14. Сетевые технологии
14.1.Топологии.
Сетевая тополо́гия (от греч. τόπος, - место)— способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств.
Сетевая топология может быть:
1.физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.
2.логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.
3.информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.
4.управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.
Существует множество способов соединения сетевых устройств. Выделяют 3 базовых топологии:
1.Шина-общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции.
2.Кольцо —это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только
передаёт.
3.Звезда́ —базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети.
14.2. Модель iso/osi.
Сетевая модель OSI(англ. open systems interconnection basic reference model — базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, сокр. ЭМВОС; 1978 г.) — абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов.
14.3. Структура пакета. Понятие инкапсуляции
Инкапсуляция-добавление служебной информации.
Информация в локальных сетях, как правило, передается отдельными порциями, кусками, называемыми пакетами, кадрами или блоками. Использование пакетов связано с тем, что в сети, как правило, одновременно может происходить несколько сеансов связи (во всяком случае, при топологиях «шина» и «кольцо»), то есть в течение одного и того же интервала времени могут идти два или больше процессов передачи данных между различными парами абонентов. Пакеты как раз и позволяют разделить во времени сеть между передающими информацию абонентами.
Важно также и то, что при передаче больших массивов информации становится довольно высокой вероятность ошибки из-за помех и сбоев.
Структура пакета определяется прежде всего аппаратурными особенностями данной сети, выбранной топологией и типом среды передачи информации, а также существенно зависит от используемого протокола (порядка обмена информацией). Строго говоря, в каждой сети структура пакета индивидуальна.
В процессе сеанса обмена информацией по сети между передающим и принимающим абонентами происходит обмен информационными и управляющими пакетами по установленным правилам, называемым протоколом обмена.
14.4. Кодирование сигналов.
Потенциальный код NRZ
NRZ-называется кодированием без возвращения к нулю или потенциальное кодирование.
Для передачи единиц и нулей используются два устойчиво различаемых потенциала:
биты 0 представляются значением U (В);
биты 1 представляются нулевым напряжением (0 В).
NRZI
Потенциальный код NRZI
NRZI- потенциальный код с инверсией при передаче единицы потенциал инвертируется на противоположный. Он удобен в тех случаях, когда наличие третьего уровня сигнала весьма нежелательно, например в оптических кабелях, где устройство распознаются только два сигнала – свет и темнота.
При передаче последовательности единиц, сигнал, в отличие от других методов кодирования, не возвращается к нулю в течение такта. То есть смена сигнала происходит при передаче единицы, а передача нуля не приводит к изменению напряжения.
Достоинства метода NRZ:
— Простота реализации.
— Метод обладает хорошей распознаваемостью ошибок (благодаря наличию двух резко отличающихся потенциалов).
— Основная гармоника f0 имеет достаточно низкую частоту (равную N/2 Гц, где N — битовая скорость передачи дискретных данных [бит/с]), что приводит к узкому спектру.
Недостатки метода NRZ:
— Метод не обладает свойством самосинхронизации. При высоких скоростях обмена данными и длинных последовательностях единиц или нулей небольшое рассогласование тактовых частот может привести к ошибке в целый такт и, соответственно, считыванию некорректного значения бита.
— Вторым серьёзным недостатком метода, является наличие низкочастотной составляющей, которая приближается к постоянному сигналу при передаче длинных последовательностей единиц и нулей.
С возвратом к нулю
То есть каждый бит передается 3-мя уровнями напряжения. Поэтому требует в 2 раза больше скорости по сравнению с обычной скоростью. Используется в оптоволокне. Это квазитроичный код, то есть изменение сигнала происходит между 3-мя уровнями.
Манчестерское кодирование
При манчестерском кодировании каждый такт делится на две части. Информация кодируется перепадами потенциала в середине каждого такта. Единица кодируется перепадом от низкого уровня сигнала к высокому, а ноль — обратным перепадом. У манчестерского кода нет постоянной составляющей (меняется каждый такт), а основная гармоника в худшем случае (при передаче последовательности единиц или нулей) имеет частоту N Гц, а в лучшем случае (при передаче чередующихся единиц и нулей) — N/2 Гц, как и у NRZ. В среднем ширина спектра при манчестерском кодировании в два раза шире чем при NRZ кодировании.
Биполярный код AMI
AMI-код использует следующие представления битов:
биты 0 представляются нулевым напряжением (0 В);
биты 1 представляются поочерёдно значениями -U или +U (В).
AMI-код обладает хорошими синхронизирующими свойствами при передаче серий единиц и сравнительно прост в реализации. Недостатком кода является ограничение на плотность нулей в потоке данных, поскольку длинные последовательности нулей ведут к потере синхронизации. Используется в телефонии уровня передачи данных, когда используются потоки мультиплексирования.