Компьютерные сети аппаратные средства передачи данных

4. Аппаратные средства передачи данных

Основным элементом сети является физическая передающая среда. Она представлена тремя типами кабелей: витая пара проводов (телефонный кабель), коаксиальный кабель (телеантенна), оптоволоконный кабель и радиоволны (тарелка спутниковой связи).

Физическая передающая среда, специальное вспомогательное оборудование и программные средства образуют коммуникационную среду.

Для того, чтобы обеспечить прием-передачу цифровых данных между компьютером и коммуникационной средой используется специальное устройство – сетевой адаптер.

Для некоторой физической среды необходимо выполнять модуляцию и демодуляцию сигнала при приеме-передаче радиосигнала. Эту функцию выполняет модем.

При построении ряда компьютерных сетей экономят на каналах связи, коммутируя несколько внутренних каналов связи на один внешний за счет концентраторов (HUB).

В локальных сетях, где физическая передающая среда представляет собой кабель ограниченной длины, для увеличения протяженности сети используются специальные устройства – повторители.

Характеристики коммуникационной сети:

— скорость передачи данных по каналу связи (бит в секунду);

— пропускная способность канала связи (знак в секунду);

— достоверность передачи данных (ошибок/знак);

— надежность канала связи (среде время безотказной работы – час).

5. Архитектура компьютерных сетей. Понятие «Открытая система»

Архитектура компьютерной сети – это описание ее общей модели.

Организация взаимодействия между устройствами в сети является сложной задачей. Для решения этой задачи используется метод декомпозиции – разбиение одной системной задачи на несколько простых задач – модулей. При декомпозиции используют многоуровневый подход, имеющий иерархическую структуру.

OSI (Open System Interconnection) – это модель взаимодействия открытых систем. Она определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый модуль.

В модели OSI средства взаимодействия разделены на 7 уровней:

Приложение обращается с запросом к файловой службе. На основании этого запроса, на прикладном уровне формируется сообщение стандартного формата.

Сообщение состоит из заголовка и поля данных.

Заголовок содержит служебную информацию для компьютера–адресата.

Сообщение передается вниз по стеку представительного уровня, после чего сообщение передается ниже. Достигнув самого низкого уровня – сообщение передается по линии связи машине–адресату. При этом к сообщению добавляются заголовки всех семи уровней.

Поступив на машину–адресат, сообщение проходит вверх.

Каждый уровень анализирует и обрабатывает свой заголовок, а затем удаляет его и передает сообщение вышележащему уровню.

Процесс обмена данными между пользователями в модели OSI

7 – Прикладной уровень. С помощью специальных приложений пользователь создает документ (сообщение, рисунок и т.д.);

6 – Представительный уровень. Операционная система компьютера его фиксирует, где находятся созданные данные (в оперативной памяти, в файле на жестком диске и т.д.), и обеспечивает взаимодействие со следующим уровнем.

5 — Сеансовый уровень. Компьютер пользователя взаимодействует с локальной или глобальной сетью. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя на «выход в эфир» и передают документ к следующему уровню.

4 – Транспортный уровень. Документ преобразуется в ту форму, в которой положено передавать данные. Например, он может нарезаться на небольшие пакеты стандартного размера.

3 – Сетевой уровень. Определяет маршрут движения данных в сети. Например, если на транспортном уровне данные были «нарезаны» на пакеты, то на сетевом уровне каждый пакет должен получить адрес, по которому он должен быть доставлен.

2 – Канальный уровень (соединения). Происходит модулирование сигналов, а также обнаружение ошибок при передаче данных и их исправление. В компьютере эти функции выполняет сетевая карта или модем.

1 – Физический уровень. Происходит реальная передача данных в виде битов.

Восстановление документа на компьютере адресата произойдет постепенно, при переходе с нижнего на верхний уровень.

Источник

Аппаратные компоненты локальных компьютерных сетей

Любая компьютерная сеть представляет собой довольно слож­ный комплекс программных и аппаратных средств, осуществляю­щих связь компьютеров и других устройств между собой.

В основе аппаратной части локальной сети лежат стандарти­зованные компьютерные платформы различных классов — от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Ис­пользование тех или иных компьютерных платформ, а также про­чих аппаратных средств обосновывается набором задач, на реше­ние которых ориентирована создаваемая сеть.

