4. Аппаратные средства передачи данных

Основным элементом сети является физическая передающая среда. Она представлена тремя типами кабелей: витая пара проводов (телефонный кабель), коаксиальный кабель (телеантенна), оптоволоконный кабель и радиоволны (тарелка спутниковой связи).

Физическая передающая среда, специальное вспомогательное оборудование и программные средства образуют коммуникационную среду.

Для того, чтобы обеспечить прием-передачу цифровых данных между компьютером и коммуникационной средой используется специальное устройство – сетевой адаптер.

Для некоторой физической среды необходимо выполнять модуляцию и демодуляцию сигнала при приеме-передаче радиосигнала. Эту функцию выполняет модем.

При построении ряда компьютерных сетей экономят на каналах связи, коммутируя несколько внутренних каналов связи на один внешний за счет концентраторов (HUB).

В локальных сетях, где физическая передающая среда представляет собой кабель ограниченной длины, для увеличения протяженности сети используются специальные устройства – повторители.

Характеристики коммуникационной сети:

- скорость передачи данных по каналу связи (бит в секунду);

- пропускная способность канала связи (знак в секунду);

- достоверность передачи данных (ошибок/знак);

- надежность канала связи (среде время безотказной работы – час).

5. Архитектура компьютерных сетей. Понятие «Открытая система»

Архитектура компьютерной сети – это описание ее общей модели.

Организация взаимодействия между устройствами в сети является сложной задачей. Для решения этой задачи используется метод декомпозиции – разбиение одной системной задачи на несколько простых задач – модулей. При декомпозиции используют многоуровневый подход, имеющий иерархическую структуру.

Модель OSI

OSI (Open System Interconnection) – это модель взаимодействия открытых систем. Она определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый модуль.

В модели OSI средства взаимодействия разделены на 7 уровней:

- прикладной;

- представительный;

- сеансовый;

- транспортный;

- сетевой;

- канальный;

- физический.

Принцип работы:

Приложение обращается с запросом к файловой службе. На основании этого запроса, на прикладном уровне формируется сообщение стандартного формата.

Сообщение состоит из заголовка и поля данных.

Заголовок содержит служебную информацию для компьютера–адресата.

Сообщение передается вниз по стеку представительного уровня, после чего сообщение передается ниже. Достигнув самого низкого уровня – сообщение передается по линии связи машине–адресату. При этом к сообщению добавляются заголовки всех семи уровней.

Поступив на машину–адресат, сообщение проходит вверх.

Каждый уровень анализирует и обрабатывает свой заголовок, а затем удаляет его и передает сообщение вышележащему уровню.

Прикладной							Данные
Представительный						3.1	Данные
Сеансовый					3.2	3.1	Данные
Транспортный				3.3	3.2	3.1	Данные
Сетевой			3.4	3.3	3.2	3.1	Данные
Канальный		3.5	3.4	3.3	3.2	3.1	Данные
Физический		3.5	3.4	3.3	3.2	3.1	Данные

Процесс обмена данными между пользователями в модели OSI

7 – Прикладной уровень. С помощью специальных приложений пользователь создает документ (сообщение, рисунок и т.д.);

6 – Представительный уровень. Операционная система компьютера его фиксирует, где находятся созданные данные (в оперативной памяти, в файле на жестком диске и т.д.), и обеспечивает взаимодействие со следующим уровнем.

5 - Сеансовый уровень. Компьютер пользователя взаимодействует с локальной или глобальной сетью. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя на «выход в эфир» и передают документ к следующему уровню.

4 – Транспортный уровень. Документ преобразуется в ту форму, в которой положено передавать данные. Например, он может нарезаться на небольшие пакеты стандартного размера.

3 – Сетевой уровень. Определяет маршрут движения данных в сети. Например, если на транспортном уровне данные были «нарезаны» на пакеты, то на сетевом уровне каждый пакет должен получить адрес, по которому он должен быть доставлен.

2 – Канальный уровень (соединения). Происходит модулирование сигналов, а также обнаружение ошибок при передаче данных и их исправление. В компьютере эти функции выполняет сетевая карта или модем.

1 – Физический уровень. Происходит реальная передача данных в виде битов.

Восстановление документа на компьютере адресата произойдет постепенно, при переходе с нижнего на верхний уровень.