Сетезависимый уровень модели OSI

Модель OSI включает 7-уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный, физический. Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудование, протоколы и интерфейсы с соседними уровнями.

Уровни модели OSI делятся на 2 группы: сетезависимые и сетенезависимые.

К сетезависимым относятся три нижних уровня: сетевой, канальный, физический. К сетенезависимым относятся: прикладной, представительный, сеансовый. Транспортный уровень занимает промежуточное положение между нижними и верхними уровнями.

Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей с различными принципами передачи данных. Этот уровень обеспечивает выбор маршрута и доставку данных между любыми двумя узлами в сети с произвольной топологией и сетевой технологией, при этом он не берет на себя никаких обязательств по надежности передачи данных. Единица данных сетевого уровня – это пакет.

Канальный уровень обеспечивает создание, передачу и прием кадров данных. Этот уровень обслуживает запросы сетевого уровня и использует сервис физического уровня для приема и передачи кадров. На этом уровне происходит отслеживание и исправление ошибок. В компах канальный уровень реализуется сетевыми адаптерами и их дровами. Используются протоколы канального уровня мостами, коммутаторами, маршрутизаторами (в WAN – модемами). Еще одна функция канального уровня – управление доступом к среде передачи (метод доступа).

Физический уровень - самый нижний уровень в модели OSI. Этот уровень осуществляет передачу потока битов по физической среде (например, по сетевому кабелю) от одного узла к другому. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняет сетевой адаптер или последовательный порт. На этом уровне стандартизируются:

1. характеристики физических сред передачи данных (полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и т.д.);

2. характеристики электрических и оптических сигналов, передающих дискретную информацию (крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения и тока передаваемого сигнала, тип кодирования двоичной информации, скорость передачи и т.д.);

3. способ соединения сетевого кабеля с платой сетевого адаптера (типы разъемов, количество контактов в разъемах и их функции).

Транспортный уровень отвечает за передачу данных с необходимой степенью надежности. На транспортном уровне выполняется управление потоком данных, подтверждение передачи и приема, упорядочивание и фрагментация пакетов. Обычно протоколы транспортного уровня и все вышележащие реализуются программными средствами (TCP, UDP, TCP/IP).

 

Сетенезависимые уровни модели OSI.

Модель OSI включает 7-уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный, физический. Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудование, протоколы и интерфейсы с соседними уровнями.

Уровни модели OSI делятся на 2 группы: сетезависимые и сетенезависимые.

К сетезависимым относятся три нижних уровня: сетевой, канальный, физический. К сетенезависимым относятся: прикладной, представительный, сеансовый. Транспортный уровень занимает промежуточное положение между нижними и верхними уровнями.

Прикладной уровень. На этом уровне работают приложения, с которыми имеет дело пользователь. Он представляет собой набор протоколов, с помощью которых пользователи получают доступ к различным сетевым ресурсам (файлам, веб-страницам, Эл. Почте). Единица данных – сообщение. Пример – FTP, HTTP, SMTP, SMB.

Уровень представления работает с формой представления данных, не изменяя ее содержания. Задачей данного уровня является трансляция из одного формата данных в другие, преобразование целых чисел в числа с плавающей точкой, сжатие данных и их шифровка (при необходимости).

Сеансовый уровень (по конспекту – описывает процедуру установления соединения)организует диалог между процессами на разных машинах, управляет этим диалогом и прерывает его по окончании, предоставляет средства синхронизации.

Транспортный уровень отвечает за передачу данных с необходимой степенью надежности. На транспортном уровне выполняется управление потоком данных, подтверждение передачи и приема, упорядочивание и фрагментация пакетов. Обычно протоколы транспортного уровня и все вышележащие реализуются программными средствами (TCP, UDP, TCP/IP).

 

Классификация и характеристики линий связи.

Различают два основных типа ЛС:

- линии в атмосфере (радиолинии РЛ)

- направляющие линии передачи (линии связи).

Отличительной особенностью радиолиний является распространение электромагнитных сигналов в свободном (естественном) пространстве (космос, воздух, земля, вода и т. д.). Дальность РЛ может простираться от нескольких сотен метров, как, например, при первой радиопередаче, осуществленной великим русским ученым А. С. Поповым в 1895 г., до сотен миллионов километров—расстояния между автоматическими космическими аппаратами и земными станциями.

