Мультимедийные сети

Начальные сведения, классификация сетей

Мультимедиа (от лат. multum — много + media — средства) — комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих пользователю работать в диалоговом режиме с разнородными данными (графика, текст, звук, видео), организованными в виде единой информационной среды.

Например, в одном объекте-контейнере может содержаться текстовая, аудиальная, графическая и видеоинформация, а также, возможно, способ интерактивного взаимодействия с ней.

Мультимедиа могут быть грубо классифицированы как линейные и нелинейные.

Аналогом линейного способа представления может являться кино. Человек, просматривающий данный документ, никаким образом не может повлиять на его вывод.

Нелинейный способ представления информации позволяет человеку участвовать в выводе информации, взаимодействуя каким-либо образом со средством отображения мультимедийных данных. Участие человека в данном процессе называется интерактивностью. Такой способ взаимодействия человека и компьютера наиболее полным образом представлен в категориях компьютерных игр. Нелинейный способ представления мультимедийных данных иногда называется «гипермедиа».

В качестве примера линейного и нелинейного способа представления информации можно рассматривать такую ситуацию, как проведение презентации. Если презентация была записана на пленку и показывается аудитории, то при этом способе донесения информации просматривающие данную презентацию не имеют возможности влиять на докладчика. В случае же живой презентации аудитория имеет возможность задавать докладчику вопросы и взаимодействовать с ним прочим образом, что позволяет докладчику отходить от темы презентации, например поясняя некоторые термины или более подробно освещая спорные части доклада. Таким образом, живая презентация может быть представлена как нелинейный (интерактивный) способ подачи информации.

Мультимедийные презентации могут быть проведены человеком на сцене, показаны через проектор или на другом локальном устройстве воспроизведения. Широковещательная трансляция презентации может быть как «живой», так и предварительно записанной. Широковещательная трансляция или запись могут быть основаны на аналоговых или электронных технологиях хранения и передачи информации. Стоит отметить, что мультимедиа в онлайн могут быть либо скачаны на компьютер пользователя и затем произведены каким-либо образом, либо воспроизведены напрямую из Интернета при помощи технологий потоковой передачи данных. Мультимедиа, воспроизводимые при помощи технологий потоковой передачи данных, могут быть как «живые», так и предоставляемые по требованию.

Мультимедийные игры — такие игры, в которых игрок взаимодействует с виртуальной средой, построенной компьютером. Состояние виртуальной среды передается игроку при помощи различных способов передачи информации (аудиальный, визуальный, тактильный). В настоящее время все игры на компьютере или игровой приставке относятся к мультимедийным играм. В игры такого типа можно играть как в одиночку на локальном компьютере или приставке, так и с другими игроками через локальную или глобальную сети.

Различные форматы мультимедиа-данных возможно использовать для упрощения восприятия информации потребителем, например предоставить информацию не только в текстовом виде, но и проиллюстрировать ее аудиоданными или видеоклипом. Таким же образом современное искусство может представлять повседневные, обыденные вещи в новом виде.

Различные формы предоставления информации делают возможным интерактивное взаимодействие потребителя с информацией. Онлайн-мультимедиа все в большей степени становятся объектно-ориентированными, позволяя потребителю работать над информацией, не обладая специфическими знаниями. Например, для того чтобы выложить видео на YouTube, пользователю не требуются знания по редактированию видео, кодированию и сжатию информации, по устройству веб-серверов. Пользователь просто выбирает локальный файл, и тысячи других пользователей видеосервиса имеют возможность просмотреть новый видеоролик.

В свою очередь, компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) является системой связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления — как правило, различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.

По назначению среди компьютерных сетей различают вычислительные, информационные и смешанные:

• • вычислительные предназначены главным образом для решения заданий пользователей по обмену данными между их абонентами;
• • информационные ориентированы в основном на предоставление информационных услуг пользователям.
• • смешанные совмещают функции первых двух.

Для классификации компьютерных сетей из существующего многообразия признаков выделяют такие, которые обеспечивать данной классификационной схеме следующие обязательные качества:

• • возможность классификации всех, как существующих, так и перспективных, компьютерных сетей;
• • дифференциацию существенно разных сетей;
• • однозначность классификации любой компьютерной сети;
• • наглядность, простоту и практическую целесообразность классификационной схемы.

