Podstawy transmisji danych i sieci komputerowych. Transmisja danych i sieci komputerowe Wykład 1

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Podstawy transmisji danych i sieci komputerowych. Transmisja danych i sieci komputerowe Wykład 1"

Wiktor Wojciechowski
7 lat temu
Przeglądów:

1 Podstawy transmisji danych i sieci komputerowych Transmisja danych i sieci komputerowe Wykład 1

2 Różne rodzaje sieci Sieć komputerowa to układ komputerów związanych ze sobą poprzez łącza komunikacyjne

3 Historia przełączania Przełączanie w telegrafie i wiadomościach Kod Morse'a...ręczne przełączanie Przełączanie taśm perforowanych, multi i demultipleksowanie Przełączanie w telefonii i obwodach Ręczne przełączanie obwodów, centrale ręczne A. Bell Elektro-mechaniczne przełączanie Cyfrowe przełączanie

4 Sygnały i kodowanie Informacja może być dostępna w postaci analogowej lub cyfrowej Analogowa, wykorzystywana do przesyłania sygnałów ciągłych np. mowy, obrazów video. Ma charakter ciągły. Przebieg funkcji sygnału w czasie jest zwykle bardzo skomplikowaną krzywą. Cyfrowa postać sygnału jest dużo wygodniejsza. Przebieg funkcji sygnału cyfrowego w czasie ma postać zamkowego krenelażu (2 poziomy logiczne 0 i 1).

5 Przewaga postaci cyfrowej nad analogową - dane cyfrowe są mniej podatne na szumy (addytywne), sygnał analogowy można jedynie filtrować bądź wygładzać, - mogą być dodawane dane dodatkowe, powodując możliwość detekcji i korekcji błędów, - - dane nie ulegają degradacji w czasie, relatywnie proste przetwarzanie w czasie rzeczywistym, - do przechowywania różnych typów informacji może być wykorzystany jeden typ mediów (CD-ROM, HDD), - system cyfrowy zapewnia niezawodną odpowiedź, dokładność systemu analogowego zależy od: tolerancji części składowych, czynników zewnętrznych (temp, zmiany napięcia zasilania itp.).

6 Ograniczenia dot. sprzętu Przebieg rzeczywisty Przebieg idealny Szerokość pasma max. częstotliwość z jaką sprzęt może zmieniać sygnał [Hz]

7 Teoretyczna szybkość przesyłu Twierdzenie Nyquista o próbkowaniu D max. szybkość przesyłania danych [b/s] B - szerokość pasma [Hz] K ilość możliwych poziomów sygnału (wartości napięcia) zwykle = 2 D = 2B log 2 K

8 Rzeczywista szybkość przesyłu Twierdzenie Shannona C efektywna szybkość przesyłu danych [b/s] B szerokość pasma [Hz] S/N stosunek średniej mocy sygnału S do średniej mocy szumów C=B log 2 (1+S/N)

9 Znaczenie twierdzeń N i S dla sieci komputerowych Tw. Nyquista zachęca do tworzenia różnych metod kodowania bitów za pomocą sygnałów, aby przesłać więcej bitów w jednostce czasu. Tw. Shannona mówi, że żadna nawet najbardziej sprytna metoda kodowania informacji nie pozwala na obejście praw fizyki, ograniczających liczbę bitów, które można przesłać w ciągu sekundy za pomocą konkretnego systemu komunikacyjnego.

10 Kodowanie Alfabet Moorse a oficjalnie zaproponowany przez Samuela Moorse a w 1844 roku był tablicą kodową zastosowaną w telegrafie jednodrutowym. Oficjalnie wycofany w 1999 roku, bywa stosowany w radiotelegrafii amatorskiej. Kod ASCII - (ang. American Standard Code for Information Interchange)to system kodowania znaków alfanumerycznych i specjalnych (powrót karetki Enter) za pomocą 7 bitów. Ustanowiony w 1968 roku przez ANSI. Umożliwiał zakodowanie 128 znaków. W późniejszym czasie rozszerzony do 256 znaków.

11 Detekcja i korekcja błędów Kontrola parzystości - (zastosowanie: interfejs RS-232) Kod Hamminga - (zastosowanie: macierze RAID-2) Sumy kontrolne CRC - (ang. Cyclic Redundancy Check)

12 Tryby transmisji simpleks - SX (ang. simplex) (transmisje rozsiewcze, radiowe). półdupleks - HDX (ang. half duplex) dwukierunkowa, naprzemienna transmisja. dupleks FDX (ang. full duplex) jednoczesna transmisja w obu kierunkach z pełną prędkością.

