ფიზიკური მოდემის პროტოკოლები

ტელეკომუნიკაციები მსოფლიოში ყველაზე სწრაფად მზარდი ინდუსტრიაა. ამ ინდუსტრიის შესაბამისობა სპეციალურად ჩვენი ქვეყნისთვის, მისი ზომიდან და მდგრადობასა და მართვასთან დაკავშირებული ტრადიციული პრობლემების გამო, ძნელად შეიძლება შეფასდეს. სხვა მხრივ, სამწუხაროდ, თანამედროვე საკომუნიკაციო არხების განუვითარებლობა საშუალებას არ იძლევა სრულად ისარგებლონ მსოფლიო მიღწევებით მაღალსიჩქარიანი ციფრული ინფორმაციის გადაცემის სისტემებში. ამიტომაც რჩება მოდემები დარეკვით სატელეფონო საკომუნიკაციო არხებისთვის და, ვფიქრობ, კიდევ დიდხანს დარჩება ინფორმაციული კომუნიკაციების ყველაზე ფართოდ გავრცელებული საშუალება. გარდა ამისა, ვიმსჯელებთ იმ ენთუზიაზმით, რომლითაც წამყვანმა უცხოელმა სატელეკომუნიკაციო მოწყობილობებმა მოდემის შემუშავება და წარმოება დაიწყეს ახალი V.34 სტანდარტის შესაბამისად, მოდემის თემებისადმი ინტერესი მალე არ გაქრება იმ ქვეყნებში, რომლებიც უფრო წარმატებული თვალსაზრისით არიან. საკომუნიკაციო ინფრასტრუქტურის.

ამ სტატიაში მოცემულია ფიზიკური ფენის პროტოკოლებისა და მათი პარამეტრების მიმოხილვა მოდემებისთვის, რომლებიც მუშაობენ dial-up და გამოყოფილი ხმოვანი სიხშირის საკომუნიკაციო არხებით (სატელეფონო არხები) თვითონ განხილვის დაწყებამდე, საჭიროა რამდენიმე ზოგადი კომენტარის გაკეთება მიღებული ტერმინოლოგიისა და მოდემის მუშაობის პრინციპების შესახებ. ეს ამოიღებს შესაძლო გაუგებრობებს, რომლებიც დაკავშირებულია ფართო საზოგადოების ბუნდოვანებასთან დაკავშირებით, baud და bit / s ცნებებს შორის, შესაბამისად, მოდულაციის სიჩქარესა და ინფორმაციის სიჩქარეს შორის. გარდა ამისა, სასარგებლო იქნება ინფორმაცია მოდემებში გამოყენებული მოდულაციის შესაძლო ტიპების, აგრეთვე დუპლექსის კომუნიკაციის შესახებ და როგორ უნდა უზრუნველყოს იგი.

სიჩქარე

ანალოგური ხმის სიხშირის არხები ხასიათდება იმით, რომ მათზე გადაცემული სიგნალის სპექტრი შემოიფარგლება 300 ჰერციდან 3400 ჰც-მდე. მიზეზები, რის გამოც ასეთი შეზღუდვა ხდება, დაე, ისინი ამ სტატიის ფარგლებს გარეთ დარჩნენ. ავიღოთ ეს თავისებურად. სწორედ ეს სპექტრის შეზღუდვაა მთავარი დაბრკოლება სატელეფონო არხების გამოყენებაში ციფრული ინფორმაციის მაღალსიჩქარიანი გადასაცემად. ნიუკისტის ნამუშევრების მცოდნე ადამიანი უეჭველად მიგვანიშნებს იმაზე, რომ ინფორმაციის გადაცემის სიჩქარე შეზღუდული სპექტრის არხზე არ უნდა აღემატებოდეს ამ სპექტრის სიგანეს, ანუ ჩვენს შემთხვევაში 3100 ბაუდს. მაგრამ შემდეგ რაც შეეხება მოდემებს, რომლებიც გადასცემენ ინფორმაციას 4800, 9600, 14400 bps და კიდევ უფრო მეტი სიჩქარით? პასუხი თავისთავად გვთავაზობს: ანალოგურ ტექნოლოგიაში, baud და bit / s არ არის იგივე. ამ თეზისის გასარკვევად საჭიროა მოდემის მუშაობის ფიზიკური დონის ზედმიწევნით გაცნობა.

ელექტრული სიგნალის გავრცელება არხის გასწვრივ ხასიათდება სამი პარამეტრით - ამპლიტუდით, სიხშირით და ფაზით. ეს არის ერთ – ერთი ამ პარამეტრის ცვლილება, ან თუნდაც მათი ზოგიერთი კომბინაციის ცვლილება, რაც დამოკიდებულია ინფორმაციის ბიტების მნიშვნელობებზე და წარმოადგენს მოდულაციის პროცესის ფიზიკურ არსს. თითოეული ინფორმაციის ელემენტი შეესაბამება ფიქსირებულ დროის ინტერვალს, როდესაც ელექტრულ სიგნალს აქვს თავისი პარამეტრების გარკვეული მნიშვნელობები, რომლებიც ახასიათებს ამ ინფორმაციის ელემენტის მნიშვნელობას. დროის ამ ხანგრძლივობას ბაუდის ინტერვალი ეწოდება. თუ კოდირებული ელემენტი შეესაბამება ერთ ბიტიან ინფორმაციას, რომელსაც შეუძლია მიიღოს მნიშვნელობა 0 ან 1, მაშინ baud ინტერვალზე, სიგნალის პარამეტრებს, შესაბამისად, შეუძლია აიღოს ამპლიტუდის, სიხშირისა და ფაზის მნიშვნელობების ორი წინასწარ განსაზღვრული ერთეული. ამ შემთხვევაში, მოდულაციის სიჩქარე (ასევე წრფივი ან baud სიჩქარე) უდრის ინფორმაციის სიჩქარეს, ანუ 1 baud = 1 bit / s. დაშიფრული ელემენტი შეიძლება შეესაბამებოდეს არა ერთს, არამედ, მაგალითად, ინფორმაციის ორ ბიტს. ამ შემთხვევაში, ინფორმაციის სიჩქარე ორჯერ იქნება baud– ის სიჩქარე, ხოლო baud– ის ინტერვალზე სიგნალის პარამეტრებს შეუძლია აიღოს ერთ – ერთი ოთხი მნიშვნელობიდან 00, 01, 10 ან 11.

