6. Сетевые адаптеры: понятие, функции. Кодирование-декодирование сигнала в кабеле. Мас-адрес.

Сетевой адаптер (сетевая карта, сетевая плата, Network Interface Card, NIC) – это устройство, которое соединяет компьютер со средой передачи.

Функции сетевой платы:

1. Обеспечить физический интерфейс через гальваническую развязку.

Формирование импульса

в проводнике.

2. Осуществление доступа к каналу связи.

3. Передача или приём импульсов через кабель.

4. Кодирование или декодирование.

5. Преобразование параллельного кода в последовательный при передаче и обратное преобразование при приёме.

6. Идентификация адреса в принимаемом кадре.

Media Access Control, MAC – 48-битный идентификатор сетевого узла.

7. Формирование кадра для последовательной передачи (исходное сообщение разбить на порции).

8. Буферизация сетевых кадров (для синхронизации скоростей передачи и скорости обработки).

Кодирование – декодирование (манчестерское кодирование)

Кодирование информации — процесс преобразования сигнала из формы, удобной для непосредственного использования информации, в форму, удобную для передачи, хранения или автоматической переработки

Декодирование- процесс, обратный кодированию.

Манчестерское кодирование.

Входной сигнал представляет собой последовательность бит равной длительности. В каждом такте передается один бит информации. При манчестерском кодировании каждый такт делится на две части. Информация кодируется перепадами потенциала в середине каждого такта. Манчестерский код заменяет единичный информационный бит на отрицательный переход в центре битового интервала, а нулевой информационный бит — на положительный переход в центре битового интервала, т.е. единица кодируется перепадом от высокого уровня сигнала к низкому, а ноль – обратным перепадом (рис.1). В других схемах Манчестера применяется прямо противоположное представление (рис. 2). В начале каждого такта может происходить служебный перепад сигнала, если нужно представить несколько единиц или нулей подряд. Таким образом, в центре каждого битового интервала сигнала в манчестерском коде обязательно имеется фронт (положительный или отрицательный), который может быть использован приемником этого сигнала для синхронизации приема каждого информационного бита. Переход, выполняемый сигналом в середине сигнального временного интервала, одновременно указывает значение бита и является синхросигналом. Поэтому манчестерский код называется самосинхронизирующимся кодом.

Рисунок 1

Рисунок 2.

7. Аппаратные компоненты кс: повторитель, концентратор, мост, коммутатор, маршрутизатор, шлюз.

Повторитель(repeater)

Повторитель физически соединяет 2 кабеля

Повторители бывают:

1)пассивные (поиск затухания сигнала, из-за сопротивления)

2)активные(усиливает сигнал)

Концентратор (hub)

Центральное коммутирующее устройство в топологии «звезда»

1)Пассивные

2)активные

Концентратор функционирует на физическом уровне модели OSI. Концентратор соединяет однородные участки кабеля (в большинстве случаев)

Мост (bridge)

Это устройство для соединения 2-х сетевых сегментов, во-первых сегменты могут быть разнородными (разные кабели, применяется коаксиал и витая пара); во-вторых это фильтрация пакетов при передаче данных

Мост функционирует на физическом и канальном уровне модели OSI.

Отличие от повторителя:

Мост соединяет разные подсети в рамках одной сети

Мосты:

1)прозрачные (компьютеры, передающие данные в сеть не знают о существовании мостов)

2)с маршрутизацией по источнику

Коммутатор (switch)

Это многопортовый мост, функционирующий на основе динамически формируемой таблице адресов

Switch соединяет сети (в отличие от концентратора)

Принципы коммутации:

1)коммутационная матрица

2)общая шина

3)разделяемая память

Маршрутизатор (router)

Интеллектуальное коммуникационное устройство, предназначенное для динамического отслеживания структуры сети, прим. работоспособен той или иной сегмент; трафика, а так же выбора на основе этих данных оптимального маршрута передачи пакетов.

Мосты и маршруты организуются в виде отдельных компьютеров.

Маршрутизатор функционирует на физическом канальном и сетевом уровне модели OSI. Маршрутизатор анализирует не МАС адрес, а сетевой адрес.

Маршрутизаторы:

1)статические

2)динамические(автоматическое создание и динамическое обновление таблиц)

Результат работы маршрутизатора: уменьшение погрузки сети, вследствие фильтрации и повышение надежности доставки данных.

Эти устройства соединяют устройства одной сетевой архитектуры (пример Ethernet)

Шлюз (gateway)

Это ретрансляционная система, обеспечивая взаимодействие сетей различной архитектуры, т.е сетей с различными наборами протоколов 7ми уровней модеме.

Шлюз функционирует на всех 7ми уровнях модели OSI.

Функции:

1)преобразование сигналов и кадров разнородных сетей

2)преобразование сетевых пакетов

3)преобразование сообщений (применяется преобразование почтовых сообщений из специального формата в формат SNTP)