ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.12.2021
Просмотров: 2954
Скачиваний: 33
33
форматирующая или адресная, которая необходима для успешной
передачи по сети.
На принимающей стороне пакет проходит через все уровни в
обратном порядке. ПО на каждом уровне читает информацию
пакета, затем удаляет информацию, добавленную к пакету на этом
же уровне отправляющей стороной, и передает пакет следующему
уровню. Когда пакет дойдет до Прикладного уровня, вся адресная
информация будет удалена, и данные примут свой первоначальный
вид.
Таким образом, за исключением самого нижнего уровня
сетевой модели, никакой иной уровень не может непосредственно
послать
информацию
соответствующему
уровню
другого
компьютера. Информация на компьютере – отправителе должна
пройти через все уровни. Затем она передается по сетевому кабелю
на компьютер – получатель и опять проходит сквозь все слои, пока
не достигнет того же уровня, с которого она была послана на
компьютере – отправителе.
Взаимодействие смежных уровней осуществляется через
интерфейс. Интерфейс определяет услуги, которые нижний уровень
предоставляет верхнему и способ доступа к ним.
3.4 Описание уровней модели OSI.
Уровень № 1. Физический (physical
).
Осуществляет передачу неструктурированного "сырого" потока
битов по физической среде. Здесь реализуется электрический,
оптический, механический и функциональный интерфейс с кабелем.
ФУ также формирует сигналы, которые переносят данные от всех
вышележащих уровней.
На этом уровне определяется способ соединения сетевого
кабеля с платой сетевого адаптера, в частности, количество
контактов и их функции. Кроме того, здесь определяется способ
передачи данных по сетевому кабелю.
ФУ предназначен для передачи битов (0 и 1) от одного
компьютера к другому. Содержание самих битов на данном уровне
значения не имеет. Этот уровень отвечает за кодирование данных и
синхронизацию битов, гарантируя, что переданная единица будет
воспринята именно как 1, а не как 0. Ф.У. устанавливает
длительность каждого бита и способ перевода бита в
соответствующие электрические или оптические импульсы,
передаваемые по сетевому кабелю.
ФУ описывает физическую среду, составляющую сеть: медные
провода, оптоволокно, космические спутники, пассивные и
активные концентраторы, устройства связи, кабели и кабельную
сеть, разъемы, мультиплексоры, трансмиттеры,
34
На ФУ определяются следующие элементы:
•
типы сетевых соединений (многоточечные и двухточечные);
•
физическая топология (схема сети): шинная, кольцевая,
звездообразная;
•
аналоговая и цифровая передача сигналов, включая различные
методы кодирования данных;
•
синхронизация битов между отправителем и получателем;
•
передача в основной полосе частот и широкополосная
передача – различные методы использования полосы
пропускания;
•
мультиплексирование – комбинация нескольких каналов
передачи данных в один.
Уровень №2.Канальный уровень
(Date link)
Осуществляет передачу кадров данных от Сетевого уровня (СУ)
к Физическому. Кадры – это логически организованная структура, в
которую можно помещать данные. Канальный уровень компьютера
– получателя упаковывает "сырой" поток битов, поступающих от
ФУ, в кадры данных.
КУ
обеспечивает
точность
передачи
кадров
между
компьютерами через ФУ. Это позволяет СУ считать передачу
данных по сетевому соединению фактически безошибочной.
Когда КУ посылает кадр, он ожидает со стороны получателя
подтверждения приема. КУ получателя проверяет наличие
возможных ошибок передачи. Кадры, поврежденные при передаче,
или кадры, получение которых не подтверждено, посылаются
вторично.
Помимо данных, в каждом пакете содержится адресная
информация и, иногда, запись о количестве данных в пакете. Таким
образом, сеть может узнать об утрате части данных. Содержание и
структура пакетов зависит от типа сети. Поэтому, если в сети
используются два протокола канального уровня (например, Ethernet
и Token Ring), то для того, чтобы они могли взаимодействовать
между собой, следует использовать мост.
Устройства,
ассоциируемые
с
КУ
являются
мосты,
интеллектуальные концентраторы и платы сетевого интерфейса.
Уровень 3.Сетевой уровень (Network)
Отвечает за адресацию сообщений и перевод логических
адресов и имен в физические адреса. Исходя из конкретных сетевых
условий, приоритета услуги и других факторов здесь определяется
35
маршрут от компьютера – отправителя к компьютеру – получателю.
На этом уровне решаются задачи, связанные с сетевым трафиком,
как коммутация пакетов, маршрутизация и перегрузки.
Если сетевой адаптер маршрутизатора не может передавать
большие блоки данных, посланные компьютером – отправителем,
на Сетевом уровне эти блоки разбиваются на меньшие, а Сетевой
уровень компьютера - получателя собирает эти данные в исходное
состояние.
Протоколы СУ отвечают за определение наилучшего пути
маршрутизации данных между компьютерами. Определяются
сетевые адреса, такие как IP (часть протокола TCP/IP).Оптимальный
путь доставки информации из одного сегмента сети в другой
определяют маршрутизаторы. Протоколы не отвечают за доставку
данных по конечному адресу, а только находят наилучший путь.