ზოგადად, თუ n ბიტი დაშიფრულია baud ინტერვალზე, მაშინ ინფორმაციის სიჩქარე Baud სიჩქარეს გადააჭარბებს n ჯერ. მაგრამ შესაძლო სიგნალის მდგომარეობების რაოდენობა სამგანზომილებიან (ზოგადად) სივრცეში - ამპლიტუდა, სიხშირე, ფაზა - ტოლი იქნება 2 ** n. ეს ნიშნავს, რომ მოდემის დემოდულატორი, რომელმაც მიიღო გარკვეული სიგნალი baud ინტერვალზე, უნდა შეადაროს იგი 2 ** n საცნობარო სიგნალთან და ზუსტად შეარჩიოს რომელიმე მათგანი სასურველი n ბიტის დეკოდირებისთვის. ამრიგად, კოდირების სიმძლავრის ზრდასთან და ინფორმაციის სიჩქარის ზრდასთან ერთად, baud– ის სიჩქარესთან შედარებით, სიგნალის სივრცეში მანძილი ორ მეზობელ წერტილს შორის მცირდება power-law პროგრესიით. ეს, თავის მხრივ, უფრო და უფრო მკაცრ მოთხოვნებს აყენებს გადამცემი არხის "სისუფთავეს". თეორიულად შესაძლო სიჩქარე რეალურ არხში განისაზღვრება ცნობილი შენონის ფორმულით:

V = F ჟურნალი (1 + S / N),

სადაც F არის არხის გამტარობა, S / N არის სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობა.

მეორე ფაქტორი განსაზღვრავს არხის შესაძლებლობებს სიგნალის საიმედო გადაცემის ხმაურის თვალსაზრისით, რომელიც კოდირებს ერთზე მეტ ინფორმაციას baud ინტერვალში. ასე რომ, მაგალითად, თუ სიგნალისა და ხმაურის თანაფარდობა შეესაბამება 20 დბ-ს, ანუ სიგნალის სიმძლავრე დისტანციურ მოდემამდე აღწევს 100-ჯერ მეტი ხმაურის სიმძლავრეზე და გამოიყენება ტონის სიხშირის არხის სრული გამტარობა (3100 ჰერცი), შენონის მაქსიმალური საზღვარია 20 640 ბიტი / წმ.

მოდულაცია

ვსაუბრობთ მოდულაციის ტიპებზე, ჩვენ შემოვიფარგლებით მხოლოდ იმით, რაც რეალურად გამოიყენება მოდემებში. და სინამდვილეში მხოლოდ სამი მათგანია: სიხშირე, ფაზის სხვაობა და მრავალფუნქციური ამპლიტუდა ფაზური მოდულაცია. ყველა დანარჩენი სხვა არაფერია, თუ არა ამ სამივეს ვარიაციები.

სიხშირის მოდულაციით (FSK, Frequency Shift Keying), ინფორმაციის ბიტის მნიშვნელობები 0 და 1 შეესაბამება საკუთარ სიხშირეებს ფიზიკური სიგნალითავისი ამპლიტუდით უცვლელი. სიხშირის მოდულაცია ძალზე მტკიცეა, რადგან ის ძირითადად სიგნალის ამპლიტუდია და არა სიხშირე, რომელიც დამახინჯებულია ჩარევით. ამ შემთხვევაში, დემოდულაციის საიმედოობა და, შესაბამისად, ხმაურის იმუნიტეტი უფრო მაღალია, მით უფრო მეტი პერიოდის სიგნალი მოდის Baud ინტერვალში. მაგრამ baud ინტერვალის ზრდა, გასაგები მიზეზების გამო, ამცირებს ინფორმაციის გადაცემის სიჩქარეს. მეორეს მხრივ, ამ ტიპის მოდულაციისთვის საჭირო სიგნალის სპექტრის სიგანე შეიძლება მნიშვნელოვნად ვიწრო იყოს, ვიდრე არხის მთლიანი გამტარობა. აქედან გამომდინარე, FSK გამოყენების სფეროა - დაბალი სიჩქარით, მაგრამ ძალიან საიმედო სტანდარტებით, რაც საშუალებას იძლევა კომუნიკაციის არხებზე ამპლიტუდა-სიხშირის მახასიათებლის დიდი დამახინჯებით, ან თუნდაც შეკვეცილი გამტარობით.

ფაზის სხვაობის მოდულაციაში (DPSK, დიფერენციალური ფაზის ცვლის კლავიში), პარამეტრის ცვლადი, რომელიც დამოკიდებულია ინფორმაციის ელემენტის სიდიდეზე, წარმოადგენს სიგნალის ფაზას მუდმივ ამპლიტუდასა და სიხშირეზე. ამ შემთხვევაში, თითოეული ინფორმაციის ელემენტი ასოცირდება არა ფაზის აბსოლუტურ მნიშვნელობასთან, არამედ წინა ცვლილებასთან შედარებით მის ცვლილებასთან. თუ ინფორმაციის ელემენტია დიბიტი, მაშინ მისი მნიშვნელობიდან გამომდინარე (00, 01, 10 ან 11), სიგნალის ფაზა შეიძლება შეიცვალოს 90, 180, 270 გრადუსით ან საერთოდ არ შეიცვალოს. ინფორმაციის თეორიიდან ცნობილია, რომ ფაზის მოდულაცია ყველაზე ინფორმაციულია, მაგრამ კოდირებული ბიტების რაოდენობის ზრდა სამზე მაღლა (ფაზის როტაციის 8 პოზიცია) იწვევს ხმაურის იმუნიტეტის მკვეთრ შემცირებას. ამიტომ მაღალი სიჩქარეგამოიყენება ამპლიტუდა ფაზის მოდულაციის კომბინირებული მეთოდები.