Отличительной особенностью направляющих линий связи является то, что распространение сигналов в них от одного абонента (станции, устройства, элемента схемы и т. д.) к другому осуществляется только по специально созданным цепям и трактам ЛС, образующим направляющие системы, предназначенные для передачи электромагнитных сигналов в заданном направлении с должными качеством и надежностью.Вышеуказанные особенности РЛ и ЛС определяют их основные свойства и области применения. Так, РЛ используются для осуществления связи на различные расстояния, часто между абонентами, находящимися в движущемся относительно друг друга состоянии.Основные характеристики линий связи

Основные характеристики линий связи условно можно разделить на 2 подтипа:

· распространение рабочего сигнала от собственных параметров линии связи

· распространение рабочего сигнала в зависимости от влияния других сигналов

Иными словами, основные характеристики линий связи делят на те, которые непосредственно влияют на дальность сигнала, и те, которые непосредственно защищают распространение сигнала от других сигналов, которые уменьшают радиус распространения.

Основными характеристиками каналов линий связи в целом являются:

· шумы

· достоверность передачи данных

· амплитудно-частотная характеристика (АЧХ)

· волновое сопротивление

· затухание

· помехоустойчивость

· пропускная способность

· полоса пропускания

· удельная стоимость

 

 

Методы кодирования информации

Код RZ

RZ – это трехуровневый код, обеспечивающий возврат к нулевому уровню после передачи каждого бита информации. Его так и называют кодирование с возвратом к нулю (Return to Zero). Логическому нулю соответствует положительный импульс, логической единице – отрицательный.

Информационный переход осуществляется в начале бита, возврат к нулевому уровню – в середине бита. Особенностью кода RZ является то, что в центре бита всегда есть переход (положительный или отрицательный). Следовательно, каждый бит обозначен. Приемник может выделить синхроимпульс (строб), имеющий частоту следования импульсов, из самого сигнала. Привязка производится к каждому биту, что обеспечивает синхронизацию приемника с передатчиком. Такие коды, несущие в себе строб, называются самосинхронизирующимися.

Недостаток кода RZ состоит в том, что он не дает выигрыша в скорости передачи данных. Для передачи со скоростью10 Мбит/с требуется частота несущей 10 МГц. Кроме того, для различения трех уровней необходимо лучшее соотношение сигнал / шум на входе в приемник, чем для двухуровневых кодов.

Наиболее часто код RZ используется в оптоволоконных сетях. При передаче света не существует положительных и отрицательных сигналов, поэтому используют три уровня мощности световых импульсов.

Код Манчестер-II

Код Манчестер-II или манчестерский код получил наибольшее распространение в локальных сетях. Он также относится к самосинхронизирующимся кодам, но в отличие от кода RZ имеет не три, а только два уровня, что обеспечивает лучшую помехозащищенность.

Логическому нулю соответствует переход на верхний уровень в центре битового интервала, логической единице – переход на нижний уровень. Логика кодирования хорошо видна на примере передачи последовательности единиц или нулей. При передаче чередующихся битов частота следования импульсов уменьшается в два раза.

Информационные переходы в средине бита остаются, а граничные (на границе битовых интервалов) – при чередовании единиц и нулей отсутствуют. Это выполняется с помощью последовательности запрещающих импульсов. Эти импульсы синхронизируются с информационными и обеспечивают запрет нежелательных граничных переходов.

Изменение сигнала в центре каждого бита позволяет легко выделить синхросигнал. Самосинхронизация дает возможность передачи больших пакетов информацию без потерь из-за различий тактовой частоты передатчика и приемника.

Большое достоинство манчестерского кода – отсутствие постоянной составляющей при передаче длинной последовательности единиц или нулей. Благодаря этому гальваническая развязка сигналов выполняется простейшими способами, например, с помощью импульсных трансформаторов.

Частотный спектр сигнала при манчестерском кодировании включает только две несущие частоты. Для десятимегабитного протокола – это 10 МГц при передаче сигнала, состоящего из одних нулей или одних единиц, и 5 МГц – для сигнала с чередованием нулей и единиц. Поэтому с помощью полосовых фильтров можно легко отфильтровать все другие частоты.

Код Манчестер-II нашел применение в оптоволоконных и электропроводных сетях. Самый распространенный протокол локальных сетей Ethernet 10 Мбит/с использует именно этот код.