Взаимодействие устройств архитектура физического уровня и топологии сетей

Взаимодействие устройств архитектура физического уровня и топологии сетей

2.1. Схемы взаимодействия устройств.

Симплексная . Обеспечивает одностороннюю передачу (только в одном направлении). Связь двухпроводная (телерадиовещание).

2.2. Архитектура физического уровня.

Точка — точка . Два взаимодействующих устройства разделяют одну связь. Она может быть симплексной или полудуплексной.

На базе этих двух архитектур строятся другие топологии, являющиеся вариацией 2-х базовых архитектур.

На базе 3 основных топологий строится более сложная топология — дерево или сетка.

Логическое кольцо — информация передается последовательно от узла к узлу. Каждый узел принимает кадры только от предыдущего и посылает только последующему узлу по кольцу. Узел транслирует дальше по сети все кадры, а обрабатывает только адресуемые ему. Реализуется на физическом кольце или на звезде с кольцом внутри концентратора. Современный подход к построению высокопроизводительных сетей переносит большую часть функций на центральные сетевые устройства (концентраторы). При этом можно говорить о логической звезде.
Реализация логического кольца на физической звезде.

• вероятностными;
• детерминированными;

• доступ с передачей маркера
• поллинг (опрос готовности) узлов на передачу

2.4. Технология передачи данных.

• частота — представляет собой последовательность переходов, составляющих один цикл (средняя точка, верхний экстремум, средняя точка, нижний экстремум, средняя точка). Количество таких циклов за одну секунду называется частотой синусоидальной волны. Измеряется в циклах за секунду или в герцах.
• амплитуда — представляет собой относительное расстояние между экстремумами волны.
• фаза отдельно взятой синусоидальной волны измеряется относительно другой синусоидальной волны (опорной) и выражается как угловой сдвиг между этими двумя волнами. Выражение «две синусоидальные волны сдвинуты по фазе на 180 градусов» означает, что в один и тот же момент одна из волн достигает максимального экстремума, а другая — минимального.

полярное кодирование . Основано на использовании дискретных состояний канала связи для передачи по нему информации. Эти дискретные состояния обычно представлены как некие импульсы (как правило, напряжения) и носят название прямоугольной волны. Разработано множество схем представления цифровых сигналов или цифрового кодирования. Цифровая единица представлена напряжением +12V, а цифровой ноль — напряжением -12V.

Для передачи данных, особенно по телефонным линиям, применяется переменный ток. Непрерывный сигнал на частоте от 1000 до 2000Гц называется синусоидальной несущей частотой.
Амплитуда, частота, фаза несущей могут изменяться (модулироваться) для передачи информации.
При амплитудной модуляции используются 2 разные амплитуды сигнала, соответствующие значениям 0 и 1 (рис. Б. Амплитуда либо нулевая, либо ненулевая).
При частотной модуляции для передачи цифрового сигнала используется несколько различных частот (рис. В).
При простейшей фазовой модуляции применяется сдвиг фазы несущей частоты на 180 градусов через определенные интервалы времени (рис. Г). Два состояния кодируются наличием либо отсутствием фазового сдвига на границе каждого бита.
Устройство, принимающее последовательный поток битов, и преобразующее его в выходной сигнал, модулируемый одним или несколькими из приведенных способов, а также выполняющее обратные преобразования называется модемом. Устанавливается между цифровым компьютером и аналоговой телефонной линией. Все хорошие модемы используют комбинированные методы модуляции сигналов для передачи максимального количества бит.

2.5. Сравнение широкополосной и узкополосной передачи сигналов.

Телефонная линия — широкополосная линия связи.
Линия T1 — узкополосной канал.
Соответственно и передаваемая информация может быть и аналоговой и цифровой.
Выделяют 2 типа оборудования:
DTE — терминальное оборудование.
DCE — телекоммуникационное оборудование.
DTE генерирует информацию в форме данных, которые могут быть переданы по каналу связи. Она может быть цифровой и аналоговой.
DCE получает данные от DTE в его формате и преобразовывает их в формат, совместимый с существующим каналом связи.
Схема кодирования:

На рисунке представлена матрица из 4-х элементов. Столбцы определяют природу линий связи, а строки — вид информации, генерируемый устройством DTE.
I квадрант. Информация в аналоговой форме должна быть передана через широкополосной канал (речь, передаваемая по телефонной линии (звуковой сигнал (DTE) -> микрофон (DCE) -> аналоговый сигнал)).
II квадрант. Цифровая информация должна быть передана по аналоговому каналу. Схема преобразования: ПК (DTE) -> модем (DCE) -> аналоговый канал.
III квадрант. Поток аналоговой информации должен быть передан через цифровой канал. Видеоинформация (DTE) -> кодек (DCE) -> цифровая линия T1.
IV квадрант. Цифровая информация должна быть передана по цифровой линии. Выполняется преобразование схемы кодирования сигнала, используемого DTE, в схему, используемую линией связи.
Например, RS-232 (COM порт) использует полярную схему кодирования сигналов, а канал связи использует кодирование BPRZ, отличающееся от предыдущего. DCE, осуществляющий это преобразование называется модулем обслуживания канала и данных (CSU/DSU).
Оборудование DCE играет важную роль в реализации физического уровня. Используя различные типы функций DCE, любая информация (аналоговая или цифровая) может быть приведена в форму, совместимую с любым каналом связи (узкополосным или широкополосным).

Если у вас есть программы, предложения или замечания — пишите: chemisk@mail.ru

Источник

Архитектура физического уровня

Физический уровень является самым нижним уровнем эталонной модели ОSI и обеспечивает физическую и электрическую связь на участке абонентского доступа и в транспортной сети между узлами коммутации.

Основными топологиями физического уровня являются “точка-точка” и “точка-многоточие”. В первом варианте (рис. 3.1, а) два взаимодействующих устройства составляют одну связь. Эта связь может быть дуплексной, симплексной и полудуплексной. При дуплексной передаче обе стороны могут передавать и принимать данные когда угодно и даже делать это одновременно.

Рис. 3.1. Основные топологии физического уровня: а) “точка-точка”; б) “точка-многоточка”

При симплексной передаче одно из устройств может только передавать данные, а второе только принимать. Направление передачи никогда не может измениться. Примером может служить вещательное телевидение. При полудуплексной передаче любое из устройств может быть как передатчиком, так и приемником, но никогда не может находиться в обоих состояниях одновременно. Примером может быть локальная вычислительная сеть (ЛВС) стандарта Ethernet. В такой системе передача в одном направлении должна быть завершена, прежде чем может начаться передача в другом направлении. Вариант “точка-многоточка” (point-to-point) обеспечивает взаимодействие станции с несколькими другими аналогичными станциями (рис. 3.1, б). Применяется в профессиональной сети радиосвязи (например, в сети стандарта “TETRA”).

На рис. 3.2, а), b), c), d) приведены другие топологии физического уровня (“кольцо”, “звезда”, “шина” и “точка-точка” параллельно по нескольким каналам), которые являются вариантами приведённых основных топологий. Возможно два варианта передачи данных между двумя станциями по нескольким каналам связи (рис. 3.2, d). В первом случае один канал является основным, а второй – резервным (в горячем резерве). В этом случае передача всех данных осуществляется по основному каналу, а при его неисправности по резервному. Во втором случае производится передача параллельно по двум каналам либо одних и тех же данных, либо с разделением нагрузки (часть данных станции передаётся по одному каналу, а часть по-другому). Это обеспечивает более высокую скорость передачи. В случае передачи с разделением нагрузки при неисправности одного из каналов все данные станции передаются по оставшемуся каналу.

Рис. 3.2. Топологии физического уровня: а) “кольцо”, “б) звезда”, c)“шина” и d)“точка-точка”

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

Физический уровень сети пакетной коммутаци

2. Физический уровень сети пакетной коммутации

Физический уровень является самым
нижним уровнем эталонной модели
ОSI и обеспечивает физическую и
электрическую связь на участке
абонентского
доступа
и
в
транспортной сети между узлами
коммутации.
2

3. Основными топологиями физического уровня являются “точка-точка”( рис. А) и “точка-многоточие”(рис. Б).

4.

Связь может быть дуплексной,
симплексной и полудуплексной.
При
дуплексной
передаче
обе
стороны
могут
передавать
и
принимать данные когда угодно и
даже делать это одновременно.
4

5.