მრავალ პოზიციურ ამპლიტუდაფაზურ მოდულაციას ასევე უწოდებენ კვადრატურის ამპლიტუდის მოდულაციას (QAM). აქ, სიგნალის ფაზის შეცვლის გარდა, გამოიყენება მისი ამპლიტუდით მანიპულირება, რაც საშუალებას იძლევა გაშიფრული ბიტების რაოდენობის გაზრდა. ამჟამად გამოიყენება მოდულაციები, რომლებშიც ერთ baud ინტერვალზე დაშიფრული ინფორმაციის ბიტების რაოდენობამ შეიძლება მიაღწიოს 8-ს, და შესაბამისად, სიგნალის სივრცეში სიგნალის პოზიციების რაოდენობა - 256-მდე. თუმცა, მრავალპუნქტიანი QAM- ის გამოყენება სუფთა ფორმასერიოზული პრობლემები ექმნება ასოცირებული არასაკმარისი კოდირების ხმაურის იმუნიტეტს. ამიტომ, ყველა თანამედროვე ჩქაროსნული პროტოკოლი იყენებს ამ ტიპის მოდულაციის ვარიაციას, ე.წ. მოდულირება ქსელის კოდირებით ან ქსელის კოდირებით (TCM, Trellis Coded Modulation), რაც საშუალებას გაძლევთ გაზარდოთ ინფორმაციის გადაცემის ხმაურის იმუნიტეტი - არხში სიგნალისა და ხმაურის თანაფარდობის მოთხოვნების შემცირება 3-დან 6 დბ-ით. ამ კოდირების არსი არის სიჭარბის შემოღება. სიგნალის სივრცე ორმაგდება ინფორმაციის ბიტებზე კიდევ ერთი დამატებით, რომელიც წარმოიქმნება კონვოლუციური კოდირებით ინფორმაციის ბიტების ნაწილზე და შეყოვნების ელემენტების დანერგვით. ამ გზით გაფართოებული ჯგუფი ექვემდებარება იგივე მრავალხმიანობის ამპლიტუდაფაზურ მოდულაციას. მიღებული სიგნალის დემოდულაციის პროცესში იგი გაიშიფრება Vitterbee– ის დახვეწილი ალგორითმის გამოყენებით, რაც საშუალებას იძლევა სიჭარბისა და ისტორიის ცოდნის გამო, სიგნალის სივრციდან შეარჩიონ ყველაზე საიმედო წერტილი მაქსიმალური ალბათობის კრიტერიუმით და ამრიგად, ინფორმაციის ბიტების მნიშვნელობების დასადგენად.

დუპლექსის ოპერაცია გულისხმობს ინფორმაციის ორივე მიმართულებით ერთდროულად გადაცემის შესაძლებლობას. ჩვეულებრივი სატელეფონო ხაზი არის დუპლექსის ხაზის ტიპიური მაგალითი. ეს საშუალებას გაძლევთ რამე თქვათ თქვენს თანამოსაუბრესთან იმავდროულად, როდესაც ის თავის მხრივ ცდილობს რაღაცის თქმას. კიდევ ერთი კითხვა არის თუ არა ერთმანეთის გაგება, მაგრამ ეს თქვენი პრობლემებია. ანალოგი შეიძლება სრულად მიეკუთვნოს მოდემის კომუნიკაციას. მოდემის პრობლემა არ იქნება არხის დუპლექსის ინფორმაციის გადაცემაში, არამედ მოდემის დემოდულატორის მიერ შეყვანის სიგნალის ამოცნობის შესაძლებლობა საკუთარი PBX მოწყობილობიდან ასახული საკუთარი გამომავალი სიგნალის ფონზე, რაც სინამდვილეში ხდება ხმაური მოდემი უფრო მეტიც, მისი სიმძლავრე არამარტო შედარებადია, არამედ უმეტეს შემთხვევაში მნიშვნელოვნად აღემატება მიღებული სასარგებლო სიგნალის ენერგიას. ამიტომ, შეუძლია თუ არა მოდემს ინფორმაციის გადაცემა ერთდროულად ორივე მიმართულებით, განისაზღვრება ფიზიკური ფენის პროტოკოლის შესაძლებლობებით.

რა არის დუპლექსის მოწოდების გზები? ყველაზე აშკარა გზა, რომელიც მოდემის შემქმნელებისგან განსაკუთრებულ წარმოდგენას არ საჭიროებს, მაგრამ სატელეფონო ქსელისგან მოითხოვს ოთხი მავთულის შეწყვეტასთან დაკავშირების შესაძლებლობას, გამომდინარეობს აღნიშნულიდან. თუ ასეთი შესაძლებლობა არსებობს, ამ შემთხვევაში თითოეული წყვილი გამოიყენება ინფორმაციის გადასაცემად მხოლოდ ერთი მიმართულებით.