В основном компьютерные сети классифицируют по признакам структурной и функциональной организации. По территориальной распространенности различают следующие решения:

• • CAN (Controller Area Network — сеть контроллеров) — стандарт промышленной сети, ориентированный прежде всего на объединение в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков;
• • LAN (Local Area Network) — локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку — около шести миль (10 км) в радиусе. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью;
• • MAN (Metropolitan Area Network) — городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей;
• • WAN (Wide Area Network) — глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN — сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей;
• • PAN (Personal Area Network) — персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.

Термин «корпоративная сеть» также используется для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

Сети различаются также:

• 1) по типу функционального взаимодействия, в частности:
  • • клиент-сервер;
  • • смешанная сеть;
  • • одноранговая сеть;
  • • многоранговые сети;
• 2) по типу сетевой топологии:
  • • шина;
  • • кольцо;
  • • двойное кольцо;
  • • звезда;
  • • ячеистая топология;
  • • решетка;
  • • дерево;
  • • Fat Tree;
• 3) по типу среды передачи:
  • • проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель);
  • • беспроводные (передача информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне);
• 4) по функциональному назначению:
  • • сети хранения данных;
  • • серверные фермы;
  • • сети управления процессом;
  • • сети SOHO и Домовая сеть;
• 5) по скорости передачи:
  • • низкоскоростные (до 10 Мбит/с);
  • • среднескоростные (до 100 Мбит/с);
  • • высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);
• 6) по сетевым ОС:
  • • на основе Windows;
  • • на основе UNIX;
  • • на основе NetWare;
  • • смешанные;
• 7) по необходимости поддержания постоянного соединения:
  • • пакетная сеть, например Фидонет и UUCP;
  • • онлайновая сеть, например Интернет и GSM.

Протокол передачи данных — набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программами. Эти соглашения задают единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок при взаимодействии программного обеспечения разнесенной в пространстве аппаратуры, соединенной тем или иным интерфейсом.

Стандартизированный протокол передачи данных также позволяет разрабатывать интерфейсы (уже на физическом уровне), не привязанные к конкретной аппаратной платформе и производителю (например, USB, Bluetooth).

Сетевой протокол — набор правил и действий (очередности действий), позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включенными в сеть устройствами.

Разные протоколы зачастую описывают лишь разные стороны одного типа связи; взятые вместе, они образуют стек протоколов. Названия «протокол» и «стек протоколов» также указывают на программное обеспечение, которым реализуется протокол.

Новые протоколы для Интернета определяются IETF, а прочие протоколы — IEEE или ISO. ITU-T занимается телекоммуникационными протоколами и форматами.

Наиболее распространенной системой классификации сетевых протоколов является так называемая модель OSI, в соответствии с которой протоколы делятся на 7 уровней по своему назначению — от физического (формирование и распознавание электрических или других сигналов) до прикладного (интерфейс программирования приложений для передачи информации приложениями).

Сетевые протоколы предписывают правила работы компьютерам, подключенным к сети. Они строятся по многоуровневому принципу. Протокол некоторого уровня определяет одно из технических правил связи. В настоящее время для сетевых протоколов используется модель OSI (Open System Interconnection — взаимодействие открытых систем, ВОС).

Модель OSI — это 7-уровневая логическая модель работы сети, которая реализуется группой протоколов и правил связи, организованных в несколько уровней:

• • на физическом уровне определяются физические (механические, электрические, оптические) характеристики линий связи;
• • на канальном уровне определяются правила использования физического уровня узлами сети;
• • сетевой уровень отвечает за адресацию и доставку сообщений;
• • транспортный уровень контролирует очередность прохождения компонентов сообщения;
• • задача сеансового уровня — координация связи между двумя прикладными программами, работающими на разных рабочих станциях;
• • уровень представления служит для преобразования данных из внутреннего формата компьютера в формат передачи;
• • прикладной уровень является пограничным между прикладной программой и другими уровнями — обеспечивает удобный интерфейс связи сетевых программ пользователя.

Стек протоколов TCP/IP — это два протокола нижнего уровня, являющиеся основой связи в сети Интернет. Протокол TCP (Transmission Control Protocol) разбивает передаваемую информацию на порции и нумерует все порции. С помощью протокола IP (Internet Protocol) все части передаются получателю. Далее с помощью протокола TCP проверяется, все ли части получены. При получении всех порций TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.