Выбор типа коммуникационного устройства, обеспечивающего подключение ПК к информационной сети того или иного масштаба, и его конкретной модели напрямую зависит от способа подключения к сети и характеристик линии связи, оговоренных вариантом задания (см. таблицу П1.2. ).

Дополнительные устройства

К числу таких устройств в первую очередь следует отнести устройства обеспечения ПК качественным электропитанием. Сети электропитания мегаполисов и промышленных центров характеризует наличие высоковольтных импульсных бросков напряжения (высокочастотные помехи), долговременное изменение уровня напряжения, выходящее за пределы эксплуатационных требований, и кратковременные перебои подачи напряжения. Эти факторы негативно сказываются на работоспособности ПК и могут привести к потере информации, «зависанию» компьютера и даже полному выходу из строя отдельных узлов.

Устранить (точнее – эффективно снизить) воздействие высокочастотных (ВЧ) помех можно, используя подключение ПК к электросети через сетевой фильтр . Сетевой фильтр представляет собой недорогое устройство, в электрическую цепь которого включены реактивные элементы – конденсаторы и индуктивности, весьма существенно понижающие уровень ВЧ помех. От других видов перебоев электропитания сетевой фильтр не защищает ! В виду существенной важности решаемой сетевым фильтром задачи, при выборе конкретной модели не стоит ориентироваться на широко представленную на рынке продукцию сомнительного качества от неизвестных производителей. В качестве достойного выбора могут быть рекомендованы сетевые фильтры компании APC .

Единственной надежной защитой комплекса ПК и периферийного оборудования от всех видов изменений и отключений питающего напряжения являются (Uninterruptible Power Supply – UPS ). Источники бесперебойного питания (ИБП) строятся на основе несколько различных структурных схем, отличающихся сложностью и, соответственно, эффективностью работы и ценой. Для применения в домашних или индивидуальных офисных условиях могут быть рекомендованы относительно простые и недорогие линейно-интерактивные ИБП. Более простые и, соответственно, дешевые ИБП, относящиеся к типу «резервные », не всегда могут обеспечить качественное электропитание в экстремальных ситуациях. Если речь идет об электропитании серверов, лучше ориентироваться на качественные ИБП с двойным преобразованием частоты (или On-line ИБП). В любом случае следует выбирать модели ИБП от известных, хорошо зарекомендовавших себя производителей. Говоря о позициях конкретных компаний на рынке ИБП, можно отметить, что в сегменте ИБП малой мощности (до 3 кВА) около половины рынка принадлежит компании APC , что во многом объясняется разветвленной сетью партнеров и дистрибьюторов. На втором месте идет компания Invensys (владелец торговых марок Best Power и Powerware ). На третьем по объему реализуемой продукции с примерно равными позициями идут компании Liebert-Hiross и Chloride .

При выборе конкретной модели ИБП следует иметь в виду, что в паспортных данных на них приводится полная мощность источника (измеряется в Вольт-Амперах), в то время как для потребителей обычно указывается активная мощность (измеряется в Ваттах). То есть, суммируя мощность, потребляемую ПК и другими устройствами от ИБП, следует выбирать ИБП со значением полной мощности примерно на 30% большим , чем полученное суммарное значение активной мощности подключенных потребителей.

Дополнительные сведения, касающиеся возникающих в процессе выполнения работы вопросов, можно подучить, прибегнув к рекомендуемым источникам информации, а также к другим современным публикациям по этой тематике.

Библиографический СПИСОК

1. Соломенчук В., Шишигин И., Колесниченко О. Аппаратные средства PC. Наиболее полное руководство в подлиннике. 6-е издание, перераб. – СПб: BHV, 2009. – 800 с.

2. Жадаев А.Г. Персональный компьютер: Сборка, запуск, диагностика. – М: НТ Пресс, 2009. – 384 с.