თუ საჭიროა ორმაგი მავთულის ხაზზე მუშაობისას დუპლექსის მიწოდება, მაშინ უნდა გამოიყენოთ სხვა მეთოდები. ერთ-ერთი მათგანია სიხშირის დაყოფის მულტიპლექსი. მთლიანი არხის გამტარობა იყოფა ორ სიხშირის ქვე-არხად, რომელთაგან თითოეული გადადის ერთი მიმართულებით. გადაცემის ქვეარხის არჩევანი ხორციელდება კავშირის დამყარების ეტაპზე და, როგორც წესი, ცალსახად უკავშირდება მოდემის როლს საკომუნიკაციო სესიაში: დარეკვა ან პასუხის გაცემა. ცხადია, ეს მეთოდი არ იძლევა არხის სრული სიმძლავრის გამოყენებას გამტარობის მნიშვნელოვნად შემცირების გამო. უფრო მეტიც, იმისათვის, რომ გამოირიცხოს გვერდითი ჰარმონიკის შეღწევა მიმდებარე ქვეკანახში, ისინი უნდა გამოიყოს მნიშვნელოვანი "უფსკრულით", რის შედეგადაც სიხშირის ქვეარხები არ იკავებს სრული სპექტრის ნახევარს. შესაბამისად (იხ. შენონის ფორმულა), ეს მეთოდიდუპლექსი კომუნიკაციის საშუალებით შეზღუდულია ინფორმაციის გადაცემის სიჩქარე. არსებული ფიზიკური ფენის პროტოკოლები სიხშირის დაყოფის მულტიპლექსირების გამოყენებით უზრუნველყოფს სიმეტრიულ დუპლექსის კომუნიკაციას სიჩქარით, რომელიც არ აღემატება 2400 bps.

სიმეტრიული დუპლექსის პუნქტი შემთხვევითი არ არის. ფაქტია, რომ მრავალი პროტოკოლი ასევე უზრუნველყოფს უფრო სწრაფ კომუნიკაციას, მაგრამ ერთი მიმართულებით, ხოლო დაბრუნების არხი გაცილებით ნელია. ამ შემთხვევაში სიხშირის დაყოფა ხორციელდება არხში არათანაბარი ქვე-არხებში. ამ ტიპის დუპლექსის კომუნიკაციას ასიმეტრიულს უწოდებენ.

სიმეტრიული დუპლექსის უზრუნველყოფის კიდევ ერთი მეთოდი, რომელიც ყველა მაღალსიჩქარიან ოქმებში გამოიყენება, ექოს გაუქმების (ექოს გაუქმების) ტექნოლოგიაა. მისი არსი იმაში მდგომარეობს, რომ მოდემებს, რომლებსაც აქვთ ინფორმაცია საკუთარი გამომავალი სიგნალის შესახებ, შეუძლიათ გამოიყენონ ეს ცოდნა მიღებული სიგნალისგან საკუთარი "ადამიანის მიერ შექმნილი" ხმაურის გასაფილტრად. კომუნიკაციაში შესვლის ეტაპზე თითოეული მოდემი, გარკვეული გამოძიების სიგნალის გაგზავნით, განსაზღვრავს ექოსრეფლაციის პარამეტრებს: შეფერხების დრო და არეკლილი სიგნალის სიმძლავრე. საკომუნიკაციო სესიის დროს მოდემის ექოს გამორთვა მიღებული გამომავალი სიგნალიდან "აკლებს" საკუთარ გამომავალ სიგნალს, გამოსწორებული ექოს არეკვლის მიღებული პარამეტრების შესაბამისად. ეს ტექნოლოგია შესაძლებელს ხდის არხის მთლიანი გამტარობის გამოყენებას ინფორმაციის დუპლექსური გადაცემისთვის, თუმცა მისი დანერგვისას საჭიროა ძალიან სერიოზული გამოთვლითი რესურსები სიგნალის დამუშავებისთვის.

დაბოლოს, აღსანიშნავია, რომ მრავალი პროტოკოლი არ ცდილობს უზრუნველყოს სრული დუპლექსის კომუნიკაცია. ეს არის ე.წ. ნახევრად დუპლექსის პროტოკოლები. კერძოდ, ფაქსის კომუნიკაციისთვის განკუთვნილი ყველა პროტოკოლი ნახევრად დუპლექსია. ამ შემთხვევაში, ინფორმაცია ერთდროულად მხოლოდ ერთი მიმართულებით გადადის. ინფორმაციის გარკვეული ნაწილის მიღების / გადაცემის ბოლოს, ორივე მოდემი (ფაქსი) სინქრონულად შეცვლის მონაცემთა გადაცემის მიმართულებას (პინგ-პონგი). გადაცემის ქვე-არხების ორმხრივი შეღწევის პრობლემების არარსებობის გამო, ისევე როგორც ექოს არეკვლისას, ნახევრად დუპლექსის პროტოკოლებს ზოგადად ახასიათებთ ხმაურის მეტი იმუნიტეტი და მთლიანი არხის სიჩქარის გამოყენების შესაძლებლობა. ამასთან, მონაცემთა გადაცემისთვის არხის გამოყენების ეფექტურობა დუპლექსის ოქმებთან შედარებით დაბალია. ეს, პირველ რიგში, იმითაა გამოწვეული, რომ მონაცემთა გადაცემის თითქმის ყველა პროტოკოლი, როგორც მონაცემთა ბმულის ფენა (MNP, V.42), ასევე ფაილის გადაცემის ფენა (X, Y, Zmodem, რომ აღარაფერი ვთქვათ BiDirectional type protokols), მოითხოვს ორ გზა გაცვლას, თუნდაც მიღებული ინფორმაციის დასადასტურებლად. გადაცემის მიმართულების ნებისმიერი შეცვლა, გარდა ამისა, მომდევნო ეტაპზე შეუძლებელია მომხმარებლის ინფორმაციის შემდეგი ნაწილის გადაცემა, საჭიროა დამატებითი ზედნადები ხარჯები დროულად მიმღები და გადამცემი მხარეების ურთიერთსინქრონიზაციისთვის.