13 Sygnał transmisji asynchronicznej cz.1 Styk RS-232 Wysłanie kodu ASCII Y Y - msb lsb 7 bitów Ujemna konwencja logiczna Stan nieaktywny (ujemne napięcie w styku RS-232) 1 do 2 bitów odstępu (bity stopu)

14 Sygnał transmisji asynchronicznej cz.2

15 Podział sieci komputerowych z uwagi na rozmiar Sieci lokalne - LAN (Local Area Networks) Sieci miejskie MAN (Metropolitan Area Networks) Sieci rozległe - WAN (Wide Area Networks) szybkie sieci LAN (High speed LANs) przełączane intersieci (Switched Internetworks) PAN (Personal Area Network)

16 magistrala gwiazda pierścień drzewo mieszana Fizyczne topologie sieci

17 Rodzaje nośników przewód koncentryczny (miedź) skrętka (miedź) światłowód sieci bezprzewodowe

18 Komunikacja satelitarna Satelity geostacjonarne (GEO) Satelity na niskich orbitach (LEO) 360 do 720 km (min czas obiegu 15 h)

19 Organizacje standaryzacyjne Opracowują standardy (normy) określające fizyczne i funkcjonalne właściwości wykorzystywanego do budowy sieci, sprzętu komunikacyjnego a także systemów operacyjnych i oprogramowania Standard de facto standard który się upowszechnił pomimo, że nie został uznany przez żadną z organizacji standaryzacyjnych.

20 Najważniejsze organizacje stand. ANSI (ang. American National Standard Institute) Amerykański Instytut Normalizacyjny CCITT (ang. Consultative Committee for International Telegraph and Telephone) Międzynarodowy komitet doradczy ds telefonii i telegrafii IEEE (ang. Institute of Electrical and Electronic Engineers) Amerykańska organizacja - Stowarzyszenie inżynierów Elektryków i Elektroników ISO (ang. International Standard Organization) Międzynarodowa Organizacja Standaryzacyjna

21 Model ISO/OSI

22 Warstwy modelu ISO/OSI 1) Warstwa fizyczna (physical layer) opisuje standard połączenia fizycznego, przekształcania danych w strumień impulsów elektrycznych. Warstwa 1 określa też charakterystyki wydajnościowe nośników (medium transmisyjnego) i zakłada, że są one spełnione, ale same media transmisyjne pozostają poza dziedziną jej zainteresowania (czasem określane są terminem warstwa zerowa). 2) Warstwa łącza danych (data link layer) jest odpowiedzialna za grupowanie danych wejściowych (z warstwy fizycznej) w bloki zwane ramkami danych (data frames). Ramka zawiera informacje umożliwiające pomyślne przesłanie danych do miejsca docelowego (na ogół poprzez sieć lokalną), m.in. tzw. adresy fizyczne. W warstwie 2 opisane są również mechanizmy kontroli poprawności transmisji.

23 Warstwy modelu ISO/OSI 3) Warstwa sieci (network layer) jest odpowiedzialna za określenie trasy przesyłania danych między komputerami poza lokalnym segmentem sieci LAN. W warstwie tej określone są protokoły trasowane takie jak IP (ze stosu protokołów TCP/IP), IPX (Novell IPX/SPX), DDP (AppleTalk). Protokoły te wykorzystują adresowanie logiczne. Warstwa ta wykorzystywana jest przy komunikacji komputerów znajdujących się w różnych segmentach sieci przedzielonych routerem. 4) Warstwa transportu (transport layer) zapewnia kontrolę błędów i przepływu danych poza lokalnymi segmentami LAN. Protokoły tej warstwy to np. TCP oraz UDP (z TCP/IP), SPX (Novell IPX/SPX), ATP, NBP, AEP (AppleTalk).

24 Warstwy modelu ISO/OSI 5) Warstwa sesji (session layer) obejmuje zarządzanie przebiegiem komunikacji podczas połączenia między komputerami (sesji). Rzadziej używana. Pierwotnie przeznaczona do obsługi zdalnego dostępu przy pomocy terminala. 6) Warstwa prezentacji (presentation layer) jest odpowiedzialna za kompresję, kodowanie i translację między niezgodnymi schematami kodowania oraz szyfrowanie. 7) Warstwa aplikacji (application layer) obejmuje interfejs między aplikacjami a usługami sieci.

25 Enkapsulacja danych

26 stos TCP/IP Najczęściej do opisu TCP/IP stosuje się model czterowarstwowy (są też inne podejścia, np. trójwarstwowy i pięciowarstwowy). aplikacji transportowa Internetu dostępu do sieci

Podobne dokumenty

Warstwy i funkcje modelu ISO/OSI

Warstwy i funkcje modelu ISO/OSI Organizacja ISO opracowała Model Referencyjny Połączonych Systemów Otwartych (model OSI RM - Open System Interconection Reference Model) w celu ułatwienia realizacji otwartych