Логическое и физическое кодирование. Коды 4В/5В. Скремблирование. Коды NRZI, манчестерский, MLT3.

Классификация кс.

- По территориальному признаку:LAN (локальные сети), MAN (региональные, городские), WAN (крупномасштабные), GAN (глобальные).

- по масштабу производственного предприятия, где они действуют: сети отделов, сети кампусов (объединение сетей различных отделов предприятия в пределах одного здания или одной территории в несколько км²), корпоративные сети (на всей территории одного предприятия).

- по способу управления: с централизованным управлением, с децентрализованным, со смешанным управлением.

- по организации передачи информации: с селекцией информации (кс с разделяемой передающей средой, кадры доступны всем станциям, но принимает кадр только та, которой он предназначен), с маршрутизацией информации.

- по методу коммутации: с коммутацией каналов (между отправителем и получателем коммутируется физический канал, после того как отправитель пошлет запрос на соединение и примет подтверждение от получателя, этот канал не доступен во время передачи для других абонентов), с коммутацией сообщений (физическое соединение устанавливается только между соседними УК и только на время передачи, поступившие в УК сообщение запоминается и передается в соседний УК, после освобождения канала связи между ними устанавливается виртуальный канал), с коммутацией пакетов (сформированное отправителем сообщение разбивается на пакеты фиксированной длины, каждому пакету присваивается порядковый номер, адрес отправителя и адрес получателя, пакеты передаются по сети независимо друг от друга, а в месте назначения собираются).

- по топологии: широковещательные (сообщение передаваемой одной станцией сожжет быть принято всеми станциями), последовательные (сообщение может быть принято только 1 станцией).

- по программной совместимости: однородные, неоднородные.

- по скорости передачи данных: низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100Мбит/с), высокоскоростные (свыше 100Мбит/с)

- по типу среды передачи данных: проводные (витая пара, оптоволокно), беспроводные: с использованием радиосвязи (данные передаются по радиочастотам на любые расстояния), с использованием связи (в микроволновом диапазоне на вч на любые расстояния в зоне прямой видимости передатчика и приемника), с использованием инфракрасной связи (на очень вч на малые расстояния в зоне прямой видимости).

- по типу сигналов: аналоговые, цифровые.

-

Семиуровневая модель взаимодействия открытых систем ISO|OSI.

OSI – базовая модель взаимодействия открытых систем разработанная международной организацией по стандартам в начале 80^хгг. Функции любого узла сети разбиваются на уровни, для компьютеров их 7, для коммутаторов их 2. Внутри каждого узла взаимодействие между уровнями идет по вертикали, взаимодействие двух узлов логически происходит по горизонтали – между соответствующими уровнями. Реально происходит перемежение до нижнего уровня в отправителе, передача через физическую среду и подъем до соответствующего уровня в получателе. Уровень с которого посылается запрос формирует свой блок данных, снабжает его заголовком и передает нижележащему уровню, который присоединяет свой заголовок и так до самого нижнего уровня. В получателе при подъеме большие заголовки отбрасываются (каждый своим уровнем), заголовок управляет процессом передачи и контролирует его, в результате посланный отправителем блок данных достигает соответствующего уровня в получателе. OSI описывает только сетевые средства, взаимодействие реализуемые сетевыми ос, утилитами и сетевым оборудованием. Она не касается приложений, конечных пользователей, если приложение может выполнять функции верхних уровней, то она напрямую обращается к нижним уровням, одноименные уровни двух узлов взаимодействуют с помощью общего протокола, а соседние уровни одного узла с помощью программ. Порты идентифицируют приложения или протоколы верхних уровней, взаимодействующие в сети. 2 основных типа протоколов: с установлением соединения, без установления соединения (отправитель просто передает сообщение, когда оно готово).

Стек протоколов TCP/IP.

Используется в internet и в IP-сетях, не явл-ся частями Интернет, но работающих по этим протоколам. Задача: организация работы составной сети, подсети к-й соединены маршрутизаторами и построены на разных сетевых технологиях

1-прикладной уровень: обеспечивает приложениям доступ к сети. Доступ к протоколам TSP/IP осуществляется с помощью WinSock(сокет сетевого программного интерфейса для работы приложений), NetBIOS(для связи с приложениями W), объединяет все основные сервисы предоставляемые пользовательским приложениям(http, copher, wais, snmp, ftp, dns, smtp, tftp, ssl).

