Уровни теоретической модели сети.
1. Физический уровень. -отвечает за передачу битов с одного ПК на другой.
Физ. уровень взаимодействует с физ. соединением, сетью а так же с передачей и приемов сигналов. Этот уровень определяет физические и электрические детали, например: как представляется 1,0, сколько контактов должен иметь сетевой разъем, как синхронизируются данные и когда сетевой адаптер может или не может передавать инфу.
С физическим уровнем ассоциируется пассивные концентраторы, простые активные концентраторы, устройства связи, кабель и кабельная сеть, разъемы, трансиверы, трансмиттеры, мультиплексоры, ресиверы.
Трансивер – передает инфу.
Трансмиттер – получает инфу.
Мультиплексор – помогает делать из одного соединения много. Предназначен для соединения сетей.
Ресивер – получатель инфы.
На физ. уровне определяются сведущие элементы:
1. Типы сетевых соединений, включая многоточечные, двухточечные соединения.
2. Физ. топология (схема сети).
3. Аналоговая, цифровая передача сигнала.
4. Синхронизация битов, между отправителем и получателем.
5. Передача в основной полосе частот Base band и широкополосная передача Broad bend. Различные методы использования полосы пропускания среды передачи данных.
6. Мультиплексирование- комбинирование нескольких каналов передачи данных в один.
2. Канальный уровень- обеспечивает передачу потока данных по одному каналу от одного устройства к другому. Он принимает пакеты от сетевого уровня, оформляет инфу в единицы данных, которая называется кадрами. И предоставляет их физ. уровню для передачи.
Канальный уровень добавляет к передаваемым данным управляющую инфу: тип кадра, сведения о маршрутизации и сегментации. Этот уровень обеспечивает коррекцию ошибок при передачи кадров от одного ПК к другому.
Добавляемая к кадру данных циклическая контрольная сумма помогает выявить испорченные кадры, и канальный уровень получателя может дополнительно запросить такой кадр. Кроме того, канальный уровень способен выявить потерю кадров и потребовать их повторной передачи.
Устройства, ассоциируемые с канальным уровнем.
1. Мосты,
2. интеллектуальные концентраторы
3. платы сетевого интерфейса.
3. Сетевой уровень. Назначение:
Создать единственную транспортную систему, объединяющую несколько сетей с различными топологиями.
Сетевой уровень, обеспечивает связь между несколькими сетями.
Для того чтобы обеспечить связь, несколько сетей используют маршрутизатор (Ruter)- это устройство собирает информацию о топологии мини сетевых соединений и на ее основе передает пакеты сетевого уровня в сеть назначения (т.е. он объединяет несколько сетей).
4. Транспортный уровень. Образует логически связанную цепь и предназначен для надежной доставки пакетов в сети. В зависимости от качества линии связи и программного обеспечения.
Транспортный уровень предоставляет 5 категорий надежности доставки данных. В каждом конкретном случае категория выберется исходя из требований приложения и качества линии передачи. На этом уровне проверяется правильность и достоверность передаваемых данных.
5. Сеансовый уровень. Данный уровень обслуживает сеанс связи, определяет какой из узлов является сервером какой клиентом, т.е. определяет направление потоков. Ставит спец контрольные точки в длинных сообщениях, для того чтобы в случае обрыва связи вернуться к последней контрольной точки а не возобновить процесс передачи данных.
6. Представительный. Отвечает за перевод форматов данных, понятых всем системам. Так же на представительном уровне может осуществляться шифрование передаваемых данных.
7. Прикладной уровень. На данном уровне предоставляются пользовательские службы, такие как: E-mail, служба передачи Д., служба удаленного подключения, служба просмотра гипертекстовых док-ов.
Категории спецификации стандартов IEEE 802.
1. 802,1- межсетевые взаимодействия.
2. 802,2- управление логическим каналом LLS (Logical Link Control).
3. 802,3- множественный доступ с контролем несущей и обнаружения конфликтов CSMA/CD (Carrier Sense with Multiple Access and Collision Detection).
