоями населения.
· Культурный: признание культурной ценности информации посредством содействия утверждению информационных ценностей в интересах развития отдельного индивида и общества в целом.
При этом Мартин особо подчеркивает мысль о том, что коммуникация представляет собой «ключевой элемент информационного общества».
Мартин отмечает, что, говоря об информационном обществе, его следует принимать не в буквальном смысле, а рассматривать как ориентир, тенденцию изменений в современном западном обществе. По его словам, в целом эта модель ориентирована на будущее, но в развитых капиталистических странах уже сейчас можно назвать целый ряд вызванных информационными технологиями изменений, которые подтверждают концепцию информационного общества.
Среди этих изменений Мартин перечисляет следующие:
· структурные изменения в экономике, особенно в сфере распределения рабочей силы; возросшее осознание важности информации и информационных технологий;
· растущее осознание необходимости компьютерной грамотности;
· широкое распространение компьютеров и информационной технологии;
· развитие компьютеризации и информатизации общества и образования;
· поддержка правительством развития компьютерной микроэлектронной технологии и телекоммуникаций.
· широкое распространение — компьютерные вирусы и вредоносные программы по всему миру.
В свете этих изменений, как считает Мартин, "информационное общество можно определить как общество, в котором качество жизни так же как перспективы социальных изменений и экономического развития в возрастающей степени зависят от информации и ее эксплуатации. В таком обществе стандарты жизни, формы труда и отдыха, система образования и рынок находятся под значительным влиянием достижений в сфере информации и знания.
|
|
|
В развернутом и детализированном виде концепцию информационного общества (с учетом того, что в нее почти в полном объеме включается разработанная им в конце 60-х — начале 70-х годов теория постиндустриального общества) предлагает Д. Белл. Как утверждает Белл, «в наступающем столетии решающее значение для экономической и социальной жизни, для способов производства знания, а также для характера трудовой деятельности человека приобретает становление нового уклада, основывающегося на телекоммуникациях. Революция в организации и обработке информации и знаний, в которой центральную роль играет компьютер, развертывается одновременно со становлением постиндустриального общества». Причем, считает Белл, для понимания этой революции особенно важны три аспекта постиндустриального общества. Имеется в виду переход от индустриального общества к обществу услуг, определяющее значение кодифицированного научного знания для реализации технологических нововведений и превращение новой «интеллектуальной технологии» в ключевой инструмент системного анализа и теории принятия решения.
Качественно новым моментом стала возможность управления большими комплексами организаций и производством систем, требующим координации деятельности сотен тысяч и даже миллионов людей. Шло и продолжает идти бурное развитие новых научных направлений, таких как информационная теория, информатика, кибернетика, теория принятия решений, теория игр и т. д., то есть направлений, связанных именно с проблемами организационных множеств.
Одним из крайне неприятных аспектов информатизации общества является утрата информационным обществом устойчивости. Из-за возрастания роли информации малые группы могут оказывать существенное влияние на всех людей. Такое влияние, например, может осуществляться через террор, активно освещаемый СМИ. Современный терроризм это одно из следствий снижения устойчивости общества по мере его информатизации.
|
|
|
Возвращение устойчивости информационного общества может быть осуществлено через усиление политик учетности. Одним из новых направлений усиления политик учетности людей является биометрия. Биометрия занимается созданием автоматов способных самостоятельно узнавать людей. После событий 11 сентября 2001 года по инициативе США началось активное использование международных паспортов с биометрической идентификацией людей автоматами при пересечении границ государств.
Вторым важнейшим направлением усиления политик учетности в информационном обществе является массовое использование криптографии. Примером может служить СИМ карта в сотовом телефоне, она содержит криптографическую защиту учетности оплаты абонентами арендуемого у оператора канала цифровой связи. Сотовые телефоны являются цифровыми, именно переход на цифру позволил обеспечить всех желающих каналами связи, но без криптографии в СИМ картах сотовая связь не смогла бы стать массовой. Операторы сотовой связи не смогли бы надежно контролировать факт наличия денег на счете абонента и операции по снятию денег за пользование каналом связи.
Технологии коммутации данных.
Под коммутацией данных понимается их передача, при которой канал передачи данных может использоваться попеременно для обмена информацией между различными пунктами информационной сети
Коммутация основана на использовании маршрутизации, определяющей путь, по которому в соответствии с адресом назначения передаются данные. Осуществляется коммутация функциональными блоками всех систем информационной сети.
Коммутация является основой технологии сети с маршрутизацией данных. В зависимости от задач, поставленных перед коммуникационной сетью, используют несколько методов коммутации (рис.093).
Каждый из них определяется различными штабелями уровней области Взаимодействия Открытых Систем (ВОС).
У каждого из методов коммутации имеется своя область применения, обусловленная его особенностями. Отсюда следует целесообразность сочетания разных методов коммутации на сетях, объединяющих большое число абонентов с отличающимися друг от друга величинами нагрузки, характером ее распределения во времени, объемами сообщений, используемой оконечной аппаратурой. На таких сетях при небольшой средней нагрузке и передаче сообщений большими массивами в небольшое число адресов доля потери времени на установление соединения сравнительно невелика, и предпочтительнее использовать систему с коммутацией каналов. При передаче же многоадресных сообщений, необходимости обеспечения приоритетности сообщениям высокой категории срочности и при большой загрузке абонентских установок более эффективно использовать систему с коммутацией сообщений. При передаче коротких сообщений в интерактивном (диалоговом) режиме наиболее целесообразно использовать коммутацию пакетов.