ხშირად გამოყენებული ITU-T მოდემის პროტოკოლები

ეს არის სრული დუპლექსი, სიხშირის განყოფილების მულტიპლექსირებული, FSK მოდულირებული პროტოკოლი. ქვედა არხზე (რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება მოწოდების მოდემის მიერ გადასაცემად), "1" გადადის 980 Hz, ხოლო "0" გადაეცემა 1180 Hz. ზედა არხზე (რეაგირების გადამცემი), "1" გადაეცემა 1650 Hz, ხოლო "0" გადაეცემა 1850 Hz. მოდულაციისა და მონაცემთა სიჩქარე ტოლია - 300 baud, 300 bit / s. დაბალი სიჩქარის მიუხედავად, ეს ოქმიპოულობს განაცხადს, პირველ რიგში, როგორც ”გადაუდებელი”, თუ შეუძლებელია ამის გამო მაღალი დონეჩარევა სხვა ფიზიკური ფენის პროტოკოლების გამოყენებაში. გარდა ამისა, მისი უპრეტენზიოობისა და ხმაურის იმუნიტეტის გამო, იგი გამოიყენება სპეციალური მაღალი დონის პროგრამებში, რომლებიც მოითხოვს მაღალი გადაცემის საიმედოობას. მაგალითად, მოდემებს შორის კავშირის დამყარებისას ახალი V.8 რეკომენდაციის შესაბამისად, ან ფაქსიმილური კომუნიკაციის დროს (ზედა არხი) მართვის ბრძანებების გადაცემისთვის.

ეს არის დუპლექსის, სიხშირეების დაყოფის მულტიპლექსირების პროტოკოლი DPSK მოდულაციით. ქვედა არხის გადამზიდავი სიხშირე (გადასცემს აბონენტს Hz, ზედა (გადასცემს რეაგირებულ Hz. მოდულაციის სიჩქარე - 600 baud. მას აქვს ორი პოზიციის (ბიტი კოდირებული) და ოთხი პოზიციის (დიბიტი)) ფაზური სხვაობის მოდულაციის რეჟიმები ფაზის მანძილი წერტილებს შორის, შესაბამისად, 180 და 90 გრადუსი. შესაბამისად, ინფორმაციის სიჩქარე შეიძლება იყოს 600 ან 1200 bps. ეს პროტოკოლი რეალურად შეიწოვება V.22bis პროტოკოლით.

ეს არის სრული დუპლექსი, სიხშირის განყოფილება, QAM მოდულაციის პროტოკოლი. ქვედა არხის გადამზიდავი სიხშირე (გადმოსცემს აბონენტს Hz, ზედა - 2400 Hz. მოდულაციის სიჩქარე - 600 baud. მას აქვს ოთხი პოზიციის (კოდირებული დიბიტი) და თექვსმეტი პოზიციის (quadbit კოდირებით) კვადრატული ამპლიტუდის მოდულაციის რეჟიმები. შესაბამისად, ინფორმაციის სიჩქარე შეიძლება იყოს 1200 ან 2400 ბიტი / წმ. რეჟიმი 1200 ბიტი / წმ სრულად თავსებადია V.22– ს, განსხვავებული მოდულაციის მიუხედავად. ფაქტია, რომ პირველი ორი ბიტი 16 – QAM (კვადბიტი) რეჟიმში განსაზღვრავს ფაზის კვადრატის ცვლილება წინა სიგნალის ელემენტთან შედარებით და, შესაბამისად, ისინი არ არიან პასუხისმგებელნი ამპლიტუდაზე და ბოლო ორი ბიტი განსაზღვრავს სიგნალის ელემენტის პოზიციას კვადრატში ამპლიტუდის ცვალებადობით. ამრიგად, DPSK შეიძლება ჩაითვალოს სპეციალურ შემთხვევად QAM, სადაც ბოლო ორი ბიტი არ ცვლის მათ მნიშვნელობებს. შედეგად, ოთხი პოზიცია შეირჩევა თექვსმეტი პოზიციიდან სხვადასხვა კვადრატში, მაგრამ იგივე პოზიციით კვადრატში, თუნდაც იგივე ამპლიტუდით. V.22bis პროტოკოლი არის ფაქტობრივი სტანდარტი ყველა საშუალო სიჩქარის მოდემი.

ეს არის დუპლექსის პროტოკოლი ექოს გაუქმებისა და კვადრატული ამპლიტუდის მოდულაციით ან ქსელის კოდირებული მოდულაციით. გადამზიდველის სიხშირე - 1800 ჰერცი, მოდულაციის სიჩქარე - 2400 ბაუდი. ამრიგად, გამოიყენება სპექტრი, რომლის სიგანეა 600-დან 3000 ჰც-მდე. მას აქვს ორი პოზიციის (ბიტიანი), ოთხი პოზიციის (დიბიტიანი) და თექვსმეტი პოზიციის (კვადბიტიანი) QAM რეჟიმი. შესაბამისად, ინფორმაციის სიჩქარე შეიძლება იყოს 2400, 4800 და 9600 bps. გარდა ამისა, 9600 bps- ისთვის არსებობს ალტერნატიული მოდულაცია - 32-პოზიციური TCM.

ეს არის დუპლექსის პროტოკოლი ექოს გაუქმებით და TCM მოდულაციით. იგი იყენებს იგივე, რაც V.32, გადამზიდავი სიხშირით 1800 Hz და მოდულაციის სიჩქარე 2400 baud. აქვს 16-TCM, 32-TCM, 64-TCM და 128-TCM რეჟიმები. შესაბამისად, ინფორმაციის სიჩქარე შეიძლება იყოს 7200, 9600, 12000 და 14400 bps. 32-TCM რეჟიმი სრულად თავსებადია შესაბამის V.32 რეჟიმში. V.32bis არის დე ფაქტო სტანდარტი ყველა ჩქაროსნული მოდემისთვის.