2-транспортный уровень: задача- установление и поддержание соединения двумя узлами и надежная доставка данных; функции- подтверждение передачи, управление потоком данных, упорядочивание и ретрансляция пакетов. Протоколы – TSP(протокол управления передачей, обеспечивает гарантированную передачу больших объемов информации между узлами, установившими соединение по технологии клиент-сервер), UDP(протокол дейтаграмм пользователя, предназначен для отправки небольших объемов данных без установки соединения и без подтверждения)

3-уровень межсетевого взаимодействия: отвечает за маршрутизацию внутри сети и между сетями без установления соединений, протоколы: IP (протокол Интернет, обеспечивает негарантированную доставку пакетов без установления соединения, функции – адресация в сети, фрагментация пакетов), ARP/RARP (протоколы сопоставления адреса, ARP протокол разрешения адреса динамически преобразует IP-адрес в физический адрес, RARP – реверсивный ARP, определяет по физ адресу сетевой адрес), ASMP (протокл управления сообщениями интернет), IGMP (протокол управления группами интернет), RIP и OSDF (протоколы маршрутизации, протоколы сбора маршрутной информации и обмена ей между маршрутизаторами)

4 – уровень сетевых интерфейсов: обеспечивает объединение сетей в составную сеть с помощью протоколов инкапсуляции, на этом уровне создается кадр, потом определяются физ адреса, помещаемые в заголовок кадра.

 

 

Логическая и физическая топология. Виды физических топологий.

Топология – правило соединения узлов в сети, физическая определяет соединение узлов реальными кабелями, а логическая направления потоков данных между узлами.

Стандарты Ethernet 10 Мб/с.

10Base-5

Толстый коксиал, диаметр 0,5, топология – шина, сегмент кабеля ограничивают терминаторы (заглушки), поглощающие сигналы и препятствующие возникновению отраженных сигналов, трансиверы – с их помощью станции подключаются к кабелю, функции трансивера – приемо-передача данных, определение коллизий по уровню постоянной составляющей, гальваническая развязка, контроль болтливости (если из-за неисправности повышается мах время передачи кадра, то трансивер отсоединяет кабель от передатчика). Повторитель побитно синхронно повторяет сигналы с одного сегмент в другой, улучшая их форму и мощность и синхронизируя их.

Правило «5-4-3» - мах конфигурация стандарта: 5- мах число сегментов, 4- мах число повторителей, 3- мах число нагруженных сегментов. Мах диаметр сети 2500м, мах число узлов 297.

10Base-2

Тонкий коксиал, BNST коннектор – это тройник, одна точка которого соединяется с СА, 2 других с точками разрыва.

Правило «5-4-3»

Мах диаметр сети – 925м, мах число уровней – 87

Общий недостаток отсутствие оперативной информации о состоянии моноканала. Повреждение кабеля обнаруживается по неработоспособности сети, а поиск – кабельным тестером.

10Base-T

Топология – звезда с активным центром

Мах длина сегмента 100м, определяется полосой пропускания UTP позволяющей передавать данные в манчестерском коде со скоростью 10 Мб/с на 100м мах. Hub выполняет функции повторителя сигналов на всех отрезках подключенных к его портам, обнаруживает коллизию.

Правило 4 хабов. Мах число хабов между любыми двумя станциями равно 4. можно соединять в древовидную структуру. Петли, замкнутые контуры запрещены.

Мах диаметр сети 500м, мах число узлов 1024 достигается в двухуровневом соединении хабов.

10Base-F

Структура, топология как предыдущий.

Стандарты: FOIRL- мах длина сегмента 1000м мах диаметр сети 2500м, 10Base-FL- мах длина сегмента 2000м мах диаметр сети 2500м, 10Base-FB только для соединения «5 хабов», мах длина сегментов 2000м, мах диаметр сети 2740м.

 

Классификация кс.

- По территориальному признаку:LAN (локальные сети), MAN (региональные, городские), WAN (крупномасштабные), GAN (глобальные).

- по масштабу производственного предприятия, где они действуют: сети отделов, сети кампусов (объединение сетей различных отделов предприятия в пределах одного здания или одной территории в несколько км²), корпоративные сети (на всей территории одного предприятия).