При симплексной передаче одно из
устройств может только передавать
данные, а второе только принимать.
При полудуплексной передаче любое
из устройств может быть как
передатчиком, так и приемником, но
никогда не может находиться в обоих
состояниях одновременно.
5

6. Понятие компьютерной сети

Компьютерная сеть – это совокупность
компьютеров и телекоммуникационных средств,
обеспечивающих информационный обмен между
компьютерами.
Телекоммуникационные средства
каналы или линии связи;
коммутирующее оборудование;
ретрансляторы;
преобразователи сигналов;
другие элементы и устройства;
6

7. Основные преимущества

8.

Топология
(конфигурация)
– это
способ соединения компьютеров в
сеть.
Тип топологии определяет стоимость,
защищенность, производительность и
надежность эксплуатации рабочих
станций, для которых имеет значение
время обращения к файловому
серверу.
8

9. выделено два основных класса топологий: широковещательные и последовательные.

выделено
топологий:
два
основных
класса
широковещательные
и
последовательные.
В широковещательных топологиях ПК
передает сигналы, которые могут
быть восприняты остальными ПК. К
таким
топологиям
относятся
топологии: общая шина, дерево,
звезда.
9

10.

В
последовательных
топологиях
информация
передается
только
одному
ПК.
Примерами
таких
топологий являются: произвольная
(произвольное
соединение
ПК),
кольцо, цепочка.
10

11. Топология сети

12. Виды компьютеров по характеру использования в сети

13. ПСЕВДОСЕТЬ

14. ОДНОРАНГОВАЯ СЕТЬ

Ethernet – на шинную топологию;
TokenRing – на кольцевую топологию;
ArcNet – на звездную топологию.
14

15. Технология Клиент-Сервер

16. ЗВЕЗДА

Достоинства
высокая скорость
передачи данных
повреждение
кабеля не
сказывается на
работе всей сети
Недостатки
мощность всей сети
зависит от
возможностей
сервера
16

17. КОЛЬЦО

Достоинства
нет ограничений на
длину всей сети
затрудняется
несанкционированный доступ к сети
Недостатки
выход из строя
любой станции
приводит к отказу
всей сети
нагружен один
канал
17

18. ШИНА

Достоинства
небольшие потребности
кабеля;
простота подключения
новых рабочих станций;
рабочие станции могут
осуществлять коммутацию между собой без
участия сервера
Недостатки
при обрыве кабеля из
строя выходит весь
участок сети, находящийся далее места
обрыва;
опасность несанкционированного подключения
к сети.
18

19. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Сервер
Рабочие станции
Сетевые карты
Кабели
• Витая пара
• Коаксиальный кабель
• Оптоволоконный кабель
19

20. Модем

21. ГЛОБАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

22. Каналы связи в глобальных сетях

телефонная сеть общего пользования;
выделенные телефонные линии связи;
специальные сети передачи данных;
сеть абонентского телеграфа;
линии связи на оптоволоконных кабелях;
сотовая связь;
радиосвязь;
спутниковая связь.
22

23. Наземные многоузловые сети

24. Наземные многоузловые сети

Достоинства
использование ранее
проложенных каналов
связи;
Возможность применения
на разных участках сети
различных физических
сред, скоростей передачи
данных, способов
коммутации;
Выбор путей передачи
сообщений.
Недостатки
сложность прокладки магистралей в труднодоступных
местах;
невозможность
связи с
движущимися
абонентами.
24

25. Спутниковая глобальная радиосеть

26. Спутниковая глобальная радиосеть

Достоинства
Недостатки
можно организовать несколько высокоскоростных
сетей на разных радиочастотах, работающих параллельно и не мешающих друг
другу;
связь с движущимися
абонентами;
недорого проложить каналы
связи в труднодоступных
местах.
высокая
стоимость
реализации
26

27. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КС

Клиент – программа, установленная на компьютере
пользователя (клиента)
• направляет запрос
• получает информацию
• позволяет просматривать документы
Сервер – программа (установленная на
компьютере-сервере), управляющая доступом к
документам
• выдает информацию по запросу клиента
Услуги, предоставляемые программой-сервером
принято называть службами
27

28. Задания для выполнения

1. необходимо зафиксировать конспект
2. Зарисовать схемы топологий сетей, клиент
сервер.
3. Результат
выполнения
прислать
в
рукописном
виде(фото)
на
почту
указанную
на
сайте!
В
письме
обязательно
должна
быть
ваша
фамилия и группа.
4. Срок выполнения ДО 7.11.2021
28

Источник