3. Основные элементы компьютерной сети.

К основным элементам локальной сети относится аппаратное обеспечение. В зависимости от топологии сети состав сетевого оборудования может меняться. Для функционирования локальной сети необходимо иметь: сетевой адаптер для подключения компьютера к кабелю; разъемы; кабель; устройства для объединения компьютеров.

Cетевой адаптер

Сетевой адаптер устанавливантся в основную плату компьютера (motherboard) и имеет один или два разъема для подключения к кабелю сети.

Как правило, все сетевые адаптеры имеют два разъема. Один из них предназначен для подключения многожильного трансиверного кабеля, второй - для подключения небольшого тройника, называемого Т-коннектором.

На плате адаптера может располагаться микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) для создания так называемых бездисковых рабочих станций.

Разъемы

Для подключения кабеля используются разъемы.

Разъемы через T-коннекторы подключаются к сетевым адаптерам - специальным платам, вставляемым в слоты расширения материнской платы рабочей станции.

Кабель

Кабель используется для передачи данных между рабочими станциями. Обычно используется коаксиальный кабель или витая пара (обычный телефонный провод). В ответственных случаях, когда необходимо соединять компьютеры, находящиеся в разных зданиях или предъявляются требования к обеспечению защиты информации от несанкционированного доступа, используют оптоволоконный кабель.

Устройства для объединения компьютеров Основные аппаратные компоненты сетей включают устройства трех типов: средства передачи; устройства доступа; устройства повторения переданных сигналов.

К средствам передачи относится среда транспортировки сетевых сигналов в пункт назначения. При этом в качестве среды могут выступать коаксиальный кабель, витая пара или волоконно-оптический кабель.

Устройства доступа должны отвечать за следующие действия:

форматирование данных для адресации и передачи через сеть;

помещение данных в сеть;

прием адресованных им данных.

К устройствам повторения передаваемых данных можно отнести повторитель - это устройство, которое принимает переданные сигналы, усиливает их и снова помещает в сеть.

В локальной сети многопортовые повторители, которые чаще называются концентраторами (hub), позволяют множеству устройств работать одновременно, предоставляя для этого множество точек входа в сеть.

Назначение повторителей - восстановление сигналов - часто забывается.

4. Топология сетей

5. Физическое кодирование данных.

Обмен информацией по физическим каналам передачи данных осуществляется с помощью соответствующих среде передачи сигналов. Например, передача по коаксиальному кабелю или витой паре осуществляется с помощью электрических сигналов, а передача по оптоволоконному кабелю — с помощью световых.

Однако для того чтобы передать таким образом информацию, ее предварительно необходимо преобразовать в тот или иной вид сигналов.

Представление данных одного типа в виде данных другого типа (в данном случае в виде сигналов) называется кодированием данных.

Существует множество систем кодирования данных для обеспечения возможности их передачи по сети, однако выбор той или иной системы кодирования обусловливается рядом факторов, таких, как характеристика физической среды передачи или стоимость оборудования, осуществляющего кодирование и декодирование данных.

Использование различных кодов может существенно сказаться на достоверности и скорости передачи информации. Так, при использовании различных систем кодирования скорость передачи по одной и той же физической среде передачи может разительно различаться.

Кроме всего, чтобы снизить стоимость сетевого оборудования, необходимо выбирать такую систему кодирования, которая способна максимально обеспечить синхронизацию приема данных (приемнику данных необходимо знать, когда именно необходимо произвести считывание данных, пришедших по линии связи), а также снизить частоту возникновения ошибок при передаче.

В беспроводных сетях, на каналах с узкой полосой пропускания обычно применяется метод кодирования, основанный на модуляции несущего высокочастотного аналогового сигнала. В зависимости от модулируемых характеристик сигнала различаются следующие основные виды модуляции: амплитудная, фазовая, частотная.

При амплитудной модуляции единицы и нули данных кодируются за счет разницы уровня амплитуды несущей частоты, т. е. единицы исходных данных представляются сигналом с одним уровнем амплитуды, а нули — либо сигналом с меньшим уровнем амплитуды, либо отсутствием сигнала.

При фазовой модуляции данные кодируются посредством сигналов, имеющих различную фазу.

Частотная модуляция представляет исходные единицы и нули в виде синусоид, различающихся по частоте.

Другим видом кодирования дискретных данных, т. е. данных, представляющих собой последовательности нулей и единиц, является цифровое кодирование.

Существует весьма большое разнообразие систем цифрового кодирования, основанных на использовании различных принципов.

Примером цифрового кодирования может быть код NRZ (Non Return to Zero — без возврата к нулю) — один из самых простейших кодов, использующий для представления нулей и единиц значение потенциала сигнала. При этом нулю исходных данных может соответствовать высокий уровень напряжения в кабеле, а единице — низкий уровень напряжения (или наоборот).

В течение времени передачи одного бита, называемого битовым интервалом, уровень сигнала в кабеле не изменяется.

Другим видом цифрового кода является код RZ (Return to Zero — с возвратом к нулю). Здесь при кодировании используется три уровня потенциала в кабеле. Так же, как и в коде NRZ, нулю кодируемых данных соответствует положительный импульс, единице — отрицательный (или наоборот). Третий уровень потенциала (например, нулевой) используется для самосинхронизации кода.

К недостаткам кода RZ относятся: большая (по сравнению с NRZ) полоса пропускания; необходимость в усложнении передающей и принимающей аппаратуры из-за использования трехуровневого кодирования.

Применение кода RZ возможно также в сетях, использующих в качестве среды передачи данных не только электрические кабели, но и оптоволоконные. При этом уровням электрического потенциала в передаче данных по оптоволокну соответствует яркость света.