Аппаратные средства передачи данных

Основным элементом сети является физическая передающая среда. В большинстве случаев это провод, соединяющий компьютеры. В качестве физической передающей среды используется: витая пара (телефонный провод); коаксиальный кабель (телеантенна); радиоволны (тарелка спутниковой связи на крыше ОГУ); и др. Физическая передающая среда, специальное вспомогательное оборудование и программные средства образуют коммуникационную среду.

Чтобы обеспечить прием-передачу цифровых данных между компьютером и коммуникационной средой используется специальное устройство – сетевой адаптер. Для некоторой физической среды необходимо выполнят модуляцию и демодуляцию сигнала (подобно приему-передаче радиосигнала). Эту функцию выполняет модем.

Несколько каналов ЛВС могут передавать и принимать данные из одного внешнего. Для такой коммутации предусмотрено другое устройство - концентратор (Hub). Для промежуточного усиления сигнала в сетях большой протяженности используют повторители.

В целом коммуникационная среда характеризуется:

- скоростью передачи данных (бит в секунду);

- пропускной способностью канала связи (знак в секунду);

- Достоверностью передачи данных (ошибок/знак);

- надежностью канала связи (среднее время безотказной работы – час).

13.3 Архитектура компьютерных сетей. Понятие “открытая система”

Архитектура компьютерной сети – 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. Процедура декомпозиции включает в себя четкое определение функции каждого модуля, решающего отдельную задачу и интерфейсов (связей) между ними. При декомпозиции используют многоуровневый подход. Все множество модулей разбивают на уровни, которые образует иерархическую структуру.

Каждый уровень взаимодействует с одноименным уровнем другого узла по определенным правилам.

Формирование правила, определяющие действие двух уровней разных узлов называется протоколом.

Правила, определяющие взаимодействие двух уровней одного узла называется интерфейсом.

Модель OSI

Для стандартизации протоколов разработана модель взаимодействия открытых систем – OSI (Open System Interconnection). Модель OSI 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:

- прикладной;

- представительный;

- сеансовый;

- транспортный;

- сетевой;

- канальный;

- физический.

Каждый уровень определяет один аспект взаимодействия сетевых устройств.

Принцип работы:

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.

7- Прикладной уровень – набор протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам (т.е. доступным нескольким пользователям), файлам, принтерам, Web-страницам.

6- Представительный уровень – обеспечивает представление данных в кодах и форматах принятых в данной системе.

5- Сеансовый уровень – реализует установление и поддержку сеанса связи между двумя абонентами через сеть.

4- Транспортный уровень – установление логических каналов между процессами и сетью.

3- Сетевой уровень – отвечает за маршрутизацию пакетов, связь между сетями.

2- Канальный уровень – обеспечивает управление потоком данных в виде кадров, а также обнаружение ошибок при передаче данных и их исправление.

1- Физический уровень – реализует передачу битов по физической передающей среде.