3. www.stream.ru/

4. www.ixbt.com/

5. www.price.ru/

Приложение 1

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Таблица П1.1

1-я цифра варианта	характер работ и приложений, на выполнение которых преимущественно ориентирован ПК
	Домашний ПК: работа с офисными приложениями (MSOffice ); просмотр видео; печать текста и таблиц.
0, 2	Домашний ПК: работа с графикой на любительском уровне; качественная печать изображений; сканирование печатных изображений и фотопленок.
	Домашний ПК: работа со звуком на любительском уровне; качественное звуковоспроизведение; просмотр видео; просмотр программ телевизионного вещания.
	Домашний ПК: компьютерные игры с 3D -графикой и качественным звуком; просмотр видео.
	Офисный ПК: работа с офисными приложениями (MSOffice ); печать текста и таблиц.
	Офисный ПК: работа с пакетами «1С », «Консультант Плюс », «Гарант »; печать текста и таблиц.
	Офисный ПК: работа с текстом и графикой среднего качества; печать изображений; сканирование печатных изображений и пленок.
	Офисный ПК: работа с чертежной графикой; пакет «Автокад »; печать изображений; сканирование печатных изображений и текста.
	Офисный ПК: создание презентационных слайд-роликов (MS PowerPoint ).

Таблица П1.2.

Таблица П1.3.

Таблица П1.4.

3-я цифра варианта	площадь, предоставляемая для размещения ПК и периферийного оборудования
	800x600 мм; допускается двухъярусное размещение с использованием ниш, подставок, полок и т.п.
	1000x550 мм; допускается двухъярусное размещение с использованием ниш, подставок, полок и т.п.
	900x600 мм; на одной рабочей поверхности (в один ярус)
	1100x500 мм; на одной рабочей поверхности (в один ярус)
	1000x700 мм; допускается двухъярусное размещение с использованием ниш, подставок, полок и т.п.
	750x550 мм; допускается двухъярусное размещение с использованием ниш, подставок, полок и т.п.
	без ограничения площади

Приложение 2

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ МИНИМАЛЬНЫЕ

АППАРАТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПК

ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ

выполняемые задачи и приложения	минимальные аппаратные требования
работа с офисными приложениями (MSOffice )	CPU: Intel Core 2 Duo или AMD Athlon X2 Dual-Core; DRAM: 2 Gb; VRAM : 256 Mb; HDD: 500 Gb; разрешение видеосистемы: 1024 x768
работа с пакетами «1С », «Консультант Плюс », «Гарант »
работа с текстом и графикой среднего качества
работа со звуком на любительском уровне; качественное звуковоспроизведение; просмотр DVD ;	CPU: Intel Core i3 или AMD Athlon X2 Dual-Core; DRAM: 4 Gb; VRAM : 512 Mb; HDD: 350 Gb; разрешение видеосистемы: 1920 x1080
работа с графикой на любительском уровне
компьютерные игры с 3D -графикой и качественным звуком
работа с чертежной графикой; пакет «Автокад »
сервер поддержки небольшой локальной сети, совмещенный с файловым сервером	CPU: Intel Core 2 Quad или Core 2 Extreme; DRAM: 4 Gb; HDD: 500 Gb и выше; поддержка RAID

Приложение 3

АДРЕСА WEB-САЙТОВ НЕКОТОРЫХ ВЕДУЩИХ МИРОВЫХ
ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ КОМПЬЮТЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

