pro návrat na domovskou stránku klikni
tiráž článku
Vyšlo v týdeníku CHIPweek č. 49/96, 3. prosince 1996
Modul: Přenosové techniky>
v rámci seriálu Principy počítačových sítí
díl/část č.: 1

předchozí část  |  první část  |  další část
Rok: 1996
Měsíc: 49
Den: 01
sdílení a tisk
související články

Úvod

Fyzikální podstata a reálné obvodové vlastnosti nejrůznějších přenosových cest do značné míry předurčují jejich možné využití pro potřeby přenosu - zejména pokud jde o celkovou přenosovou kapacitu, možný charakter přenosu apod. Velmi ovšem záleží i na tom, jakým konkrétním způsobem bude daná přenosová cesta či soustava přenosových cest k přenosu využívána, neboli jaké přenosové techniky budou použity. Právě této problematice bude věnován dnes začínající modul.

Při studiu nejrůznějších otázek z oblasti počítačových sítí a datových přenosů je velmi důležité správně rozlišovat mezi tím, co je dáno vlastnostmi konkrétní přenosové cesty a co je dáno způsobem, jakým se tato přenosová cesta využívá, neboli použitou přenosovou technikou. Rozdíl mezi těmito dvěma aspekty se nám asi nejzřetelněji projeví v okamžiku, kdy si uvědomíme co je v našich silách ovlivnit a co nikoli: vlastnosti přenosových cest jsou většinou pevně dány již při jejich výrobě (či zřízení, ustavení atd.), jsou určeny jejich konstrukcí, fyzikálním principem či použitými technologiemi (resp. kombinací těchto faktorů), a většinou je nelze nějak významněji měnit. Naproti tomu způsob využití, neboli použitá přenosová technika, většinou měnit jde. V souvislosti s tím by pak mělo být zřejmé i tom, že některé způsoby využití - tj. některé přenosové techniky - mohou být vhodné či alespoň použitelné pro určité přenosové cesty, a pro jiné nemusí vůbec připadat v úvahu, či být alespoň nepříliš vhodné.

Simplex, duplex a poloduplex

Ilustrativním příkladem, na kterém lze dobře dokumentovat rozdíl mezi vlastnostmi přenosové cesty a použitými přenosovými technikami, je tzv. simplexní, poloduplexní a plně duplexní přenos.

O simplexním přenosu (simplexní technice přenosu) se mluví tam, kde k přenosu dochází jen v jednom směru, a nikoli ve směru druhém. Tak je tomu například u většiny optických přenosů, které svou fyzikální podstatou nic jiného neumožňují (a obousměrné optické přenosy proto vyžadují dvě samostatné přenosové cesty, po jedné v každém směru). Jiným příkladem simplexních přenosů může být televizní vysílání, či teletext (chceme-li, aby to mělo alespoň trochu datových charakter). Důležité je ovšem uvědomit si, že to není vynuceno vlastnostmi elektromagnetických vln, ale konkrétním způsobem jejich využití pro potřeby distribuce televizního signálu.

Poloduplexní přenos je pak takový, který může probíhat v jednom nebo druhém směru, ale nikdy ne současně. Tedy stejně, jako třeba provoz vlaků po jednokolejné železniční trati - vlaky zde mohou jezdit oběma směry, ale běda kdyby tak chtěly učinit současně. Konečně plně duplexní přenos je takový, který může probíhat v obou směrech, a to i současně.

Co ovlivňuje přenosové techniky

Jak jsme si již naznačili výše, výběr přenosových technik, které v konkrétních situacích připadají v úvahu, je v drtivé většině případů determinován vlastnostmi existujících přenosových cest. Opět jeden konkrétní příklad z praxe: dnes budované rozvody kabelové televize mohou být koncipovány tak, aby v principu připouštěly i obousměrný provoz (a bude je tedy možné využít pro různé interaktivní nadstavbové služby, či například pro přístup k Internetu z domácností). Nebo mohou být budovány takovým způsobem, že nic takového nepřipouštějí - resp. tak, že umožňují pouze jednosměrnou distribuci signálu, neboli čistě simplexní provoz.

