Модель взаимодействия открытых систем.
Семиуровневая модель взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection, OSI). Модель ISO/ OSI предполагает, что все сетевые приложения можно подразделить на семь уровней, для каждого из которых созданы свои стандарты и общие модели.
Теоретически, каждый уровень должен взаимодействовать с аналогичным уровнем удаленного компьютера. На практике каждый из них, за исключением физического, взаимодействует с выше – и нижележащими уровнями – представляет услуги вышележащему и пользуется услугами нижележащего.
Физический уровень описывает физические свойства (например, электромеханические характеристики) среды и сигналов, переносящих информацию.
Канальный уровень обеспечивает перенос данных по физической среде.
Сетевой уровень В отличии от канального уровня, имеющего дело с физическими адресами, сетевой уровень работает с логическими адресами.
Транспортный уровень предоставляет услуги, аналогично услугам сетевого уровня. Надежность гарантируют лишь некоторые (не все) реализации сетевых уровней, поэтому ее относят к числу функций, выполняемых транспортным уровнем.
Сеансовый уровень обеспечивает установление и разрыв сеансов, и управление ими.
Представительный уровень позволяет двум стекам протоколов «договариваться» о синтаксисе (представлении) передаваемых друг другу данных.
Прикладной уровень – высший в модели ISO/ OSI. На этом уровне выполняться конкретные приложения, которые пользуются услугами представительного уровня (электронная почта).
Среды передачи данных (кабельные соединения, особенности использования коаксиального кабеля и витой пары).
К пассивному оборудованию сетей относятся кабели, разнообразные соединители и средства преобразования характеристик, включаемые между разнотипными кабелями и/или соединителями. Пассивное оборудование в основном определяется средой передачи данных. Традиционной и наиболее широко распространенной физической средой передачи информации в сетях являются кабели.
Кабелем называют конструкцию из нескольких проводов, заключенных в общий чулок, защищающий их от внешних воздействий. Все кабели, применяемые для передачи информации, разделяется на электрические, называемые медными, и оптоволоконные.
Медные кабели издавна используется в качестве среды передачи сигналов в различных диапазонах частот. Основными электрическими параметрами медного кабеля в данном применении являются волновое сопротивление полоса пропускания, погонное затухание сигнала, чувствительность к электромагнитным помехам, а также собственное излучение сигнала.
Оптические кабели позволяют передавать сигналы в более широкой полосе частот и на большие расстояния, обеспечивая полную гальваническую развязку соединяемых устройств. По оптическим свойствам различают одномодовое (SM) и многомодовое (MM) волокно.
-Кроме кабелей к среде передачи данных относится и соединительная аппаратура. Кабели совместно с соединительной аппаратурой — разъемными или неразъемными соединителями, называемыми коннекторами — образуют кабельную линию.
Для передачи электрических сигналов между двумя точками необходимо организовать замкнутую электрическую цепь, соединяющую передатчик и приемник.
При потенциальном представлении информативным является уровень напряжения сигнала, переданный передатчиком и полученный приемником. Передача с потенциальным представлением может быть как асимметричной, так и симметричной.
При асимметричной передаче один из проводов, соединяющих узлы, назначается общим — его потенциал относительно земли остается более или менее постоянным. Информативным (полезным сигналом) является потенциал на сигнальном проводе относительно общего провода.
При симметричной, передаче оба провода цепи являются равноправными, а информативна разность потенциалов между ними.
Несимметричные кабели — коаксиальные
Коаксиальный кабель в качестве среды передачи данных используется только в устаревших сетевых технологиях Ethernet 10Base5, Ethernet 10Base2 и ARCnet. Кроме того, он используется в кабельном телевидении (CATV) и в качестве антенного кабеля.
1 — центральная жила, 2 — диэлектрик, 3 — оплетка, 4 — изолирующий защитный чулок
Здесь электрическими проводниками являются центральная жила и экранирующая оплетка. Диаметр жилы и внутренний диаметр оплетки, а также диэлектрическая проницаемость изоляции между ними определяют частотные свойства кабеля. Материал и сечение проводников и изоляции определяют потери сигнала в кабеле и его импеданс Коаксиальный кабель используется только при асимметричной передаче сигналов, поскольку он сам принципиально асимметричен.
Главный недостаток коаксиального кабеля — ограниченная пропускная способность — в локальных сетях «потолок» 10 Мбит/с достигнут в технологии Ethernet 10Base2 и lOBase5.
В разных приложениях используется коаксиальный кабель с различными значениями импеданса: 50 Ом — Ethernet, 75 Ом — передача радио- и телевизионных сигналов, 93 Ом — в ARCnet.
Для соединения коаксиального кабеля применяют коаксиальные коннекторы. Их импеданс должен совпадать с импедансом кабеля, иначе в местах соединения возникнут отраженные сигналы, нарушающие нормальную работу аппаратуры. Чтобы не возникало отражений на концах, каждый кабельный сегмент должен оканчиваться терминатором — резистором, сопротивление которого совпадает с импедансом кабеля. Терминатор может быть внешним — подключаться к коннектору на конце кабеля, или внутренним находиться внутри устройства, подключаемого этим кабелем.
Для коаксиала допускается только чисто шинная топология, Т-образные ответвления для подключения абонентов недопустимы.
Инструменты, монтаж и тестирование
Для разделки коаксиальных кабелей существуют стриперы. Они имеют набор ножей, подрезающих слои на различную глубину. Для обжима центральных контактов и колец фиксации экрана существуют специальные кримперы, опять-таки специфичные для каждого типа коннекторов.
Симметричные кабели — витая пара
Витая пара в качестве среды передачи используется во всех современных сетевых технологиях, а также в аналоговой и цифровой телефонии. Любые сети на витой паре основаны на звездообразной физической топологии.
Кабели на скрученной, или витой паре используются для дифференциальной передачи сигнала. При скручивании оказывается, что проводники идут всегда под некоторым углом друг к другу, что снижает емкостную и индуктивную связь между ними. Чем мельче шаг скрутки, тем меньше перекрестные помехи, но и больше погонное затухание кабеля, а также время распространения сигнала. Впервые в сетевых технологиях была применена в сетях Token Ring.