1. Анализ задач,
выполняемых на канальном уровне. Проработка структуры полей сообщений
канального уровня.
2. Обоснование и подробное описание задач, выполняемых на физическом уровне. Проработка структуры полей пакетов физического уровня.
Рассмотрим общее взаимодействие на канальном и физическом уровне , представленное на рисунке 1
Рис.1.Канальный и физический уровень. На данной схеме: ИС-информационная система, ску-сообщения канального уровня, FEC-прямая коррекция ошибок, 1-специальный шаблон битов означает начало кадра, 2-шаблон битов представляет содержимое кадра, передаваемого на канальный уровень, 3-специальный шаблон битов означает конец кадра
Физический уровень обеспечивает средства транспортировки через сетевую среду битов, которые составляют кадр канального уровня.Этот уровень принимает полный кадр от Канального уровня и кодирует его серией сигналов, которые передаются на локальные носители. Закодированные биты, которые составляют кадр, получаются либо конечным устройством либо промежуточным.
Когда Физический уровень кодирует биты в сигналы для определенного носителя, он должен также различать, где кончается фрейм и начинается следующий. Иначе, устройства на носителях не распознали бы, когда кадр был полностью принят. В этом случае устройство назначения только получало бы строку сигналов и не было бы в состоянии должным образом восстановить фрейм. Чтобы получающее устройство могло ясно распознать границу фрейма, устройство передачи добавляет сигналы для обозначения начала и конца фрейма. Эти сигналы представляют определенные комбинации двоичных разрядов, которые используются только для того, чтобы обозначить старт или конец фрейма.
Три фундаментальных функции Физического уровня:
- Физические компоненты
- Кодирование данных
- Передача сигналов
Кодирование является методом преобразования потока битов данных в предопределенный код. Коды являются группировками битов, используемых, чтобы обеспечить предсказуемый шаблон, который может быть распознан и отправителем и получателем. Использование предсказуемых шаблонов помогает отличать биты данных от управляющих битов и обеспечить лучшее обнаружение ошибок носителей.
В дополнение к созданию кодов для данных, методы кодирования на Физическом уровне могут также обеспечить коды в целях управления, такие как идентификация начала и конца фрейма. Узел отправления передает определенный шаблон битов или кода, чтобы идентифицировать начало и конец кадра.
Канальный уровень подготавливает данные сетевого слоя для физической среды.Чтобы пакеты Сетевого уровня могли быть транспортированы от источника к получателю, они должны пересечь различные физические сети. Эти физические сети могут состоять из различных типов физических сред, таких как медные провода, микроволны, оптоволокно и спутниковые линии. У пакетов сетевого уровня нет возможности непосредственно получить доступ к этим различным носителям. Это - роль канального уровня - подготовить пакеты сетевого уровня к передаче и управлять доступом к физическим средам.
Еще одной важной областью действия протоколов канального уровня являются связи типа «точка-точка» (Ad hoc) глобальных сетей, когда протокол канального уровня ответственен за доставку кадра непосредственному соседу. Адрес в этом случае не имеет принципиального значения, а на первый план выходит способность протокола восстанавливать искаженные и утерянные кадры, так как плохое качество территориальных каналов, особенно коммутируемых телефонных, часто требует выполнения подобных действий.
Функции КУ:
• Формирование кадра (фрейма)
• Контроль ошибок и повышение достоверности
• Обеспечение кодонезависимой передачи
• Восстановление исходной последовательности блоков на
приемной стороне
• Управление потоком данных на уровне звена
• Устранение последствий потерь или дублирования кадров
Протокол канального уровня добавляет к данным, полученным от протокола сетевого уровня, заголовок и трейлер, превращая их в кадр (frame)
Рис.3.Кадр канального уровня
На сетевом уровне могут использоваться различные протоколы, и потому в кадр протокола канального уровня обычно включается код, с помощью которого можно установить, какой именно протокол сетевого уровня сгенерировал данные в этом пакете. Руководствуясь этим кодом, протокол канального уровня компьютера-получателя пересылает данные соответствующему протоколу своего сетевого уровня.Для выявления ошибок передающая система вычисляет циклический избыточный код(cyclical redundancy check, CRC) полезной нагрузки и записывает его в трейлер кадра. Получив пакет, целевой компьютер выполняет те же вычисления и сравнивает результат с содержимым трейлера. Если результаты совпадают, информация передана без ошибок. В противном случае получатель предполагает, что пакет испорчен, и не принимает его.
Список используемой литературы:
- http://www.ikasteko.ru/page/etalonnaja-model-osi#3
- http://datanets.ru/fizicheskij-uroven-cel.html
- http://datanets.ru/kodirovanie-gruppirovka-bitov.html
- http://datanets.ru/kanalnyj-uroven.html
- http://datanets.ru/osnovnye-principy-raboty-fizicheskogo-urovnya.html