Na druhé straně je ale vhodné si uvědomit, že volba přenosových technik bývá významně ovlivněna i požadavky uživatelů, resp. charakterem a povahou účelů, ke kterým slouží. Mnohdy pak může dojít i k tomu, že potenciální možnosti konkrétních přenosových cest nejsou všechny důsledně „zužitkovávány" - například i po dvoukolejném úseku železniční trati mohou vlaky jezdit i poloduplexním způsobem, při kterém se nikdy nemíjí dva protijedoucí vlaky.

Zajímavý ilustrativní příklad lze najít i v oblasti počítačových sítí. Například protokoly IPX/SPX, používané v sítích Novell NetWare, jsou svým založením dosti „bázlivé": když odešlou nějaký blok dat (paket), čekají nejprve na potvrzení o jeho úspěšném doručení, a teprve pak jsou ochotny odeslat další datový blok. Výsledný provoz pak má vysloveně poloduplexní charakter. Naproti tomu protokoly TCP/IP přistupují k přenosům poněkud velkoryseji, a vysílají bloky dat i „do foroty", bez toho že by měly potvrzen úspěšný příjem dříve odeslaných bloků (paketů). Příslušná potvrzení jim mohou přicházet až dodatečně, neboli s určitým zpožděním a v době, kdy jedním směrem už právě „proudí" další data - takže výsledný přenos již nemusí mít jen čistě poloduplexní charakter, ale může být místy i plně duplexní.

Přenosové techniky světa spojů a světa počítačů

Celkově je ale vhodné si uvědomit, že právě naznačené chování protokolů TCP/IP je spíše výjimkou než pravidlem, a že většina „počítačových přenosů" má spíše nárazovitý charakter, který je svou povahou pouze poloduplexní, a nikoli plně duplexní. Platí to zejména pro takové aplikace, jakými jsou elektronická pošta, přenos souborů či vzdálené přihlašování - které třeba delší dobu nepotřebují přenést vůbec nic, a pak v krátkém časovém úseku vznáší dosti vysoké požadavky na přenos. Naproti tomu přenosy živého zvuku či obrazu, používané ve „světě spojů" i v multimediálních aplikacích, vykazují mnohem větší rovnoměrnost ve svých požadavcích na přenosové služby.

Historicky proto vznikly dvě hlavní skupiny přenosových technik, usilující vyjít vstříc těmto dosti odlišným požadavkům - přenosové techniky fungující na principu přepojování okruhů, schopné garantovat trvale dostupnou přenosovou kapacitu a vyhovující multimediálním přenosů, a pak přenosové techniky založené na principu přepojování paketů, vyhovující zase nárazovosti „klasických" počítačových služeb typu přenosu souborů.

O všech těchto technikách si v právě začínajícím modulu budeme povídat podrobněji - v této úvodní kapitole snad jen jednu důležitou poznámku: přenosové techniky jsou záležitostí, která se může týkat různých vrstev vrstevnatých modelů. Například výše uvedené techniky na bázi přepojování paketů historicky vznikly na úrovni síťové vrstvy (třetí odspodu v hierarchii RM ISO/OSI), a v průběhu dalšího vývoje zčásti pronikly i do vrstvy bezprostředně nižší (jako tzv. přepojování rámců a přepojování buněk). Jinými příkladem mohou být různé techniky tzv. multiplexování, týkající se rozdělení jedné přenosové cesty na více relativně samostatných přenosových kanálů, resp. jejich využití pro potřeby přenosu dat od různých příjemců k různým odesilatelům. Takovéto přenosové techniky pak obvykle patří do nejnižší, fyzické přenosové vrstvy. Ale o tom si podrobněji popovídáme v dalších dílech tohoto modulu.


© Jiří Peterka, 2011, profil na Google+