Цифровые стыки ДЦ и сети передачи данных Курс

Цифровые стыки ДЦ и сети передачи данных Курс «Диспетчерская централизация» , к. т. н. , доцент Бушуев Сергей Валентинович

Организация связи в ДЦ между устройствами управления и контроля АРМ ДНЦ АРМ ШН Хранилище АРХИВА КП 3 Контроллер ЦСИ управл. УСО по КП 2 УСО по КП 1 Контроли руемый пункт контролю (логическое ядро)

Структуры связи устройств управления и контроля a) Магистральная (цепочечная) b) Радиальная (звезда) c) Древовидная d) Кольцевая (магистральная с резервным каналом) Рисуночки вставить структур

Методы доступа к сети передачи данных • CSMA/CD • Token ring (token passing) • Demand Priority Видеодемонстрация особенностей доступа

Семиуровневая модель сетевого взаимодействия 7. Уровень приложений 6. Уровень представления данных 5. Уровень сессии (установления соединения) 4. Транспортный уровень 3. Сетевой уровень 2. Уровень передачи данных 1. Физический уровень

Материалы февраль 2013 года http: //lanhelper. ru/seti/1/17

Вложенность сообщений различных уровней Материалы февраль 2013 года http: //lanhelper. ru/seti/1/17

Физический уровень (Physical Layer) • Определяет электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в системах. • Носитель - среда передачи данных: – Эл. ток - Медный кабель (витая пара) – Свет - Оптический кабель – Радиоволны - Радиоканал

Цифровые стыки – стандарты физического уровня • • • RS-232 RS-422 RS-485 G-703 Ethernet

RS-232 (COM port) Соединение точка-точка Трехпроводная несимметричная линия (25 м) Дуплексная асинхронная передача NRZ формат передачи импульсов Старт-стопный метод синхронизации передачи данных • Контроль (не)четности / без контроля • 1 старт-бит, 8 бит данных, бит контроля четности, 1 -2 стоп-бита • • •

NRZ кодирование

RS-422 RS-485 Соединение точка-точка Многоточка Четырехпроводная Двухпроводная симметричная линия (1000 м) Передача дуплексная полудуплексная асинхронная NRZ формат передачи импульсов Старт-стопная синхронизации передачи данных Контроль (не)четности / без контроля 1 старт-бит, 8 бит данных, бит контроля четности, 1 -2 стоп-бита

G-703 • • • Для увязки с иерархическими ИКМ системами Соединение точка-точка Симметричная линия (4 -8 проводная) Дуплексная, синхронная передача Скорость передачи потока – информационный (64 Кбит/с) – два синхронизирующих тактовых 64 Кбит/с и 8 Кбит/с • AMI кодирование

AMI - Alternate Mark Inversion (поочередная инверсия единиц) • представления битов: – биты 0 представляются нулевым напряжением (0 В); – биты 1 представляются поочередно значениями +V и -V.

Ethernet (Fast. Eth. , Gigabit. Eth. ) • Соединение точка-точка или многоточка • Коаксиальный, оптический кабель или витая пара (полоса пропускания 100 МГц) • симметричная (4 -8 проводная) линия (100 м) • (полу)Дуплексная асинхронная передача • 2 -х этапное кодирование 4 B/5 B, NRZI (MLT-3, РАМ 5) • Самосинхронизирующее кодирование 4 B/5 B • Контроль ошибок встроен в код 4 B/5 B

MLT-3 • представления битов сокращает полосу пропускания сигнала в 4 раза: – биты 0 представляются без изменения потенциала в линии; – биты 1 представляются поочередной сменой уровня напряжения +V, 0, -V, 0, +V. Источник февраль 2013 года http: //pdst. narod. ru/_20_el_uch/ost_wpd_01/part 04. html

PAM 5 • используют 5 уровней потенциала: -2, -1, 0, +1, +2. • За один такт по одной паре передается 2 бит информации + информация для коррекции ошибок. • Помехоустойчивость 6 д. Б.

Реализация физического уровня на сетевой карте

Контроль устойчивости соединения, при связи точка-точка

Канальный уровень (Data Link Layer) • Канальный уровень – Формирует “кадры” (frame) из данных, передаваемых 1 -м уровнем. – осуществляет • управление доступом к передающей среде используемой несколькими ЭВМ • кадровую синхронизацию • обнаружение и исправление ошибок в кадрах.

Кадр (на примере Ethernet) Кадр при свободном доступе к среде Кадр при соединении точка-точка МАК-адрес 6 байт 3 байта – производитель; 3 байта уникальный номер сетевого устройства

Обнаружение коллизии • Ограничение длины сегмента локальной сети – время распространения сигнала • Физическая и логическая структура сети • Повышение пропускной способности (HUB и SWITCH) Рисуночки общей шины и звезды

Масштабирование сети • Проблема – за одним портом находится несколько МАК-адресов. • Решение – дополнительный (сетевой) адрес Рисуночки масштабирования сети

Сетевой уровень (Network Layer) • Устанавливает связь в вычислительной сети между двумя абонентами. • Формирует пакеты с сетевым адресом. • Маршрутизирует пакеты между адресатами. • Обеспечивает обработку ошибок, мультиплексирование, управление потоками данных. • ПЕРЕХОД от коммутации каналов к коммутации пакетов

IP адрес, маска, IP-пакет • IP адрес 4 байта: 168. 192. 0. 15 • Маска подсети: 255. 0 № 0 5 9 13 17 IP-header 4 -bit version 4 -bit header length 16 -bit ID number 8 -bit type of service 8 -bit time-to-live 8 -bit protocol 32 -bit Source IP address 32 -bit Destination IP address IP Options (if any) IP DATA 16 -bit total length in bytes 3 -bit 13 -bit fragment flags offset 16 -bit heard checksum

Соответствие локальных и сетевых адресов • Маршрутизатор имеет два локальных адреса для каждой подсети • NDP протокол для определения канального адреса устройства • Таблица маршрутизации • Проблема когда многие компьютеры хотят передавать (получать) большие объемы данных для (от) одного одновременно • Решение – транспортный уровень Рисуночки масштабирования сети

Транспортный уровень (Transport Layer) • Поддерживает непрерывную передачу данных между двумя взаимодействующими друг с другом пользовательскими процессами. • Управляет сегментами сети. • UDP протокол – передача без подтверждения (для видео, звука, приложений realtime) • ТСР протокол – гарантированная доставка

ТСР (заголовок кадра)

TCP установление соединения

TCP разрыв соединения

Сеансовый уровень (Session Layer) • Координирует прием, передачу и выдачу одного сеанса связи. • Гарантирует передачу данных. • Содержит дополнительно функции управления паролями, подсчета платы за пользование ресурсами сети, управления диалогом, синхронизации и отмены связи в сеансе передачи после сбоя вследствие ошибок в нижерасположенных уровнях.

Уровень представления данных (Presentation Layer) • Уровень представления данных предназначен для интерпретации данных, а также подготовки данных для пользовательского прикладного уровня. На этом уровне происходит преобразование данных из кадров, используемых для передачи данных в структуры данных СУБД, экранный формат или формат для печатающих устройств оконечной системы

Прикладной уровень (Application Layer) • Отображение или хранение пользовательской информации на уровне системного и пользовательского прикладного программного обеспечения. • Набор протоколов для доступа к разделяемым ресурсам (файлы, принтеры, Web-страницы и пр. ) • Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, называется сообщением (message).