компания	адрес WEB -сайта (URL ) головной организации или российского отделения	основная продукция
3COM	http://www.3com.ru	сетевое оборудование
ABIT	http://www.abit.ru	системные платы
Adaptec	http://www.adaptec.com	контроллеры
AGFA	http://www.agfa.com	сканеры
AMD	http://www.amd.ru	процессоры
Aopen	http://www.aopen.ru	компьютерное оборудование
APC	http://www.apc.ru	источники бесперебойного питания, сетевые фильтры
ASUSTEK	http://www.asus.ru
ATI Technologies	http://www.atitech.com/	графические адаптеры
A-Trend	http://www.atrend.com.tw/	системные платы
Creative Technology	http://ru.europe.creative.com/	звуковые платы
Canon	http://www.canon.ru/	принтеры, сканеры, цифровые камеры
Chloride	http://www.chloride.ru/	источники бесперебойного питания
DataExpert	http://www.dataexpert.com	системные платы, графические адаптеры
Diamond Multimedia	http://www.diamondmm.com	графические адаптеры
Epson	http://www.epson.ru/	принтеры, сканеры, проекторы
Gigabyte	http://www.gigabyte.ru/	системные платы, графические карты
Hewlett-Packard	http://www.hp.ru/	компьютеры, принтеры, сканеры
Hitachi	http://www.hitachi.ru/	мониторы, жесткие диски, приводы DVD
IBM	http://www.ibm/com/ru/	компьютеры, мониторы
Intel	http://www.intel.ru/	процессоры, системные платы, сетевое оборудование
Invensys	http://www.invensys.com	источники бесперебойного питания
Lexmark	http://www.lexmark.ru	струйные принтеры, сетевое оборудование
Liebert-Hiross	http://www.liebert-hiross.ru	источники бесперебойного питания
Logitech	http://www.logitech.com/	клавиатуры, мыши, трекболы
Maxtor	http://www.maxtor.com/	жесткие диски
Mitsumi	http://www.mitsumi.com/	мыши, клавиатуры
Minolta	http://www.minolta.ru/, http://www.konicaminolta.ru	принтеры
NEC	http://www.nec.com/	мониторы, приводы DVD
Plextor	http://www.plextor.ru/	приводы DVD
Rambus	http://www.rambus.com/	память
Samsung	http://www.samsung.ru/	мониторы, жесткие диски, приводы BD/DVD
Seagate	http://www.seagate.com/	жесткие диски
Sony	http://www.sony.ru/	мониторы, приводы BD/DVD
TEAC	http://www.teac.com/	дисководы
Toshiba	http://www.toshiba.com.ru/	жесткие диски для ноутбуков
ViewSonic	http://www.viewsonic.ru/	мониторы
Western Digital	http://www.wdc.com/	жесткие диски
Wacom	http://www.wacom.ru/	графические планшеты
Xerox	http://www.xerox.ru/	принтеры, копиры, многофункциональные устройства
ZyXEL	http://www.zyxel.ru/	модемы, сетевые адаптеры, коммутаторы

Коммуникационные устройства необходимы для связи компьютеров между собой. При этом выделяются два основных способа взаимодействия компьютеров – в рамках локальной сети и с помощью существующих телефонных линий .

Локальная сеть связывает компьютеры в пределах одной организации и предоставляет следующие преимущества:

Возможность обмена информацией (файлами) без использования дискет;

Возможность хранить файлы на общем сетевом диске и обращаться к ним с любого компьютера сети;

Возможность использования общих внешних устройств (принтеров, сканеров), подключенных к сети.

Сети компьютеров можно классифицировать следующим образом:

Простейшие одноуровневые объединяют небольшое число компьютеров, причем все они имеют одинаковые возможности использования;

- двухуровневые сети могут объединять большее число компьютеров, среди которых выделяется один центральный компьютер, который организует работу всей сети. Такие компьютеры принято называть сетевыми серверами . К ним предъявляются повышенные требования по технической оснащенности: мощный процессор, большая основная память, два или три дисковых накопителя большой емкости, наличие устройств работы с компакт-дисками, наличие источников бесперебойного питания и устройств резервного хранения информации. На дисках сервера хранятся основные файлы, необходимые для управления работой всей сети и отдельных компьютеров, а также файлы пользователей;

- многоуровневые сети могут объединять между собой отдельные локальные сети со своими серверами. Особенность таких сетей состоит в том, что серверы могут быть компьютерами разных типов. Это требует использования специальных программ управления такими сетями. Подобные сети иногда называют корпоративными ;

- региональные сети объединяют компьютеры в рамках некоторого региона (Татарстан, Поволжье, Россия) и используют для передачи информации телефонные линии или специальные высокоскоростные каналы. Наиболее известной сетью в России является сеть Relcom;

- глобальные (мировые) сети объединяют миллионы компьютеров по всему миру. Наиболее известная мировая сеть – Internet.

Для связи компьютеров друг с другом в пределах одной сети необходимы два основных типа устройств:

Специальные электронные схемы (сетевые платы), вставляемые в каждый компьютер;

Провода (кабели), необходимые для физического соединения компьютеров.

Для организации взаимодействия компьютеров через телефонные линии необходимы специальные устройства – модемы . Они служат посредниками между компьютером и телефонной линией и необходимы для преобразования цифрового представления информации в непрерывный сигнал и обратно. Отсюда происходит и название этих устройств: модем – это сокращение от мо дулятор/дем одулятор. Основная характеристика модема – пропускная способность, то есть количество битов, передаваемых за 1 секунду. Современные модемы обеспечивают пропускную способность около 30 тысяч битов в секунду.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

История развития и структура персонального компьютера. Сущность, виды и предназначение внешнего запоминающего устройства и котроллеров. Внешние устройства связи человека с машиной. Возможности компьютерных сетей. Работа с таблицами и диаграммами в Exсel.