Уровень 4.Транспортный уровень (Transport)
Обеспечивает дополнительный уровень соединения – ниже
сеансового уровня. ТУ гарантирует доставку пакетов без ошибок, в
той же последовательности, без потерь и дублирования. На этом
уровне сообщения переупаковываются: длинные разбиваются на
несколько пакетов, а короткие объединяются в один. Это
увеличивает эффективность передачи пакетов по сети. На ТУ
компьютера
–
получателя
сообщения
распаковываются,
восстанавливаются в первоначальном виде, и посылается сигнал
подтверждения приема. ТУ управляет потоком, проверяет ошибки и
участвует в решении проблем, связанных с отправкой и получением
пакетов.
Протоколы транспортного уровня, такие как SPX или TCP
отвечают за доставку данных по логическим адресам, определяемым
протоколами сетевого уровня.
Уровень 5.Сеансовый уровень (Session)
Позволяет двум приложениям на разных компьютерах
устанавливать, использовать и завершать соединение, называемое
сеансом. На этом уровне выполняются такие функции, как
распознавание имен и защита, необходимые для связи двух
приложений в сети.
СУ обеспечивает синхронизацию между пользовательскими
задачами посредством расстановки в потоке данных контрольных
точек. Таким образом, в случае сетевой ошибки,
потребуется
заново передать только данные, следующие за последней
контрольной точкой. На этом уровне выполняется управление
диалогом между взаимодействующими процессами, то есть
36
регулируется какая из сторон осуществляет передачу, когда, как
долго и т.д.
Службы сеансового уровня предоставляет NetBIOS.
Уровень 6.Представительский уровень (Presentation)
Определяет формат, используемый для обмена данными между
сетевыми
компьютерами.
Этот
уровень
можно
назвать
переводчиком. На компьютере – отправителе данные, поступившие
от прикладного уровня, на этом уровне переводятся в общепонятный
промежуточный формат. На компьютере – получателе на этом
уровне происходит перевод из промежуточного формата в тот,
который используется Прикладным уровнем данного компьютера.
ПУ отвечает за преобразование протоколов, трансляцию данных, их
шифрование, смену или преобразование применяемого набора
символов (кодовой таблицы и расширение графических команд).
ПУ, кроме того, управляет сжатием данных для уменьшения
передаваемых битов.
На этом уровне работает утилита, называемая редиректором. Ее
назначение – переадресовывать операции ввода/вывода к ресурсам
сервера.
Уровень 7.Прикладной уровень (Application)
Представляет собой окно для доступа прикладных программ к
сетевым услугам. Этот уровень обеспечивает услуги, напрямую
поддерживающие приложения пользователя, такие как программное
обеспечение для передачи файлов, доступа к базам данных и
электронная почта. Нижеследующие уровни поддерживают задачи,
выполняемые на ПрУ. ПрУ управляет общим доступом к сети,
потоком данных и обработкой ошибок.
Вопросы для самопроверки:
1.
Характерные особенности АСУТП.
2.
Назвать свойства локальных систем.
3.
Принцип работы сети.
4.
Что такое OSI и как взаимодействуют ее уровни?
5.
Описать уровни модели OSI.
4.Топология сети
4.1 Виды сетей
4.2 Топология типа «звезда»
4.3 Кольцевая топология
4.4 Шинная топология
4.5 Выбор топологии
4.6 Древовидная структура локальной сети
37
Ключевые слова:
локальная сеть, топология, «звезда», «шина»,
«кольцо», древовидная структура.
4.1 Виды сетей
Способ соединения компьютеров в сети называется
топологией.
Существуют следующие виды сетей:
o
LAN (Local Area Network);
o
MAN (Metropolitan Area Network);
o
WAN (Wide Area Network);
o
GAN (Global Area Network).
В данном курсе будем рассматривать только локальные сети.
Локальная сеть
представляет собой соединение нескольких
компьютеров с помощью соответствующего аппаратного и
программного обеспечения.
Преимущества от сети:
•
распределение данных. Данные в сети хранятся на
центральном компьютере (К) и могут быть доступны для
любого К, подключенного к сети. Поэтому не надо на каждом
рабочем месте иметь накопители для хранения одной и то же
информации.
•
распределение ресурсов. Периферийные устройства могут
быть доступны для всех пользователей сети (факс, принтер и
др.);
•
распределение программ. Все пользователи сети могут иметь
доступ
к
программам,
которые
были
один
раз
централизованно установлены. При этом должна работать
сетевая версия соответствующих программ;
•
электронная почта. Все пользователи сети могут передавать
или принимать сообщения.
Центральный компьютер всей локальной сети называется файловый
сервер (сервер). Остальные компьютеры рабочие станции – клиенты.
4.2 Топология типа «звезда».
Концепция топологии сети в виде
звезды
пришла из области
больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает
все данные с периферийных устройств как активный узел обработки
данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных,
например, в электронной почте сети Relcom. Вся информация между
двумя периферийными рабочими местами проходит через
центральный узел вычислительной сети.
Пропускная способность сети определяется вычислительной
мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции.
Коллизий (столкновений) данных не возникает.