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.
12 Смотреть вопрос 7
это аббревиатура от английского Open System Interconnection, то есть модель взаимодействия открытых систем. Под открытыми системами можно понимать сетевое оборудование (компьютеры с сетевыми картами, коммутаторы, маршрутизаторы).
Сетевая модель OSI представляет собой схему работы для сетевых устройств. Также OSI играет роль в создании новых сетевых протоколов, так как служит эталоном взаимодействия.
OSI состоит из 7 блоков (уровней). Каждый блок выполняет свою уникальную роль в сетевом взаимодействии различных сетевых устройств.
7 уровней модели OSI: 1 — Физический, 2 — Канальный, 3 — Сетевой, 4 — Транспортный, 5 — Сеансовый, 6 — Представления, 7 — Приложений.
На каждом уровне модели есть собственный набор сетевых протоколов (стандартов передачи данных), с помощью которых устройства в сети обмениваются данными.
Запомните, чем сложнее сетевое устройство, тем больше возможностей оно предоставляет, но и больше уровней занимает, и как следствие – медленней работает.
14Методы передачи данных в компьютерных сетях.
При обмене данными между узлами сети используются три метода передачи данных:
· симплексная (однонаправленная) передача (телевидение, радио);
· полудуплексная (прием и передача информации осуществляются поочередно);
· дуплексная (двунаправленная), каждая станция одновременно передает и принимает данные.
Для передачи данных в сетях наиболее часто применяется последовательная передача. Широко используются следующие методы последовательной передачи: асинхронная и синхронная.
При асинхронной передаче каждый символ передается отдельной посылкой Стартовые биты предупреждают приемник о начале передачи. Затем передается символ. Для определения достоверности передачи используется бит четности (бит четности = 1, если количество единиц в символе нечетно, и 0 в противном случае. Последний бит «стопбит» сигнализирует об окончании передачи.
Преимущества: несложная отработанная система; недорогое (по сравнению с синхронным) интерфейсное оборудование.
Недостатки асинхронной передачи: третья часть пропускной способности теряется на передачу служебных битов (старт/стоповых и бита четности); невысокая скорость передачи по сравнению с синхронной; при множественной ошибке с помощью бита четности невозможно определить достоверность полученной информации.
Асинхронная передача используется в системах, где обмен данными происходит время от времени и не требуется высокая скорость передачи данных. Некоторые системы используют бит четности как символьный бит, а контроль информации выполняется на уровне протоколов обмена данными.
При использовании синхронного метода данные передаются блоками. Для синхронизации работы приемника и передатчика в начале блока передаются биты синхронизации. Затем передаются данные, код обнаружения ошибки и символ окончания передачи. При синхронной передаче данные могут передаваться и как символы, и как поток битов. В качестве кода обнаружения ошибки обычно используется циклический избыточный код обнаружения ошибок (CRC). Он вычисляется по содержимому поля данных и позволяет однозначно определить достоверность приятой информации.
Преимущества синхронного метода передачи информации: высокая эффективность передачи данных; высокие скорости передачи данных; надежный встроенный механизм обнаружения ошибок.
Недостатки: интерфейсное оборудование более сложное и соответственно более дорогое.