ეგზოტიკური ITU-T მოდემის პროტოკოლები

ეს არის ნახევრად დუპლექსის FSK პროტოკოლი. მას აქვს ორი სიჩქარის რეჟიმი: 600 bps და 1200 bps. მოდულაციისა და მონაცემთა სიჩქარე თანაბარია: შესაბამისად, 600 და 1200 baud. ორივე რეჟიმში "1" გადაეცემა 1300 ჰერცი სიხშირით. 600 bps რეჟიმში, "0" გადადის 1700 Hz, ხოლო 1200 bps რეჟიმში, 2100 Hz. პროტოკოლის განხორციელება სურვილისამებრ შეიძლება შეიცავდეს საპირისპირო ბმულს, რომელიც მუშაობს 75 bps- ით, რაც პროტოკოლს ასიმეტრიულ დუპლექსად აქცევს. გადაცემის სიხშირე "1" უკანა არხში არის 390 ჰც, "0" - 450 ჰც. ეს პროტოკოლი პრაქტიკულად აღარ გამოვიდა გამოყენებიდან, როგორც სტანდარტული მოდემიანი საკომუნიკაციო პროტოკოლი და ყველა სტანდარტული მოდემი არ არის აღჭურვილი მასით. ამასთან, იგი ემსახურებოდა და რჩება საფუძველი ჩვენს ქვეყანაში ფართოდ გავრცელებული არასტანდარტული მოდემების დანერგვისთვის (მაგალითად, LEXAND). როგორც ჩანს, სიმარტივის, მაღალი ხმაურის იმუნიტეტისა და ღირსეული (შედარებით V.21) სიჩქარის გამო. გარდა ამისა, ევროპის რიგ ქვეყნებში ეს პროტოკოლი გამოიყენება ვიდეოტექსის საინფორმაციო სისტემაში.

V.26, V.26bis, V.26ter

ეს სამი პროტოკოლი აერთიანებს მოდულაციის ტიპს - DPSK, გადამზიდველის სიხშირე - 1800 Hz და მოდულაციის სიჩქარე - 1200 baud. მათ შორის განსხვავება მდგომარეობს სრულ დუპლექსური კომუნიკაციის უზრუნველყოფის შესაძლებლობასა და მეთოდებში და ინფორმაციის სიჩქარეში. V.26 უზრუნველყოფს სრულ დუპლექსს მხოლოდ ოთხსადენოვან ხაზზე, V.26bis არის ნახევრად დუპლექსის პროტოკოლი, რომელიც შექმნილია ორი მავთულის აკრეფის ხაზებისთვის და V.26ter უზრუნველყოფს სრულ დუპლექსს ექოს გაუქმების ტექნოლოგიის გამოყენებით. გარდა ამისა, პირველი ორი პროტოკოლი შეიძლება იყოს ასიმეტრიული დუპლექსი, სურვილისამებრ, საპირისპირო ბმულით, რომელიც მუშაობს 75 bps– ით V.23– ის შესაბამისად. სამივე პროტოკოლი უზრუნველყოფს მონაცემთა გადაცემის სიჩქარეს 2400 bps ოთხი პოზიციური (dibit) DPSK– ს საშუალებით. V.26bis და V.26ter ასევე გამოირჩევიან ორი პოზიციონიანი (ბიტიანი) DPSK- ით, რაც უზრუნველყოფს 1200 bps.

ეს პროტოკოლი იყენებს ქსელის კოდირებულ მოდულაციას TCM. იგი შექმნილია სრული დუპლექსის კომუნიკაციის უზრუნველსაყოფად ოთხსადენოვან არხებზე. აქვს გადამზიდველის სიხშირე 1800 ჰერცი და მოდულაციის სიჩქარე 2400 ბაუდი. მუშაობს 64-TCM და 128-TCM რეჟიმში. შესაბამისად, ინფორმაციის სიჩქარე შეიძლება იყოს 12000 და 14400 წმ. ეს პროტოკოლი ძალიან ჰგავს V.32bis- ს ექოს გაუქმების გარეშე. უფრო მეტიც, თუ V.33 პროტოკოლით მოდემი დამონტაჟებულია დიფერენციალური PBX სისტემის წინაშე ოთხი მავთულის შეწყვეტაზე, მაშინ მას შეეძლება დაუკავშირდეს დისტანციურ მოდემ V.32bis- ს, რომელიც დაინსტალირებულია ორ მავთულ ხაზზე.

ხშირად გამოყენებული ITU-T ფაქსის პროტოკოლები

ეს პროტოკოლი იყენებს ფაზის სხვაობის მოდულაციას გადამზიდავი სიხშირით 1800 ჰც. შეიძლება გამოყენებულ იქნას ორი რეჟიმი baud- ის განსხვავებული სიჩქარით: 2400 და 4800 bps. ინფორმაციის სიჩქარე 2400 ბიტი / წმ მიიღწევა მოდულირების სიჩქარით 1200 baud და კოდირების დიბიტი (4 პოზიციური DPSK) და 4800 bps - სიჩქარით 1600 baud და კოდირების შენაკადი (8 პოზიციური DPSK). უნდა აღინიშნოს, რომ ამ ოჯახის ჯერ კიდევ ნაკლებად გამოყენებადი მოდემის პროტოკოლებია - V.27 და V.27bis, რომლებიც განსხვავდება V.27ter– ისგან, ძირითადად არხის ტიპით (გამოყოფილი ოთხი მავთული), რომლისთვისაც ისინი განკუთვნილია.

ეს პროტოკოლი იყენებს კვადრატურის ამპლიტუდის მოდულაციას. გადამზიდველის სიხშირე - 1700 Hz, მოდულაციის სიჩქარე - 2400 baud. მას აქვს 8 პოზიციური (შენაკადი) და 16 პოზიციური (quadbit) QAM რეჟიმი. შესაბამისად, ინფორმაციის სიჩქარე შეიძლება იყოს 7200 და 9600 bps.

ეს პროტოკოლი თავისი პარამეტრებით ძალიან ჰგავს V.32bis- ს. იგი იყენებს ქსელის მოდულაციას. გადამზიდველის სიხშირე 1800 Hz და მოდულაციის სიჩქარე 2400 baud. აქვს 16-TCM, 32-TCM, 64-TCM და 128-TCM რეჟიმები. შესაბამისად, ინფორმაციის სიჩქარე შეიძლება იყოს 7200, 9600, 12000 და 14400 bps.