4. 802,4- Локальная сеть Token Bus.
5. 802,5- Локальная сеть Token Ring.
6. 802,6- Средне и городские сети Metropolitan Area Network (MAN).
7. 802,7- Консультативный технический совет по широкополосной передаче данных Broadband Technical Advisory Group (BTAG).
8. 802,8- Консультативный технический совет по волоконной оптике Fiber Optic Technical Advisory Group (FOTAG).
9. 802,9- Сети для совместной передачи речи и данных Integrated Voice/Data Network.
10. 802,10- Сетевая защита.
11. 802,11- Беспроводные сети.
12. 802,12- Локальные сети с приоритетным доступом по запросу Demand Priority Access LAN (DPAL).
16. Базовые сетевые технологии (архитектуры): Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM, AppleTalk, ARCnet
Базовые сетевые технологии: ETHERNET
1. История возникновения Ethernet. Ethernet- самая популярная из используемых сегодня физической архитектуры сети. Созданная в 60-х годах, в гавайском университете как Aloha она стала первой пакетной радиосетью. В которой использовался метод множественногодоступасконтролемнесущейиобнаруженияконфликтов (CSMA/CD)76г.
На основе оригинальной спецификации компанией Xerox’s Intel Digital создали расширенную спецификацию сети позволяющая передавать данные со скоростью 10 Мбит/сек.
Данная спецификация стала основной для более позднего стандарта IEEE 802,3.
В 1990г. комитет IEEE, выпустил спецификацию для User net функционирующую на кабеле витая пара.
Ethernet имеет шинную или звездообразную топологию, в которой используется передача сигнала в основной полосе частот Base band и метод арбитража доступа к сети CSMA/CD.
Среда передачи данных Ethernet, пассивна, т.е. передачей сигнала по сети управляет ПК.
2. Принцип работы Ethernet.Ethernet осуществляет арбитраж доступа к сети по методу множественного доступа с контролем несущей и обнаружения конфликтов CSMA/CD. Это означает, что в каждый момент времени сеть может использовать только одна рабочая станция.
Если сняв трубку слышен тональный сигнал, то линия свободна, таким образом, система работает в режиме прослушивания несущей (CS) Carrier Seance. Если тональный сигнал несущая (CS) присутствует в сети, то его используют по назначению.
Множественный доступ, (MA) Multiple Access означает что с линией может работать одновременно несколько сторон.
Обнаружение конфликтов (CD) Collision Detection описывает ситуацию когда 2 человека одновременно набирают один и тот же номер в этом случае возникает конфликт, им либо придется повестить трубку и набрать номер снова, либо по очереди.
Первый из них захватывает линию и получает доступ и сможет позвонить.
В Ethernet рабочие станции посылают сигналы по сети. При возникновения конфликта они прекращают передачу, ждут в период случайного времени а затем повторяют ее.
Используя подобные правила, рабочие станции должны контролировать между собой за возможность представить информацию по сети. Большинство сетей работают со скоростью 10 Мбит/сек.
Принцип работы Ethernet.
Перед тем как передавать данные в каждый узел сети, проверяют свободна ли линия связи, если нет, то ждет окончания процесса передачи и потом повторяет попытку передачи своих данных. Данные которые передаются по линии связи объединяются в кадры.
Кадр- это набор двоичных символов определенной длины.
Каждый кадр- содержит адрес ПК получателя, адрес ПК отправителя, полезные данные (информацию для передачи) и служебную информацию для проверки достоверности данных и исправления ошибок.
3. Ethernet- 10 Мбит/сек. Применяются многие типы кабеля или среды передачи данных.
В различных типах Ethernet, применяются разные характеристики передачи сигнала, но во всех используется одна и та же спецификация кадров Ethernet, скорость 10 Мбит/сек. Арбитраж доступа CSMA/CD.
