Локальные сети

­В технике коммуникации и обработки данных используются промышленные локальные сети:

• LAN

• Local

• Area

• Networks

Техника автоматизации предъявляет различные требования к локальным сетям, они касаются скорости передачи данных, количество подключаемых компонентов, а так же способности сети к расширению или её стоимости.

Локальные сети в принципе разделяются по трем критериям:

1. По форме сети (топологии)

2. По используемой среде передачи данных

3. По способу доступа

Модель взаимодействия открытых систем

С целью разрешения проблемы взаимодействия открытых систем с различными видами вычислительного оборудования, а так же с различными протоколами обмена, международные организации по стандартизации ISO, было предложено описательные модель взаимодействии открытых систем OSI или семиуровневая модель.

Функции уровней OSI моделей:

Уровень OSI моделей	Функции
7. Прикладной	Обеспечивает связь программ пользователя с объектами сети
6. Представление данных	Определяет синтаксис данных и управляет их отображением
5. Сеансовый	Управляет ведением диалога между объектами сети
4. Транспортный	Обеспечивает прозрачность передачи данных между абонентами сети
3. Сетевой	Определяет маршрутизацию сети и связь между сетями
2. Передачи данных	Осуществляет передачу данных по каналу, контроль ошибок и синхронизацию данных
1. Физический	Устанавливает и поддерживает физическое соединение

На первом уровне это физические устройства, со второго по седьмой, задачи решаемые программными продуктами.

Любой протокол модели должен взаимодействовать, либо с протоколами своего уровня, либо с протоколами на единицу выше или ниже своего уровня.

Взаимодействие с протоколами своего уровня называются - горизонталями, а с уровнями на единицу выше или ниже - вертикальными.

Любой протокол модели может выполнять только функции своего уровня и не может выполнять функции другого уровня.

Седьмой уровень. Прикладной уровень.

Это верхний уровень модели который обеспечивает взаимодействие пользовательских приложений с сетью, этот уровень позволяет приложениям использовать сетевые службы, такие как: удаленный доступ к файлам и БД, а так же пересылку электронной почты, он так же отвечает за передачу служебной информации и предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления.

Шестой уровень. Представление данных.

Этот уровень отвечает за преобразование протоколов, а так же кодирование/декодирование данных. Запросы приложений полученные с прикладного уровня он преобразует в формат для передачи по сети, а полученные по сети преобразует в формат понятный приложениям. На этом уровне может осуществляться сжатие и распаковка, а так же кодирование и декодирование данных и перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально. Этот уровень обычно представляет собой промежуточный протокол для преобразования информации между соседними уровнями, это позволяет осуществлять обмен между приложениями на разнородных системах, что делает его прозрачным. Уровень представлений обеспечивает форматирование и преобразование кода. Форматирование кода используется для того что бы гарантировать приложению поступление информации для обработки, при необходимости этот уровень может выполнять перевод одного формата данных в другой.

Уровень представлений имеет дело не только с форматами и представлениями данных, он так же занимается структурами данных, которые используются программами.

Таким образом уровень 6, обеспечивают организацию данных при их пересылки, другой функцией выполняемой на этом уровне является шифрование данных, которое применяется в тех случаях, когда необходимо защитить передаваемую информацию от приема несанкционированными получателями.

Уровень пять. Сеансовый.

Отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием и завершением сеанса, обменом информации, синхронизации задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия.

Уровень четыре. Транспортный.

Предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы, при этом не важно какие данные передаются, откуда и куда, т.е. он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных разделяются на фрагменты, размер которых зависит от протоколов, например TCP. Существует множество классов протоколов транспортного уровня, начиная от протоколов предоставляющие только основные транспортные функции, например функции передачи данных без подтверждения преданного, и заканчивая протоколами, которые гарантируют доставку в пункт назначения нескольких пакетов данных в надлежащей последовательности, а так же обеспечивают механизм управления потоками данных и гарантируют достоверность переданных данных.

Уровень три. Сетевой.

Предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имен, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. Уровень два. Передача данных.

Предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает в кадры, проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки, путем формирования повторного запроса поврежденного кадра и отправляет данные на сетевой уровень. Данные уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этими взаимодействиями.

Уровень один. Физический.

Это самый нижний уровень модели, который осуществляет передачу. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабели или по радио или JSM каналов и соответственно их прием и преобразование в вид данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством. Определяемые на данном уровне параметры – это тип передающей среды, тип модуляции сигнала, уровень логического 0 и 1. На этом уровне работают концентраторы, хабы, свичи, повторители и тому подобные устройства. Функции физического уровня реализуются на всех устройствах подключенных к сети, так со стороны компьютера функции физического уровня, выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относится: физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие виды среды передачи данных, как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковая передачи данных и т.д. Стандартными типами сетевых интерфейсов являются RS232C или RS485, разъемы RJ11, RJ45 и т.д.