არასტანდარტული მოდემის პროტოკოლები

AT&T– ს მიერ შემუშავებული ეს პროტოკოლი ღიაა მოდემის დეველოპერების მიერ. კერძოდ, AT & T LSI– ს გარდა, ეს პროტოკოლი ხორციელდება ზოგიერთ U. S. Robotics მოდემში. ოქმი ფაქტობრივად წარმოადგენს V.32bis ტექნოლოგიის მექანიკურ განვითარებას: დუპლექსი ექოს გაუქმებით, ქსელის კოდირების მოდულაციით, მოდულაციის სიჩქარე - 2400 baud, გადამზიდი - 1800 Hz, ინფორმაციის სიჩქარის გაფართოება 16800 და 19200 ბიტი / წმ მნიშვნელობებით 256-TCM და 512- TCM– მდე. ამ მიდგომის შედეგი არის ამ პროტოკოლის ძალიან მკაცრი მოთხოვნები ხაზთან. ასე რომ, მაგალითად, სტაბილური მუშაობისთვის 19200 ბიტი / წმ სიჩქარით, სიგნალის ხმაურის თანაფარდობა უნდა იყოს მინიმუმ 30 დბ.

ოქმი შემუშავდა ZyXEL კომუნიკაციების კორპორაციის მიერ და განხორციელდა საკუთარ მოდემებში. ეს პროტოკოლი, ისევე როგორც V.32terbo, ვრცელდება V.32bis მონაცემთა სიჩქარით 16800 და 19200 bps, ხოლო ინარჩუნებს ექოს გაუქმების ტექნოლოგიას, ქსელური კოდირებით მოდულაციას და 1800 Hz გადამზიდავს. მოდულაციის სიჩქარე 2400 baud შენარჩუნებულია მხოლოდ 16800 bps. 19200 bps მიიღწევა მოდულაციის სიჩქარის 2743 baud- ზე გაზრდით, ხოლო 256-TCM მოდულაციის რეჟიმის შენარჩუნებით ორივე კურსისთვის. ეს გამოსავალი საშუალებას გვაძლევს ხაზზე სიგნალისა და ხმაურის თანაფარდობის მოთხოვნა შემცირდეს 2.4 დბ-ით, თუმცა, გამტარობის გაფართოებამ შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს არხის სიხშირის რეაქციის დიდი დამახინჯებით.

HST (High Speed ​​Technology) პროტოკოლი შეიმუშავა U. S. Robotics– მა და დანერგა კურიერის სერიის მოდემებში. ეს არის ასიმეტრიული სიხშირის დაყოფის დუპლექსის პროტოკოლი. დაბრუნების არხს აქვს რეჟიმები 300 და 450 წთ. ძირითადი არხია 4800, 7200, 9600, 12000, 14400 და 16800 წმ. გამოყენებულია ტრელისის მოდულაცია 2400 baud მოდულაციის სიჩქარით. იგი ხასიათდება შედარებითი სიმარტივით და მაღალი ხმაურის იმუნიტეტით ექოს კომპენსაციის საჭიროების არარსებობისა და არხების ურთიერთმოქმედების არარსებობის გამო.

PEP (შეფუთული ანსამბლის პროტოკოლი) ოჯახის ნახევრად დუპლექსის პროტოკოლები შეიქმნა Telebit– ის მიერ და განხორციელდა TrailBlazer (PEP) და WorldBlazer (TurboPEP) მოდემებში. ეს პროტოკოლები ხმოვანი არხის მთელ გამტარობას არსებითად განსხვავებულად იყენებს მონაცემთა სწრაფი გადაცემისთვის. მთელი არხი იყოფა მრავალ ვიწრო ზოლის სიხშირის ქვე-არხად, რომელთაგან თითოეული დამოუკიდებლად გადასცემს ბიტების საკუთარ ნაწილს ზოგადი ინფორმაციის ნაკადისგან. ამ სახის პროტოკოლებს ეწოდება მრავალარხიანი, ან პარალელური, ან მულტიკარარიული პროტოკოლები. PEP პროტოკოლში არხი იყოფა 511 ქვეარხად. თითოეული ქვექსელის სიგანე დაახლოებით 6 ჰერცი სიგანეა, მოდულაციის სიჩქარეა 2-დან 6 ბაუდამდე, QAM– ის გამოყენებით, რომელიც კოდირებს 2 – დან 6 ბიტამდე თითო ბაუდზე. თავისუფლების რამდენიმე ხარისხი არსებობს თითოეული კონკრეტული არხის მაქსიმალური გამტარობის უზრუნველსაყოფად, რომელსაც აქვს საკუთარი მახასიათებლები დამახინჯებისა და ჩარევის თვალსაზრისით. კავშირის დამყარების პროცესში თითოეული სიხშირის ქვე-არხი დამოუკიდებლად შემოწმებულია და განისაზღვრება მისი გამოყენების შესაძლებლობა, აგრეთვე პარამეტრები: ქვეკანელის მოდულაციის სიჩქარე და მოდულაციის პოზიციების რაოდენობა. PEP პროტოკოლის გადაცემის მაქსიმალური სიჩქარე შეიძლება იყოს 19200 bps. სესიის მსვლელობისას, როდესაც ჩარევის სიტუაცია გაუარესდება, ქვე-არხების პარამეტრები შეიძლება შეიცვალოს და ზოგიერთ ქვე-არხს გამორთოთ. ამ შემთხვევაში სიჩქარის შემცირების შემცირება არ აღემატება 100 ბიტ / წმ-ს. TurboPEP პროტოკოლს, ქვე არხების რაოდენობის გაზრდით, და ერთ ბაუდ ინტერვალში დაშიფრული ბიტების რაოდენობით, შეუძლია მიაღწიოს 23000 bps სიჩქარეს. გარდა ამისა, TurboPEP პროტოკოლი იყენებს ქსელის კოდირებულ მოდულაციას, რაც ზრდის პროტოკოლის ხმაურის იმუნიტეტს.

