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

Komunikacja przy pomocy komputera.

Przesyłanie sygnałów

Standardy telekomunikacyjne.

Sieci pakietowe: informacja wędruje w porcjach po kilka kilobajtów, zaopatrzonych w adres docelowego urządzenia.

Szybkość przesyłania sygnałów:

• stare linie telefoniczne, komutowane (multipleksowane) ok. 4 kHz/kanał, modemy 9600 bit/sek - do megabitów, zależnie od linii, połaczenia dial-up.
• ISDN – Integrated Services Digital Network, standard cyfrowej linii telefonicznej, na liniach telefonicznych.
• cyfrowe linie dedykowane DSL (Digital Subscriber Line), szerokopasmowy dostępu do Internetu, prędkości powyżej 128 kb/s;
• ADSL, wersja Asynchroniczna DSL, ma prędkość wysyłania danych poniżej 1 Mb/s, niższą od prędkości odbierania, która może być rzędu 8 Mb/s.
• szybka łączność lokalna, Ethernet, kable to skrętka, różne kable ekranowane 10-100-1000 MHz,
• światłowody > GHz; setki kanałów TV

Przesyłanie bezprzewodowe:

• Bluetooth - mały zasięg (kilka metrów), Bluetooth 1 do 328 kb/s, Bluetooth 2.0 do 2 Mb/s, pomiędzy komputerem a klawiaturą, telefonem komórkowy itd.
• WiFi - radiowo na 2.4 GHz i 5 GHz, standard 802.11b to 11 Mb/s, 802.11g to 54 Mb/s, lub na dwóch kanałach 108 Mb/s, standard 802.11n to 108 Mb/s, bliski zasięg (<50 m).
• WiMAX, na 3.6-3.8 GHz, szybkość 4-75 Mb/s ale zasięg do 10-30 km, umożliwia dostęp do Interentu, oferuje Netia i Era w niektórych miastach.

Komunikacja z drugim komputerem

Przesyłanie zbiorów i korzystanie z wspólnych urządzeń.

Komunikacja poprzez złącze szeregowe: do 15 m, do 115 Kb, zanika.
Złącze równoległe (Centronics) 3 razy szybsze, już mało stosowane.
Złącze USB do 480 Mbitów/sek, ale wymagany specjalny kabel.
Złacze szeregowe Firewire 400 Mb/s, jeśli je mamy, łatwo łączy dwa komputery. Kable sieciowe (muszą być skrosowane), lub przez LAN lub WiFi.

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.
Internet szerokopasmowy (broadband), np: Neostrada (ADSL), usługa TPSA - od 0.25 do 6Mb/s ściąganie i 0.1-0.5 Mb/s wysyłanie.
Internet bezprzewodowy w technologiach GPRS/EDGE/UMTS/HSDPA i HSUPA, wykorzystuje sieci telefonii komórkowej GSM i UMTS.
Np. usługa Blueconnect operatorów telefonii komórkowej.
TV na żądanie w rozdzielczości HD wymaga 20 Mb/s.

Inne:

• Najprościej: modem + linia telefoniczna, wolne połaczenia (56 Kb/s), darmowe lokalne numery dostępu TP SA i innych ISP; głownie przez telefony komórkowe.
• SDI (szybki dostęp do internetu) oferowany przez TP SA, do 115 Kb/sek przez sieć Polpak-T, wysoka opłata instalacyjna.
• ISDN - do 128 Kb/s, lokalne sieci LAN w budynkach.
• Stały dostęp przez telewizję kablową - w kilku miejscach w Polsce, również w Toruniu.
• PLC - przyłączanie przez sieć energetyczną; szybkości rzędu 2.5 Mbps, urządzenia dostępne również do małych sieci domowych (do 16 urządzeń).
• 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.

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 obejmują: *. 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 i więcej - modemy DSL i xDSL (wymagane są nowoczesne centralki);
• >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, lekarzy w szpitalu do informacji o pacjencie.

Integracja tradycyjnej telefonii z Internetem.
Wiele programów pozwala używać Interentu zamieniając głos na pakiety.
Najbardziej rozpowszechniony (ponad 200 mln użytkowników): Skype, pozwala na konferencje, wideorozmowy, tanie rozmowy na zwykłe numery komórkowe i stacjonarne (SkypeOut).
Komunikatory internetowe.

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, NASK
Serwer 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