контрольная работа , добавлен 27.02.2011


Архитектура современного персонального компьютера. Виды и характеристики центральных и внешних устройств ЭВМ. Структурная и функциональная схемы персонального компьютера. Устройства для ввода информации в системный блок и для отображения информации.

курсовая работа , добавлен 18.01.2012


Состав вычислительной системы - конфигурация компьютера, его аппаратные и программные средства. Устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию персонального компьютера. Основная память, порты ввода-вывода, адаптер периферийного устройства.

презентация , добавлен 15.04.2013


Конструкция системного блока, монитора, клавиатуры и мыши персонального компьютера, как элементов его минимальной комплектации, а также их назначение, особенности работы и современные тенденции развития. Отрывки статей о новинках архитектуры компьютера.

реферат , добавлен 25.11.2009


Состав и обоснование выбора компонентов персонального компьютера (процессора, материнской платы, комплектующих и периферийных устройств), требования к ним и характеристики. Структурная схема компьютера, его программное обеспечение и расчёт стоимости.

контрольная работа , добавлен 12.02.2015


Сущность глобальной компьютеризации и ее распространенность на современном этапе. Основные характеристики персонального компьютера и требования к нему, главные критерии выбора и оценка ассортимента. Порядок выбора конфигурации персонального компьютера.

реферат , добавлен 31.10.2010


Понятие архитектуры персонального компьютера, компоновка частей компьютера и связи между ними. Составляющие системного блока ПК. Функции центрального процессора, системной платы, оперативного запоминающего устройства, видеокарты и жесткого диска.

К коммуникационному оборудованию (сетевым устройствам) относятся специальные устройства для соединения линий связи, усиления сигнала, образования нужной сетевой топологии, адресной пересылки данных, защиты информации и т. д.

Пассивное коммуникационное оборудование - всевозможные соединители, разъемы, терминаторы (заглушки) и т. д. К активным оконечным сетевым устройствам относится сетевая карта (сетевой адаптер) и модем - устройства, соединяющие компьютер с линией связи. К активным промежуточным устройствам (на рис. 10 узлы, обозначенные символом «x ») относятся:

повторители и концентраторы - простейшие устройства для усиления сигнала и образования сетевых топологий «звезда» и «дерево»;

мосты и коммутаторы - устройства с функциями концентраторов, дополнительно выполняющие коммутацию (соединение) между станцией-источником и станцией-приемником для увеличения эффективной пропускной способности сети;

маршрутизаторы (роутеры) - сложные программируемые устройства, выполняющие функции маршрутизации - поиска оптимального пути прохождения данных, соединения сетей различных технологий.

Ранее маршрутизаторы часто называли шлюзами , теперь под шлюзом понимается специальный компьютер или аппаратное устройство на стыке двух сетей. Одной из функций шлюзов является перевод данных между сетями с отличающимися протоколами. Маршрутизация в шлюзах сводится только к соединению двух подсетей.

Межсетевой экран (брандмауэр) - это шлюз, фильтрующий трафик, поступающий в сеть, для борьбы с несанкционированным доступом из внешних по отношению к ней сетей.

3.6. Модель межсетевого взаимодействия iso/osi

Изложенный в данном пункте материал предназначен для более глубокого понимания процессов сетевого взаимодействия и является первой темой, изучаемой будущими разработчиками сетевого программного обеспечения, сетевым инженерами и системными администраторами.

Поскольку задача передачи информации на большие расстояния и между большим количеством станций сложнее проблемы ввода-вывода в отдельно стоящем компьютере, эта задача разбивается на отдельные подзадачи различного уровня. Процесс разбиения задачи на подзадачи называется её декомпозицией .

Международная Организация по Стандартам (International Standards Organization, ISO) разработала модель, которая определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какую работу должен делать каждый уровень. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью ISO/OSI .

Рис. 11 Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI.

Опишем кратко процесс передачи информации в компьютерных сетях, опираясь на модель OSI (рис. 11).

Уровни 1-2 - это, в основном, коммуникационное оборудование и их драйверы. Уровень 3 представлен маршрутизаторами и сетевым программным обеспечением. Уровни 4-7 - различные сетевые программы.

