Сетезависимые и сетенезависимые уровни
Сетезависимые (три нижних уровня — физический, канальный, сетевой) — уровни, для которых переход на новое оборудование означает полную смену их протоколов во всех узлах сети.
Сетенезависимые (три верхних уровня — прикладной, представительный, сеансовый) — уровни, которые ориентированы на приложения пользователей, на протоколы таких уровней не влияют ни изменения в топологии сети, ни замена оборудования, ни переход на другую сетевую технологию.
Транспортный уровень является промежуточным, он скрывает детали функционирования нижних уровней от верхних.
Вопрос 5 Сетевые устройства локальных сетей: концентраторы и сетевые адаптеры.
Простейшее из коммуникационных устройств — повторитель (repeater). Его основная функция — повторение сигналов, поступающих на один из его портов, на всех остальных портах (сеть Ethernet) или на следующем в логическом кольце порте (сети Token Ring, FDDI). Повторитель улучшает электрические характеристики сигналов и их синхронность, и за счет этого появляется возможность увеличивать общую длину кабеля между самыми удаленными в сети станциями.
Рисунок — Увеличение длины сети Ethernet с помощью повторителей
Терминатор — резистор, подключенный к каждому концу общего звена моноканала для того, чтобы предотвратить нежелательное отражение сигналов.
Многопортовый повторитель называют концентратором (hub, concentrator), что отражает тот факт, что данное устройство реализует не только функцию повторения сигналов, но и концентрирует все связи между сегментами сети. В зависимости от области применения функции концентратора и конструктивное исполнение могут изменятся. Неизменной остается только основная функция — повторение кадра.
Кроме основных функций концентратор может выполнять некоторое количество дополнительных функций:
• объединение сегментов с различными физическими средами (например, коаксиал, витая пара и оптоволокно) в единый логический сегмент;
• автосегментация портов — автоматическое отключение порта при его некорректном поведении (повреждение кабеля, интенсивная генерация пакетов ошибочной длины и т.п.).
• поддержка между концентраторами резервных связей, которые используются при отказе основных;
• защита передаваемых по сети данных от несанкционированного доступа (например, путем искажения поля данных в кадрах, повторяемых на портах, не содержащих компьютера с адресом назначения).
Концентраторы характерны практически для всех базовых технологий локальных сетей — Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.
Различают следующие типы концентраторов:
Пассивные концентраторы незначительно повышают производительность сети и осуществляют единственную функцию — трансляцию данных, поэтому используются для развертывания небольших сетей Ethernet звездообразной топологии.
Активные концентраторы помимо обычной ретрансляции данных выполняют следующие функции:
1. проверяют доставку отосланных данных по назначению;
2. поддерживают технологию передачи с промежуточным накоплением, т.е. концентраторы анализирует полученные данные перед их ретрансляцией. В случае необходимости предпринимается попытка восстановить поврежденные пакеты и одновременно изменить время доставки других пакетов;
3. усиливают ослабленный сигнал до нужного уровня;
4. позволяют изменять порядок доставки пакетов;
Данный тип концентраторов используют в сложных топологиях.
Интеллектуальные концентраторы выполняют все функции активных концентраторов и при этом могут управлять сетью из центральной точки. При возникновении неполадок с одним из устройств, подключенных к концентратору, он сам пытается их устранить. Также они позволяют работать с устройствами, которые поддерживают разные скорости передачи данных. Интеллектуальные концентраторы снабжены дополнительными портами для подключения к высокоскоростной магистрали, совместимы с любыми другими сетевыми устройствами.
Сетевой адаптер — это периферийное устройство компьютера, непосредственно взаимодействующее со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами.
Сетевой адаптер снабжен собственным интерфейсом, который реализуется аппаратными и программными средствами.
Аппаратные средства — контроллер, который принимает и передает данные, фиксируя их в своем процессоре.
Программные средства — драйверы, которые представляют собой специальные программы, управляющие аппаратными средствами интерфейса.
Функции сетевого адаптера:
Оформление передаваемой информации в виде кадра определенного формата. Кадр включает несколько служебных полей, среди которых имеется адрес компьютера назначения и контрольная сумма кадра, по которой сетевой адаптер станции назначения делает вывод о корректности доставленной по сети информации.
Получение доступа к среде передачи данных. В локальных сетях в основном применяются разделяемые между группой компьютеров каналы связи, доступ к которым предоставляется по специальному алгоритму (наиболее часто применяются метод случайного доступа).
Кодирование последовательности бит кадра последовательностью электрических сигналов при передаче данных и декодирование при их приеме. Кодирование должно обеспечить передачу исходной информацию по линиям связи с определенной полосой пропускания и определенным уровнем помех таким образом, чтобы принимающая сторона смогла распознать с высокой степенью вероятности посланную информацию.
Преобразование информации из параллельной формы в последовательную и обратно. Эта операция связана с тем, что для упрощения проблемы синхронизации сигналов и удешевления линий связи в вычислительных сетях информация передается в последовательной форме, бит за битом, а не побайтно, как внутри компьютера.
Синхронизация битов, байтов и кадров. Для устойчивого приема передаваемой информации необходимо поддержание постоянного синхронизма приемника и передатчика информации.
Сетевые адаптеры различаются:
• по типу и разрядности используемой в компьютере внутренней шины данных;
• по типу принятой в сети сетевой технологии (Ethernet, Token Ring, FDDI и т.п.).