Файл: Шпора.docx

Для локальных сетей применяется «шина», «звезда» и «кольцо».

«Шинная» топология:

1. Не требует дорогостоящих коммутаторов

2. Очень дешевая

3. Очень маленький расход проводов

4. При выходе из строя подключенного компьютера сеть продолжает работать

5. При удлинении «шины» требуется остановить работу сети

6. Низкая надежность при разрыве связи в проводах (но можно получить две сети, для чего надо поставить терминаторы).

Топология «звезда»:

1. Наличие дорогого коммутатора, к которому подключаются все компьютеры

2. Высокая надежность, которая ограничена надежностью коммутатора; выход из строя сегмента сети не приводит к отключению сети

3. Большой расход кабеля

Топология «кольцо»:

1. Низкий расход кабеля

2. Отсутствие коммутатора

3. Высокая пропускная способность

4. Низкая надежность (разрыв кабеля ведет к разрыву сети)

5. Пропускная способность не зависит от трафика, т.е. трафик максимальный и максимальная пропускная способность.

Топологии бывают физические и логические.

Физические топологии – топологии линий связи.

Логические топологии – топологии логических каналов связи.

Вопрос № 4

Физическая среда передачи данных (СПД), ее виды и характеристики. Витая пара, коаксиальный кабель, оптоволокно, эфир, и их сравнительная характеристика.

Виды физических линий связи (среды передачи данных):

1. Проводная среда

2. Беспроводная среда

Виды проводной среды:

1. Коаксиальный кабель:

RG-58 – тонкий коаксиальный кабель. Существует толстый коаксиальный кабель, который позволяет увеличить длину сети, сохраняя пропускную способность:

тонкий – 25м

толстый – 500м

Чаще всего используется в топологии «шина». Скорость передачи 10Мбит/с.

2. Витая пара

Два свитых изолированных провода – идеальная форма для уменьшения влияния внешних помех. Для такой связи используют «манчестерское кодирование». Бывают 2-ух и 4-х жильные.

Категорию витой пары определяет количество проводов, качество проводов, экранированность (используется металлическая оплетка). В зависимости от категории скорость может быть равна 4, 10, 100 Мбит/с, самые лучшие – 1 Гбит/с. Используется в топологии «звезда».

Передачи бывают:

1) симплексная (однонаправленная)

2) полудуплексная (передатчик и приемник находятся на двух сторонах, но передача происходит по одному каналу, разделение происходит по времени – когда один передает, другой принимает)

3) дуплексная (прием и передача происходит одновременно по двум направлениям с использованием двух каналов связи).

3. Оптические линии связи

Скорость передачи доходит до сотен Гбит/с.

Сравнение:

1 – удобно прокладывать, средняя стоимость, средняя пропускная способность

2 – низкая стоимость, выше средней пропускная способность, расстояние меньше (150 м)

3 – очень высокая пропускная способность, очень высокая стоимость изготовления и прокладки.

4. Радиосвязь, инфракрасная связь.

Начиная с середины 90-х годов достигла необходимой зрелости и технология мо­бильных компьютерных сетей. С появлением стандарта IEEE802.11 в 1997 году появилась возможность строить мобильные сетиEthernet, обеспечивающие взаимодействие пользователей независимо от того, в какой стране они находятся и оборудованием какого производителя они пользуются.

Каждый узел оснащается антенной, которая одновременно является передатчи­ком и приемником электромагнитных волн. Электромагнитные волны распро­страняются в атмосфере или вакууме со скоростью 3 х 10⁸м/с во всех направле­ниях или же в пределах определенного сектора.

Преимущества:

1. Нет привязки к проводам

Вопрос № 5

Передача данных по кабелям с использованием различных видов кодирования сигналов. Аналоговые и цифровые сигналы. NRZ-кодирование и манчестерское кодирование.

Для передачи сигнала из одного узла другому его надо закодировать. Кодирование – это способ представления информации. Информация в компьютере является двоичной, и надо выбрать способ представления сигналов в виде 0 и 1. Сигналы бывают разными:

1) аналоговые

2) цифровые

Аналоговый сигнал характеризуется непрерывно изменяющейся физической величиной (например, напряжением).

Цифровой (дискретный) сигнал характеризуется изменением какой-то физической величины между строго ограниченным числом значений. Для кодирования цифровых сигналов может применяться потенциальное или импульсное кодирование.