При появлении в Вычислительной системе 1 (ВС1) необходимости передачи информации по сети для Вычислительной системы 2 (ВС2) сетевая программа в ВС1 автоматически передает ее вниз по уровням, начиная с прикладного. Формат данных, правила их преобразования при переходе между двумя соседними уровнями называются интерфейсом .

При переходе на представительский уровень сообщение преобразуется другой служебной программой. К нему добавляется различная служебная информация в виде заголовков и иногда концевиков, содержащих, в числе прочего, информацию для контроля правильности доставки. Сообщение также может различным образом кодироваться. Затем сообщение передается программе сеансового уровня, на котором также происходит вложение сообщения в «конверт» из заголовка и концевика. Такой процесс вложения называется инкапсуляцией сетевых блоков данных.

То же происходит на транспортном и сетевом уровнях. Здесь для эффективной передачи по сети сообщение может быть разбито на более мелкие блоки - пакеты . В заголовки пакетов, в числе прочего, включается такая важнейшая для доставки информация, как адрес узла назначения - какой станции нужно доставить пакет.

На канальном уровне блоки данных имеют название кадры . На физическом уровне информация кодируется в электромагнитные сигналы , которые передаются по линиям связи. При приеме сигнала в ВС2 происходит обратное прохождение информации по уровням от 1 до 7. Программы и аппаратура ВС2 преобразуют информацию согласно установленным правилам. После прикладного уровня сообщение приобретает вид, пригодный для использования программами или пользователем.

Таким образом, сетевым программам и драйверам каждого из уровней 2-7 не нужно вникать в подробности проблем доставки нижних уровней. Программы ВС1 работают с такими же программами в ВС2, используя виртуальную связь, каждая на своем уровне. Формат данных, правила их передачи между двумя узлами на одном уровне называются сетевым протоколом . Компьютеры с различными протоколами несовместимы для передачи данных. Виды сетевых протоколов будут описаны ниже в этой главе.

Стеком (семейством) протоколов называется стандартизованный набор протоколов, охватывающий нескольких уровней. Раньше фирмы выпускали компьютеры и сетевое оборудование, поддерживающие только свои стеки протоколов, из-за чего возникали проблемы несовместимости. Сейчас все популярные стеки протоколов стали включаться в состав сетевых операционных систем различных производителей. Наиболее распространенные стеки коммуникационных протоколов - TCP/IP, NetBIOS/SMB, IPX/SPX.

Рассмотрим назначение и функции каждого уровня модели OSI более детально. Рекомендуется также доступное объяснение, приведенное в работе .

1) Физический уровень 1)определяет электротехнические, механические, процедурные и функциональные характеристики активации, поддержания и дезактивации физического канала связи между конечными системами. Спецификации физического уровня определяют такие характеристики, как уровни напряжений, синхронизацию изменения напряжений, физическую (битовую) скорость передачи информации, максимальные расстояния передачи информации, физические соединители и другие аналогичные характеристики.

Этот уровень имеет дело с передачей сигналов по физическим каналам, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара или оптоволоконный кабель. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие, как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, такие как требования к фронтам импульсов, уровням напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта.

Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются оконечными активными сетевыми устройствами - сетевой картой и модемом. Повторители являются единственным типом оборудования, которое работает только на физическом уровне.

Примером протокола физического уровня может служить спецификация 10Base-T технологии Ethernet, которая определяет в качестве используемого кабеля неэкранированную витую пару категории 3 с волновым сопротивлением 100 Ом, разъем RJ-45, максимальную длину физического сегмента 100 метров, манчестерский код для представления данных на кабеле, и другие характеристики среды и электрических сигналов.

2) Канальный уровень (формально называемый информационно-канальным уровнем) обеспечивает надежный транзит данных через физический канал. Выполняя эту задачу, канальный уровень решает вопросы физической адресации (в противоположность сетевой, логической адресации), топологии сети, линейной дисциплины (каким образом конечной системе использовать сетевой канал), уведомления о неисправностях, упорядоченной доставки блоков данных и управления потоком информации.

Так как на физическом уровне пересылаются просто сигналы, при этом не учитывается, что в некоторых сетях, в которых линии связи используются (разделяются) попеременно несколькими парами взаимодействующих компьютеров, физическая среда передачи может быть занята. Поэтому одной из задач канального уровня является проверка доступности среды передачи. Другой его задачей является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frame). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность битов в начало и конец каждого кадра, чтобы отметить его, а также вычисляет контрольную сумму, суммируя все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка.