- по способу управления: с централизованным управлением, с децентрализованным, со смешанным управлением.

- по организации передачи информации: с селекцией информации (кс с разделяемой передающей средой, кадры доступны всем станциям, но принимает кадр только та, которой он предназначен), с маршрутизацией информации.

- по методу коммутации: с коммутацией каналов (между отправителем и получателем коммутируется физический канал, после того как отправитель пошлет запрос на соединение и примет подтверждение от получателя, этот канал не доступен во время передачи для других абонентов), с коммутацией сообщений (физическое соединение устанавливается только между соседними УК и только на время передачи, поступившие в УК сообщение запоминается и передается в соседний УК, после освобождения канала связи между ними устанавливается виртуальный канал), с коммутацией пакетов (сформированное отправителем сообщение разбивается на пакеты фиксированной длины, каждому пакету присваивается порядковый номер, адрес отправителя и адрес получателя, пакеты передаются по сети независимо друг от друга, а в месте назначения собираются).

- по топологии: широковещательные (сообщение передаваемой одной станцией сожжет быть принято всеми станциями), последовательные (сообщение может быть принято только 1 станцией).

- по программной совместимости: однородные, неоднородные.

- по скорости передачи данных: низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100Мбит/с), высокоскоростные (свыше 100Мбит/с)

- по типу среды передачи данных: проводные (витая пара, оптоволокно), беспроводные: с использованием радиосвязи (данные передаются по радиочастотам на любые расстояния), с использованием связи (в микроволновом диапазоне на вч на любые расстояния в зоне прямой видимости передатчика и приемника), с использованием инфракрасной связи (на очень вч на малые расстояния в зоне прямой видимости).

- по типу сигналов: аналоговые, цифровые.

-

Семиуровневая модель взаимодействия открытых систем ISO|OSI.

OSI – базовая модель взаимодействия открытых систем разработанная международной организацией по стандартам в начале 80^хгг. Функции любого узла сети разбиваются на уровни, для компьютеров их 7, для коммутаторов их 2. Внутри каждого узла взаимодействие между уровнями идет по вертикали, взаимодействие двух узлов логически происходит по горизонтали – между соответствующими уровнями. Реально происходит перемежение до нижнего уровня в отправителе, передача через физическую среду и подъем до соответствующего уровня в получателе. Уровень с которого посылается запрос формирует свой блок данных, снабжает его заголовком и передает нижележащему уровню, который присоединяет свой заголовок и так до самого нижнего уровня. В получателе при подъеме большие заголовки отбрасываются (каждый своим уровнем), заголовок управляет процессом передачи и контролирует его, в результате посланный отправителем блок данных достигает соответствующего уровня в получателе. OSI описывает только сетевые средства, взаимодействие реализуемые сетевыми ос, утилитами и сетевым оборудованием. Она не касается приложений, конечных пользователей, если приложение может выполнять функции верхних уровней, то она напрямую обращается к нижним уровням, одноименные уровни двух узлов взаимодействуют с помощью общего протокола, а соседние уровни одного узла с помощью программ. Порты идентифицируют приложения или протоколы верхних уровней, взаимодействующие в сети. 2 основных типа протоколов: с установлением соединения, без установления соединения (отправитель просто передает сообщение, когда оно готово).

Стек протоколов TCP/IP.

Используется в internet и в IP-сетях, не явл-ся частями Интернет, но работающих по этим протоколам. Задача: организация работы составной сети, подсети к-й соединены маршрутизаторами и построены на разных сетевых технологиях

1-прикладной уровень: обеспечивает приложениям доступ к сети. Доступ к протоколам TSP/IP осуществляется с помощью WinSock(сокет сетевого программного интерфейса для работы приложений), NetBIOS(для связи с приложениями W), объединяет все основные сервисы предоставляемые пользовательским приложениям(http, copher, wais, snmp, ftp, dns, smtp, tftp, ssl).