Кроме того, к аппаратной составляющей компьютерной сети относятся кабельные системы линий связи и коммуникационное оборудование, позволяющее объединять отдельные сегменты се­ти и организовывать информационные потоки.

Сетевые адаптеры

Сетевой адаптер (Network Interface Card — NIC) — это пери­ферийное устройство компьютера. Именно сетевой адаптер непо­средственно взаимодействует со средой передачи данных, кото­рая прямо или через коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами.

В зависимости от технологии построения сети, с которой работает адаптер, они делятся на Ethernet-адаптеры, Token Ring-адаптеры, FDDI-адаптеры и т. д.

Как правило, сетевые адаптеры выполняются в виде отдель­ной платы, вставляемой в слоты расширения системной ши­ны компьютера. Плата сетевого адаптера обычно имеет также один или несколько внешних разъемов для подключения к ней кабеля сети.

К основным функциям сетевых адаптеров относятся:

• гальваническая развязка компьютера и кабеля локальной сети;
• кодирование и декодирование данных;
• опознавание принимаемых кадров (передача на компьютер только тех пакетов, которые адресованы данной рабочей станции);
• буферизация передаваемой и принимаемой информации в буферной памяти адаптера;
• организация доступа к сети в соответствии с принятым методом доступа к среде передачи данных.

Концентраторы

• с фиксированным количеством портов;
• как модульные устройства на основе шасси;
• со стековой конструкцией.

• прозрачный мост;
• маршрутизация по источнику.

Источник

20. Компьютерные сети, Аппаратные средства компью­терных сетей. Топология локальных сетей. Характерис­тики каналов (линий) связи.

Многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

1) Территориальная распространенность; 2) Ведомственная принадлежность;

3) Скорость передачи информации; 4) Тип среды передачи; 5) Топология;

6) Организация взаимодействия компьютеров.

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

Локальные — это сети, перекрывающие территорию не более 10 м2

Региональные — расположенные на территории города или области

Глобальные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети.

Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.

Государственные сети — сети, используемые в государственных структурах.

По скорости передачи: низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100 Мбит/с), высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);

По типу среды передачи:

проводные ; коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные ; беспроводные ;

с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Топологии компьютерных сетей

Линейная сеть. Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.

Кольцевая сеть Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.

Звездообразная сеть Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.

Общая шина В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной.

Одноранговые сети Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.

Иерархические сети При ее установке заранее выделяются один или несколько компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Такой компьютер называют сервером.

Под топологией понимается описание свойств сети, присущих всем ее гомоморфным преобразованиям, т.е. Таким изменениям внешнего вида сети, расстояний между ее элементами, их взаимного расположения, при которых не изменяется соотношение этих элементов между собой. Топология компьютерной сети во многом определяется способом соединения компьютеров друг с другом. Конфигурация лс делится на два основных класса: широковещательные и последовательные. В широковещательных конфигурациях каждый пк передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными пк (“общая шина”, “дерево”, “звезда с пассивным центром”). В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает информацию только одному пк (произвольная, иерархическая, “кольцо”, “цепочка”, “звезда с интеллектуальным центром”, “снежинка” и др.). Наиболее оптимальной с точки зрения надежности является полносвязная сеть, т.е. Сеть, в который каждый узел сети связан со всеми другими узлами, однако при большом числе узлов такая сеть требует большого количества каналов связи и труднореализуема из-за технических сложностей и высокой стоимости. Поэтому практически все сети являются неполносвязными. Хотя при заданном числе узлов в неполносвязной сети может существовать большое количество вариантов соединения узлов сети, на практике обычно используется три наиболее широко распространенные (базовые) топологии лвс: “звезда”, “общая шина” и “кольцо”: шинная, когда все узлы сети подключаются к одному незамкнутому каналу, обычно называемому шиной; кольцевая, когда все узлы сети подключаются к одному замкнутому кольцевому каналу.; звездообразная, когда все узлы сети подключаются к одному центральному узлу, называемому хостом или хабом. Сети могут быть также смешанной топологии (гибридные), когда отдельные части сети имеют разную топологию.

Источник