В локальных сетях протоколы канального уровня используются компьютерами, мостами, коммутаторами и маршрутизаторами. В компьютерах функции канального уровня реализуются совместными усилиями сетевых адаптеров и их драйверов.

3) Сетевой уровень - это комплексный уровень, который обеспечивает возможность соединения и выбор маршрута между двумя конечными узлами, подключенными к разным «подсетям», которые могут находиться в разных географических пунктах.

Так как две конечные системы, желающие организовать связь, может разделять значительное географическое расстояние и множество подсетей, важнейшая задача сетевого уровня - маршрутизация. Протоколы маршрутизации выбирают оптимальные маршруты через последовательность соединенных между собой подсетей.

Протокол канального уровня обеспечивает доставку данных между любыми узлами только в сети с соответствующей типовой топологией (звезда, кольцо, дерево). Это очень жесткое ограничение, которое не позволяет строить сети с развитой структурой (ячеистые, смешанные), например, сети, объединяющие несколько сетей предприятия в единую сеть, или высоконадежные сети, в которых существуют избыточные связи между узлами. Для того чтобы с одной стороны сохранить простоту процедур передачи данных для типовых топологий, а с другой стороны допустить использование произвольных топологий, вводится дополнительный сетевой уровень.

На этом уровне вводится более узкое понятие «сеть». В данном случае термин сеть (или подсеть ) означает совокупность компьютеров, соединенных между собой в соответствии с одной из типовых топологий и использующих для передачи данных один из протоколов канального уровня, определенный для этой топологии.

Таким образом, внутри сети доставка данных регулируется канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень. Блоки данных сетевого уровня принято называть «пакетами» (packet). При организации доставки пакетов на сетевом уровне используется понятие «номер сети». В этом случае адрес получателя состоит из номера сети и номера компьютера в этой сети.

Сети соединяются между собой специальными устройствами, называемыми маршрутизаторами.Маршрутизатор - это устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Для того чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество транзитных передач («хопов» – hops) между сетями, каждый раз выбирая подходящий маршрут. Таким образом, маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет.

Проблема выбора наилучшего пути называется маршрутизацией , и ее решение является главной задачей сетевого уровня. Эта проблема осложняется тем, что самый короткий путь не всегда самый лучший. Часто критерием при выборе маршрута является время передачи данных по этому маршруту; оно зависит от пропускной способности каналов связи и интенсивности трафика, которая может изменяться с течением времени. Некоторые алгоритмы маршрутизации пытаются приспособиться к изменению нагрузки, в то время как другие принимают решения на основе средних показателей за длительное время. Выбор маршрута может осуществляться и по другим критериям, например, надежности передачи.

На сетевом уровне определяется два вида протоколов. Первый вид определяет правила передачи пакетов конечных узлов. Другой вид протоколов - служебные протоколы обмена маршрутной информацией, с помощью которых маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений.

Протоколы сетевого уровня реализуются программными модулями операционной системы, а также программными и аппаратными средствами маршрутизаторов. Начиная с транспортного уровня, все вышележащие протоколы реализуются программными средствами, обычно включаемыми в состав сетевой операционной системы.

Примерами протоколов сетевого уровня являются протокол межсетевого взаимодействия IP стека TCP/IP и протокол межсетевого обмена пакетами IPX стека Novell.

4) Транспортный уровень. Граница между транспортным и сеансовым уровнями может быть представлена как граница между протоколами прикладного уровня и протоколами низших уровней. В то время как прикладной, представительский и сеансовый уровни заняты прикладными вопросами, четыре низших уровня решают проблемы транспортировки данных.

Канальный уровень занимается доставкой данных, сетевой - маршрутизацией, общая задача 2 и 3 уровня - доставка пакета к станции назначения. Одной из важнейших задач 4-го, транспортного уровня является доставка пакета нужному процессу, запущенному на данной станции, так как таких процессов может быть несколько.

Транспортный уровень пытается обеспечить услуги по транспортировке данных, которые избавляют высшие слои от необходимости вникать в ее детали. В частности, заботой транспортного уровня является решение таких вопросов, как выполнение надежной транспортировки данных через объединенную сеть. Предоставляя надежные услуги, транспортный уровень обеспечивает механизмы для установки, поддержания и упорядоченного завершения действия виртуальных каналов, систем обнаружения и устранения неисправностей транспортировки и управления информационным потоком (с целью предотвращения переполнения системы данными из другой системы).