2-транспортный уровень: задача- установление и поддержание соединения двумя узлами и надежная доставка данных; функции- подтверждение передачи, управление потоком данных, упорядочивание и ретрансляция пакетов. Протоколы – TSP(протокол управления передачей, обеспечивает гарантированную передачу больших объемов информации между узлами, установившими соединение по технологии клиент-сервер), UDP(протокол дейтаграмм пользователя, предназначен для отправки небольших объемов данных без установки соединения и без подтверждения)

3-уровень межсетевого взаимодействия: отвечает за маршрутизацию внутри сети и между сетями без установления соединений, протоколы: IP (протокол Интернет, обеспечивает негарантированную доставку пакетов без установления соединения, функции – адресация в сети, фрагментация пакетов), ARP/RARP (протоколы сопоставления адреса, ARP протокол разрешения адреса динамически преобразует IP-адрес в физический адрес, RARP – реверсивный ARP, определяет по физ адресу сетевой адрес), ASMP (протокл управления сообщениями интернет), IGMP (протокол управления группами интернет), RIP и OSDF (протоколы маршрутизации, протоколы сбора маршрутной информации и обмена ей между маршрутизаторами)

4 – уровень сетевых интерфейсов: обеспечивает объединение сетей в составную сеть с помощью протоколов инкапсуляции, на этом уровне создается кадр, потом определяются физ адреса, помещаемые в заголовок кадра.

 

 

Логическая и физическая топология. Виды физических топологий.

Топология – правило соединения узлов в сети, физическая определяет соединение узлов реальными кабелями, а логическая направления потоков данных между узлами.

Логическое и физическое кодирование. Коды 4В/5В. Скремблирование. Коды NRZI, манчестерский, MLT3.

Физическое кодирование: представление символов кода сигналами, аналоговая модуляция (на основе синусоидального несущего сигнала) и цифровое кодирование (на основе последовательности прямоугольных импульсов) – потенциальные коды (NRZ, NRZI, AMI), импульсные коды (перепадом уровня или импульсами разной полярности)

Логическое кодирование: улучшение потенциальных кодов, предшествует физическому кодированию, избыточные коды (n бит исходного символа кодируются n+m битами, для синхронизации длинных последовательностей нулей, 4В/5В, 8В/10В, 8В/6Т), скремблирование (предварительное «перемешивание» исходной информации, чтобы вероятность выпадения 0 и 1 стала близкой)

Код 4В/5В: исходные символы длиной 4 бита заменяются на символы длиной 5 бит, код гарантирует что по линиям связи не будет более трех 0 подряд, «+»: самосинхронизация, нет постоянной составляющей, распознавание ошибок по запрещенным символам, «-» передатчик должен работать с частотой 1,25f.

Скремблирование: а)метод побитного вычисления результирующего кода по исходному коду и предыдущих бит результирующего кода. б) метод искусственного искажения последовательности 0 запрещенными символами – код В8ZS (исправляет последовательность 0 после трех 0), код HDB3 (исправляет последовательность четырех нулей)

Код NRZI: потенциальный код с инверсией при 1, 0-потенциал как в предыдущем такте, 1-потенциал инвертируется.

«+» простота реализации, малая f₀ «-» длинная последовательность 0.

Манчестерский код: 1-перепад от низкого уровня к высокому в середине бита, 0-перепад высокого уровня к низкому в середине бита, при длинной последовательности 0 или 1 выполняется служебный перепад в начале бита.

«+» отсутствует проблема с постоянной составляющей, самосинхронизация.

MLT3 – имеет 3 уровня (+V,0,-V), 0 – потенциал, как предыдущем такте, 1- потенциал меняется по цепочке 0:+V,0,-V, 0,+V.

Режимы передачи: симплексный, полудуплексный, полнодуплексный, синхронный, асинхронный, изохронный, плезеохронный.

Симплексный: передача по одной лс в одном направлении.

Полудуплексный: передача по одной лс попеременно в обе стороны.

Дуплексный: по двум линиям связи в обе стороны, но в каждый момент времени только в одном направлении.

Полнодуплексный: по двум линиям связи в обе стороны одновременно.

Асинхронный: приемник и передатчик не имеют общего источника синхронизации, передача в произвольный момент времени.

Синхронный: общий источник синхронизации.

Изохронный: передача в определенные слоты (видео и звук).

Плезеохронный: приемник и передатчик синхронизируются каждый от своего источника совпадающими частотами, отклонение частот в приемнике компенсируется вставкой фиктивных или отбрасыванием линий данных.