Выбор методов коммутации - достаточно сложная оптимизационная задача. Она решается исходя из требований к транспортной сети, которые в свою очередь определяются особенностями графика, классом пользователей и показателями качества их обслуживания.
|
|
|
Коммутация каналов
Разные подходы к выполнению коммутации
В общем случае решение каждой из частных задач коммутации — определение потоков и соответствующих маршрутов, фиксация маршрутов в конфигурационных параметрах и таблицах сетевых устройств, распознавание потоков и передача данных между интерфейсами одного устройства, мультиплексирование/демультиплексирование потоков и разделение среды передачи — тесно связано с решением всех остальных. Комплекс технических решений обобщенной задачи коммутации в совокупности составляет базис любой сетевой технологии. От того, какой механизм прокладки маршрутов, продвижения данных и совместного использования каналов связи заложен в той или иной сетевой технологии, зависят ее фундаментальные свойства.
Среди множества возможных подходов к решению задачи коммутации абонентов в сетях выделяют два основополагающих:
- коммутация каналов (circuit switching);
- коммутация пакетов (packet switching).
Внешне обе эти схемы соответствуют приведенной на рис. 1 структуре сети, однако возможности и свойства их различны.
Рис. 1. Общая структура сети с коммутацией абонентов
Сети с коммутацией каналов имеют более богатую историю, они произошли от первых телефонных сетей. Сети с коммутацией пакетов сравнительно молоды, они появились в конце 60-х годов как результат экспериментов с первыми глобальными компьютерными сетями. Каждая из этих схем имеет свои достоинства и недостатки, но по долгосрочным прогнозам многих специалистов, будущее принадлежит технологии коммутации пакетов, как более гибкой и универсальной.
Коммутация каналов
При коммутации каналов коммутационная сеть образует между конечными узлами непрерывный составной физический канал из последовательно соединенных коммутаторами промежуточных канальных участков. Условием того, что несколько физических каналов при последовательном соединении образуют единый физический канал, является равенство скоростей передачи данных в каждом из составляющих физических каналов. Равенство скоростей означает, что коммутаторы такой сети не должны буферизовать передаваемые данные.
В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал. И только после этого можно начинать передавать данные.
Например, если сеть, изображенная на рис. 1, работает по технологии коммутации каналов, то узел 1, чтобы передать данные узлу 7, сначала должен передать специальный запрос на установление соединения коммутатору A, указав адрес назначения 7. Коммутатор А должен выбрать маршрут образования составного канала, а затем передать запрос следующему коммутатору, в данном случае E. Затем коммутатор E передает запрос коммутатору F, а тот, в свою очередь, передает запрос узлу 7. Если узел 7 принимает запрос на установление соединения, он направляет по уже установленному каналу ответ исходному узлу, после чего составной канал считается скоммутированным, и узлы 1 и 7 могут обмениваться по нему данными.
Рис. 2. Установление составного канала
Техника коммутации каналов имеет свои достоинства и недостатки.
Достоинства коммутации каналов
Постоянная и известная скорость передачи данных по установленному между конечными узлами каналу. Это дает пользователю сети возможности на основе заранее произведенной оценки необходимой для качественной передачи данных пропускной способности установить в сети канал нужной скорости.
Низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть. Это позволяет качественно передавать данные, чувствительные к задержкам (называемые также трафиком реального времени) — голос, видео, различную технологическую информацию.
Недостатки коммутации каналов
Отказ сети в обслуживании запроса на установление соединения. Такая ситуация может сложиться из-за того, что на некотором участке сети соединение нужно установить вдоль канала, через который уже проходит максимально возможное количество информационных потоков. Отказ может случиться и на конечном участке составного канала — например, если абонент способен поддерживать только одно соединение, что характерно для многих телефонных сетей. При поступлении второго вызова к уже разговаривающему абоненту сеть передает вызывающему абоненту короткие гудки — сигнал "занято".
Нерациональное использование пропускной способности физических каналов. Та часть пропускной способности, которая отводится составному каналу после установления соединения, предоставляется ему на все время, т.е. до тех пор, пока соединение не будет разорвано. Однако абонентам не всегда нужна пропускная способность канала во время соединения, например в телефонном разговоре могут быть паузы, еще более неравномерным во времени является взаимодействие компьютеров. Невозможность динамического перераспределения пропускной способности представляет собой принципиальное ограничение сети с коммутацией каналов, так как единицей коммутации здесь является информационный поток в целом.
Обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения.
Достоинства и недостатки любой сетевой технологии относительны. В определенных ситуациях на первый план выходят достоинства, а недостатки становятся несущественными. Так, техника коммутации каналов хорошо работает в тех случаях, когда нужно передавать только трафик телефонных разговоров. Здесь с невозможностью "вырезать" паузы из разговора и более рационально использовать магистральные физические каналы между коммутаторами можно мириться. А вот при передаче очень неравномерного компьютерного трафика эта нерациональность уже выходит на первый план.
4. Технология коммутации сообщений. Основные характеристики.
|
|
|