На пути от отправителя к получателю пакеты могут быть искажены или утеряны. Хотя некоторые приложения имеют собственные средства обработки ошибок, существуют и такие, которые предпочитают сразу иметь дело с надежным соединением. Работа транспортного уровня заключается в том, чтобы обеспечить приложениям или верхним уровням стека - прикладному и сеансовому - передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется.

В качестве примера транспортных протоколов можно привести протоколы TCP и UDP стека TCP/IP и протокол SPX стека Novell.

5) Сеансовый уровень устанавливает, управляет и завершает сеансы взаимодействия между прикладными задачами. Сеансы состоят из диалога между двумя или более объектами представления (сеансовый уровень обеспечивает своими услугами представительский уровень). Сеансовый уровень синхронизирует диалог между объектами представительского уровня и управляет обменом информации между ними. В дополнение к основной регуляции диалогов (сеансов) сеансовый уровень предоставляет средства для отправки информации, класса услуг и уведомления в исключительных ситуациях о проблемах сеансового, представительского и прикладного уровней.

Сеансовый уровень обеспечивает управление диалогом для того, чтобы фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, вместо того, чтобы начинать все с начала. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется

6) Представительский уровень отвечает за то, чтобы информация, посылаемая из прикладного уровня одной системы, была читаемой для прикладного уровня другой системы. В случаях необходимости уровень представления выполняет преобразование форматов данных в некоторый общий формат представления, а на приеме, соответственно, выполняет обратное преобразование. Таким образом, прикладные уровни могут преодолеть, например, синтаксические различия в представлении данных. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных сервисов. Примером такого протокола является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.

7) Прикладной уровень - это самый близкий к пользователю уровень OSI. Прикладной уровень идентифицирует и устанавливает наличие предполагаемых партнеров для связи, синхронизирует совместно работающие прикладные программы, а также устанавливает соглашение по процедурам устранения ошибок и управления целостностью информации. Прикладной уровень также определяет, имеется ли в наличии достаточно ресурсов для предполагаемой связи.

Прикладной уровень - это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message) .

Существует очень большое разнообразие сервисов прикладного уровня. Приведем в качестве примеров протоколов прикладного уровня хотя бы несколько наиболее распространенных реализаций файловых сервисов: NCP в операционной системе Novell NetWare, SMB в Microsoft Windows NT, NFS, FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.

Функции всех уровней модели OSI могут быть отнесены к одной из двух групп: либо к функциям, зависящим от конкретной технической реализации сети, либо к функциям, ориентированным на работу с приложениями.

Три нижних уровня - физический, канальный и иногда сетевой - являются сетезависимыми , то есть протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети, с используемым коммуникационным оборудованием. Например, переход на оборудование FDDI означает полную смену протоколов физического и канального уровня во всех узлах сети.

Три верхних уровня - сеансовый, уровень представления и прикладной - ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети и являютсясетезависимыми . На протоколы этих уровней не влияют никакие изменения в топологии сети, замена оборудования или переход на другую сетевую технологию. Так, переход от Ethernet на высокоскоростную технологию АТМ не потребует никаких изменений в программных средствах, реализующих функции прикладного, представительного и сеансового уровней.

Транспортный и сетевой уровни являются промежуточными, они скрывают все детали функционирования нижних уровней от верхних уровней. Это позволяет разрабатывать приложения, независящие от технических средств, непосредственно занимающихся транспортировкой сообщений.

Рис. 11 показывает уровни модели OSI, на которых работают различные элементы сети. Компьютер с установленной на нем сетевой ОС, взаимодействует с другим компьютером с помощью протоколов всех семи уровней. Это взаимодействие компьютеры осуществляют через различные коммуникационные устройства: концентраторы, модемы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, мультиплексоры. В зависимости от типа, коммуникационное устройство может работать либо только на физическом уровне (повторитель), либо на физическом и канальном (мост и коммутатор), либо на физическом, канальном и сетевом, иногда захватывая и транспортный уровень (маршрутизатор).

Проблемы совместимости.