Наиболее распространенные типы кабельных систем Ethernet 10 Мбит/сек:
1. 10 Base- 5- толстая Ethernet (с толстым коаксиальным кабелем Think net)
2. 10 Base- 2- тонкая Ethernet (с тонким коаксиальным кабелемthin net)
3. 10 Base- T- где применяются кабель неэкранированная витая пара
4. 10 Base- FL- используется оптоволоконный кабель.
Цифры после Base это расстояние. Передача происходит по основной полосе.
4. Ethernet 100 Мбит/сек. Типы кабельных систем:
1. 100 VG – Ang LAN
2. Ethernet 100 BaseT или Fast Ethernet.
5. Сегментация. При расширении сети Ethernet и увеличение числа станции сети ее производительность может значительно снизиться, это связано с тем, что Ethernet реализует совместно используемую (разделяющую) среду передачи Д. И когда информацию передают множество станций, возникает перегрузка сети (Congestion)- число конфликтов начинает превышать число успешных передач.
Одним из решения перегрузки, является использование сегментации.
Сегментация представляет собой разбиение сети Ethernet на 2 или более сегмента (фрагменты сети), связываемых с помощью мостов или маршрутизаторов, полученных в результате сегменты, имеют меньше число станций конкурирующих за доступ к сети.
Мост или маршрутизатор, передает Д. из одного сегмента в другой, остальной трафик остается в том сегменте к которому он принадлежит.
Базовые сетевые технологии: TOKEN RING.
Архитектура Token ring была разработана компанией IBM как высоконадежная устойчивая к отказам сеть. Она сложнее Ethernet что связано с ее функцией самовосстановления.
Token ring- это стандарт IEEE 802.5, она имеет топологию звезды с логическим кольцом.
В сети Token ring, каждый ПК имеет доступ к сети какое-то кол-во времени. Доступ разрешен при наличии специального разрешения (маркера)- Token.
В сети которая имеет кольцевую структуру, Д. передаются эстафетой с помощью маркера от станции к станции в одном направлении.
Станция имеет право передавать свой кадр только при наличии этого маркера.
Маркер генерируется одним ПК, который в сети называется активным монитором (Active Monitor).
Базовые сетевые технологии: FDDI
FDDI (Fiber Distributed Dat Interface)- распределенный интерфейс передачи Д. по Вол. Опт. каналам или распределенная оптоволоконная линия связи.
В отличие от Token ring, FDDI реализуется без традиционных концентраторов Hab, хотя здесь можно встретить аналогичное устройство Concentrator.
Принцип работы. FDDI как и Token ring использует для управления доступа к сети схем с передачей маркера.
В отличие от Token ring устройства FDDI могут передавать данные одновременно.
В FDDI применяется еще сложный метод доступа к сети чем в Token ring.
Как и в Token ring по кольцу передается маркер и владельцу маркера разрешается передавать кадры FDDI.
Но в отличие Token ring в сети FDDI может одновременно циркулировать несколько кадров. Это происходит потому что владельцу маркера разрешается передавать несколько маркеров не ожидая пока первый кадр завершит свой путь по кольцу.
Владельцу маркера FDDI, разрешается так же освободить свой маркер и передать его следующей станции в кольце как только он отправит свой первый кадр, и не ждать своего полного оборота маркера по кольцу- это означает что следующая станция может начать передачу когда кадры первой станции еще циркулируют в сети.
Базовые сетевые технологии: АТМ, AppleTalk, ARCNet
АТМ (Asynchronous Transfer Mode). Режим синхронной передачи: АТМ новая сетевая технология все шире используемая в магистральных и глобальных сетях. Это высокоскоростная сеть, в которой используется волок. опт. кабели или медный кабель категории 5.
АТМ- представляет собой коммутируемую сеть с прямыми соединениями. Это означает что станции соединяются друг с другом через центральное устройство коммутатор.
Apple Talk сетевая архитектура встраиваемая в каждый ПК Макинтош. Она появилась в 83г. и предназначалась для соединения ПК Apple, в рабочих группах с помощью простой кабельной схемы.