При потенциальном кодировании 0 и 1 характеризуется напряжением:

При импульсном кодировании 1 и 0 кодируются импульсами:

Для кодирования информации аналоговых сигналов используется модуляция (изменение какой-то характеристики сигнала по закону другого сигнала).

Есть амплитудная модуляция (используется в радиопередаче):

Частотная модуляция:

Фазово-импульсная модуляция (механическое представление):

Стрелка замыкает контакт. Она вращается с очень большой скоростью. Сигналы передаются по кускам. Исключим сигналы (гармоники), которые меньше по частоте, чем две скорости вращения стрелки. Аналоговый сигнал превращается в цифровой. По одному физическому каналу связи в режиме разделения времени можем передавать много информации параллельно. Частота вращения стрелки – частота дискретизации.

Теорема Котельникова: частота дискретизации должна быть как минимум в 2 раза больше, чем максимальная частота кодируемого сигнала.

При фазово-импульсной модуляции наблюдается высокая помехоустойчивость (т.е. устойчивость к наводкам).

При затухании аналоговых сигналов форма сигнала сохраняется, но уменьшается амплитуда:

При затухании цифровых сигналов изменяется и форма:

Чтобы передать аналоговые сигналы на большие расстояния, используют усилители. При передаче цифровых сигналов используют повторители (распознает старый сигнал и предает такой же новый).

Способы кодирования сигналов:

1. NRZ-кодирование (без возврата к нулю)

Для такого кодирования необходимо использовать синхронизатор (тактовый генератор) на обеих сторонах. Можно использовать либо два синхронизированных генератора, либо для синхронизации использовать дополнительную линию.

2) «Манчестерское кодирование»

Ноль кодируется переходом от положительной полярности к отрицательной, единица – от отрицательной к положительной.

Здесь также необходимо использовать тактовые генераторы (для случая 00 или 11), но в дополнительной линии нет необходимости.

Вопрос № 6

Канальный уровень OSI. Метод доступа к среде передачи данных CSMA/CD. Диаграмма перехода между состояниями.

Канальный уровень osi.

Канальный уровеньявляется первым уровнем (если идти снизу вверх), который работает в режиме коммутации пакетов. На этом уровнеPDUобычно носит название кадр(frame).

Функции средств канального уровня определяются по-разному для локальных и глобальных сетей.

В локальных сетяхканальный уровень должен обеспечивать доставку кадра между любымиузлами сети. При этом предполагается, что сеть имеет типо­вую топологию, например общую шину, кольцо, звезду или дерево. Примерами технологий локальных сетей, применение кото­рых ограничено типовыми топологиями, являются Ethernet, FDDI, Token Ring.

В глобальных сетяхканальный уровень должен обеспечивать доставку кадратолько между двумя соседними узлами, соединенными индивидуальной лини­ей связи. Примерами двухточечных протоколов (как часто называют такие протоколы) могут служить широко распространенные протоколы РРР и HDLC. На основе двухточечных связей могут быть построены сети произвольной то­пологии.

Одной из функций канального уровня является поддержание интерфейсов с ни­жележащим физическим уровнем и вышележащим сетевым уровнем. Сетевой уро­вень направляет канальному уровню пакет для передачи в сеть или принимает от него пакет, полученный из сети. Физический уровень используется каналь­ным как инструмент, который принимает и передает в сеть последовательности битов.

Начнем рассмотрение работы канального уровня, начиная с момента, когда сете­вой уровень отправителя передает канальному уровню пакет, а также указание, какому узлу его передать. Для решения этой задачи канальный уровень создает кадр, который имеет поле данных и заголовок. Канальный уровень инкапсулирует пакет в поле данных кадра и заполняет соответствующей слу­жебной информацией заголовок кадра. Важнейшей информацией заголовка кад­ра является адрес назначения, на основании которого коммутаторы сети будут продвигать пакет.

Одной из задач канального уровня является обнаружение и коррекция ошибок. Для этого канальный уровень фиксирует границы кадра, помещая специальную последовательность битов в его начало и конец, а затем добавляет к кадру кон­трольную сумму (FCS). Контрольная сумма вычисляется по неко­торому алгоритму как функция от всех байтов кадра.