Модель OSI представляет наиболее общую модель коммуникаций. Существуют другие модели и связанные с ними конкретные стеки протоколов, которые отличаются количеством уровней, их функциями, форматами сообщений, сервисами, предоставляемыми на верхних уровнях и прочими параметрами.

Эталонная модель OSI не является реализацией конкретной сети. Она только определяет функции каждого уровня. В этом отношении она напоминает план для постройки корабля. Точно так же, как для выполнения фактической работы по плану могут быть заключены контракты с любым количеством кораблестроительных компаний, любое число поставщиков сети могут построить протокол реализации по спецификации протокола. И если этот план не будет предельно понятным, корабли, построенные различными компаниями, пользующимися одним и тем же планом, пусть незначительно, но будут отличаться друг от друга. Примером самого незначительного отличия могут быть гвозди, забитые в разных местах.

Чем объясняется разница в реализациях одного и того же плана корабля (или спецификации протокола)? Частично эта разница вызвана невозможностью учесть в спецификации все возможные детали реализации. Кроме того, разные люди, реализующие один и тот же проект, всегда интерпретируют его немного по-разному. И, наконец, неизбежные ошибки реализации приводят к тому, что изделия разных реализаций отличаются исполнением. Этим объясняется то, что реализация протокола одной компании не всегда взаимодействует с реализацией этого же протокола, осуществленной другой компанией.

Введение

Коммуникационные устройства ПК предназначены для организации обмена данными между компьютерами, компьютером и удаленным устройством ввода вывода, а также для включения компьютера в локальную или глобальную сеть. Обмен данными требуется для различных целей: передачи файлов, совместного использования периферийных устройств (например, принтеров), доступа к разнообразным информационным услугам Интернета и частных сетей, приема и передачи факсимильных сообщений, посылки сообщений на пейджеры и мобильные телефоны, установление голосовой связи (IP-телефония), видеосвязи и даже совместных игр по сети. Современные технологии, используемые для этих целей, ориентированные именно на коммуникации: СОМ-порт, беспроводные интерфейсы, модемы, адаптеры локальных сетей. Связь между компьютерами, правда, с рядом ограничений, может быть установлена и другими средствами: через LPT-порты, последовательные шины FireWire и USB.

Проводные интерфейсы связи

СОМ-порт

Последовательный интерфейс для передачи данных в одном направлении использует одну сигнальную линию, по которой информационные биты передаются друг за другом -- последовательно. Английские названия интерфейса и порта -- Serial Interface и Serial Port. Последовательная передача позволяет сократить количество сигнальных линий и добиться улучшения связи на больших расстояниях.

Начиная с первых моделей, в PC имеется последовательный интерфейс - СОМ-порт (Communications Port -- коммуникационный порт). Этот порт обеспечивает асинхронный обмен по стандарту RS-232C. Синхронный обмен в PC поддерживают лишь специальные адаптеры, например SDLC или V.35. СОМ-порты реализуются на микросхемах универсальных асинхронных приемопередатчиков (UART), совместимых с семейством 18250/16450/16550. Они занимают в пространстве ввода-вывода по 8 смежных 8-битных регистров и могут располагаться по стандартным базовым адресам:

3F8h (COM1), 2F8h (COM2), 3E8h (COM3), 2E8h (COM4).

Порты могут вырабатывать аппаратные прерывания IRQ4 (обычно используются для СОМ1 и COM3) и IRQ3 (для COM2 и COM4). С внешней стороны порты имеют линии последовательных данных передачи и приема, а также набор сигналов управления и состояния, соответствующий стандарту RS-232C. СОМ-порты имеют внешние разъемы-вилки DB25P или DB9P, выведенные на заднюю панель компьютера. Характерной особенностью интерфейса является применение не ТТЛ-сигналов -- все внешние сигналы порта дву-полярные. Гальваническая развязка отсутствует -- схемная земля подключаемого устройства соединяется со схемной землей компьютера. Скорость передачи может достигать 115,2 Кбит/сек.

Название порта указывает на его основное назначение -- подключение коммуникационного оборудования (например, модема) для связи с другими компьютерами, сетями и периферийными устройствами. К порту могут непосредственно подключаться и периферийные устройства с последовательным интерфейсом: принтеры, плоттеры, терминалы и др. СОМ-порт широко используется для подключения мыши, а также организации непосредственной связи двух компьютеров. К СОМ-порту подключают и электронные ключи.