Топология сети
Еще одним важным понятием физического уровня является способ соединения компьютеров с помощью физической среды или топология сети. Если сеть состоит всего из двух компьютеров, то они соединяются "напрямую". Такой способ соединения получил название "точка-точка" ("point-to-point").
Соединение типа "точка-точка" |
Для обеспечения связи более чем двух компьютеров может использоваться последовательность соединений типа "точка-точка".
|
Последовательность соединений типа "точка-точка"
Однако такой подход требует установки на большую часть компьютеров нескольких устройств передачи данных.
В качестве альтернативного подхода возможно использование более сложных топологий, позволяющих подключить к общей среде сразу несколько компьютеров, имеющих по одному устройству передачи данных. Выделяют три базовые топологии: "Шина" ("bus"), "Кольцо" ("ring"), "Звезда"("star").
Топология «Шина»
Эта топология использует один передающий канал на базе коаксиального кабеля, называемый "шиной". Все сетевые компьютеры присоединяются напрямую к шине. На концах кабеля-шины устанавливаются специальные заглушки - "терминаторы" (terminator). Они необходимы для того, чтобы погасить сигнал после прохождения по шине. К недостаткам топологии "Шина" следует отнести следующее:
данные, предаваемые по кабелю, доступны всем подключенным компьютерам;
в случае повреждения "шины" вся сеть перестает функционировать.
Топология «Кольцо»
Для топологии кольцо характерно отсутствие конечных точек соединения; сеть замкнута, образуя неразрывное кольцо, по которому передаются данные. Эта топология подразумевает следующий механизм передачи: данные передаются последовательно от одного компьютера к другому, пока не достигнут компьютера-получателя. Недостатки топологии "кольцо" те же, то и у топологии "шина":
общедоступность данных;
неустойчивость к повреждениям кабельной системы.
Топология «Звезда»
В сети с топологией "звезда" все компьютеры соединены со специальным устройством, называемым сетевым концентратором или "хабом" (hub), который выполняет функции распределения данных. Прямые соединения двух компьютеров в сети отсутствуют. Благодаря этому, имеется возможность решения проблемы общедоступности данных, а также повышается устойчивость к повреждениям кабельной системы. Однако функциональность сети зависит от состояния сетевого концентратора.
Устройства передачи данных
Для подключения компьютеров к среде передачи используются специализированные устройства. Основными функциями этих устройств является физическое кодирование и декодирование данных, а также синхронизация приема и передачи. Наряду с этим современные устройства могут решать задачи логической организации передачи, относящиеся к канальному уровню модели OSI. Наиболее известными в настоящее время устройствами являются модемы и сетевые адаптеры.
М
одем
(МОдулятор/ДЕМодулятор, Modem) представляет
собой устройство, осуществляющее
физическое кодирование данных методом
модуляции. Существуют различные типы
модемов для подключения к сетям по
разным физическим каналам, как правило,
не предназначенным для построения
компьютерных сетей. Так, для подключения
по телефонным линиям используются
телефонные модемы (или - просто модемы,
поскольку исторически под этим термином
понималось устройство для подключения
по телефонным линиям), для подключения
по кабельным каналам - кабельные модемы,
для подключения по радиоканалам -
радиомодемы. Технические характеристики
используемого канала накладывают
ограничения на правила формирования
сигналов (модуляции).
Обычно модемы используются для взаимодействия в сетях типа "точка-точка". В таких сетях не требуется сложной логической организации передачи, поскольку нет необходимости упорядочивать взаимодействие нескольких пар абонентов. К числу дополнительных функций, связанных с организацией передачи, можно отнести сжатие передаваемых данных и обнаружение и исправление ошибок с целью повышения эффективности и надежности передачи по низкокачественным каналам, например, телефонных (подробнее см. раздел "Канальный уровень").
С
етевой
адаптер
(сетевая плата, плата сетевого интерфейса,
Network Interface Card) – это устройство, которое
предназначено для подключения компьютера
к высококачественным физическим каналам
компьютерных сетей. Поэтому для
физического кодирования передаваемых
данных используются различные типы
цифрового кодирования.
Поскольку компьютерные сети могут иметь сложные топологии и в них одновременно могут осуществлять взаимодействие несколько пар абонентов, то требуется решать достаточно сложные задачи по упорядочиванию этого взаимодействия. Поэтому сетевые адаптеры реализуют также определенное число логических функций организации взаимодействия, например, адресации абонентов и упорядочивания одновременного доступа нескольких к общей физической линии и т.д. (подробнее см. раздел "Канальный уровень").