ამ პროტოკოლების მთავარი უპირატესობა არის დაბალი მგრძნობელობა არხის სიხშირეზე რეაგირების დამახინჯებისადმი და მნიშვნელოვნად დაბალი მგრძნობელობა იმპულსური ხმაურის მიმართ, ტრადიციულ ოქმებთან შედარებით. თუ პირველი არ წამოჭრის რაიმე კითხვას, საჭიროა გარკვეული კომენტარები იმპულსურ ხმაურთან დაკავშირებით. ფაქტია, რომ მიუხედავად იმისა, რომ იმპულსური ხმაური "ხვდება" თითქმის მთელი სპექტრის სიგანეზე, ანუ ყველა ქვე-არხში, მნიშვნელოვნად გრძელი სიგნალის ხანგრძლივობის გამო, ტრადიციულ პროტოკოლებთან შედარებით (6 baud 2400), ხმაურით დამახინჯებული სიგნალი არის გაცილებით ნაკლებია, რაც ზოგიერთ შემთხვევაში მისი ნორმალურად დემოდულაციის შესაძლებლობას იძლევა. და ბოლოს, რაც აღსანიშნავია, არის ის, რომ რიგ ქვეყნებში ამ ტიპის პროტოკოლები აკრძალულია აკრიფეთ სატელეფონო სქემებზე გამოყენება. ალბათ იმიტომ, რომ მრავალარხიანმა პროტოკოლებმა შესაძლებლობა მისცეს წარმატებით იმუშაონ იმ ხაზებზეც კი, რომელზეც ენერგეტიკული კანალიზატორები აყენებენ მაღალი დონის ფილტრებს (იმისათვის, რომ აშკარად დააკლდეს მომხმარებლებს დამნაშავეებს, რომ გამოიყენონ სატელეფონო არხები მონაცემთა გადასაცემად სტანდარტული მოდემის გამოყენებით). .

Და ბოლოს

სატელეფონო არხებით მონაცემთა სწრაფი გადაცემის უახლესი მიღწევების ყოველგვარი მოხსენიების თითქმის სრული არარსებობა - სხვადასხვა კომპანიის მიერ განხორციელებული სწრაფი პროექტები, Rockwell International– ის მიერ V. FC და, საბოლოოდ, V.34 ITU-T რეკომენდაცია - ფიზიკური ფენის მოდემის პროტოკოლების მიმოხილვა შეიძლება რთული აღმოჩნდეს ... ამასთან, თუ ოდნავ შეეხო V.34 თემას, აღმოჩნდება, რომ ეს არ არის მოდემის კომუნიკაციის სიჩქარის გაზრდის კიდევ ერთი ნაბიჯი, არამედ უზარმაზარი რევოლუციური მიღწევა ტონის სიხშირის ყველა რეზერვის არჩევის სურვილში . გარკვეულწილად, წინსვლა, მსოფლმხედველობაში, სისტემის პრობლემისადმი მიდგომის დემონსტრირება და ინსტრუმენტებში მკვეთრი ტექნოლოგიური ნახტომის საფუძველზე, რაც საშუალებას გაძლევთ მაქსიმალურად მიუახლოვდეთ შენონის თეორიულ ზღვარს. ამიტომ ეს თემა ცალკე სტატიის ღირსია ...

ალექსანდრე პასკოვატი, ანალიტიკოსი-ტელეკომისსისტემები

RS-232 პროტოკოლი.

არსებობს რამდენიმე ფიზიკური ფენის პროტოკოლი, რომლებიც ორიენტირებულია პორტებზე მუშაობაზე, როგორიცაა UART. ამ პროტოკოლებიდან ერთ – ერთია RS-232.

RS აბრევიატურა ნიშნავს რეკომენდებული სტანდარტი (ეს არ არის de jure სტანდარტი). RS-232 პროტოკოლი განსაზღვრავს პროტოკოლის ფიზიკურ ფენას, რომელიც ხშირად გამოიყენება UART- თან ერთად (ანუ ის იყენებს ასინქრონულ დაწყების-გაჩერების რეჟიმს გადაცემისთვის, NRZ ფიზიკური კოდირების მეთოდს). RS-232- ის ძირითადი მახასიათებლები:

· მონაცემთა გადაცემის საშუალება - სპილენძის მავთული. სიგნალი გაუწონასწორებელია (პოტენციური). ამ შემთხვევაში, სიგნალი გადადის კაბელის ერთ ინდივიდუალურ მავთულზე, გადამცემსა და მიმღებს აქვთ ერთი ტერმინალი, დიფერენციალური სიგნალისგან განსხვავებით (თითოეული სიგნალი გადაეცემა ინდივიდუალურ წყვილს). მეორე მავთული საერთოა (დამიწებული), რომელსაც ერთდროულად იყენებს ყველა სიგნალი და უკავშირდება მიმღების და გადამცემის საერთო ენერგიის გამომუშავებას. ეს მეთოდი ამცირებს დამაკავშირებელი კაბელის ღირებულებას, მაგრამ ამცირებს სისტემის ხმაურის იმუნიტეტს.

· კვანძების რაოდენობა - ყოველთვის 2. პირველი კვანძის გადამცემი უკავშირდება მეორის მიმღებს და პირიქით. შესაბამისად, ყოველთვის გამოიყენება სრული დუპლექსის ოპერაცია - მონაცემები გადაეცემა ორივე მიმართულებით ერთდროულად და დამოუკიდებლად.

· მაქსიმალური სიგრძესადენები - 15,25 მ. გადაცემის სიჩქარე 19,2 Kbps.

· სიგნალის ძაბვის დონე გადამცემის გამოსასვლელთან: სიგნალი არის ბიპოლარული, ლოგიკური ”1” შეესაბამება ძაბვას -5 ¸ -15 ვ., ლოგიკური ”0” - +5 ¸ +15 ვ.

მინიმალური ძაბვის დონე მიმღების შეყვანისას V. 3 ვ.

· ხაზის დენადობა - 500 მაი (სინამდვილეში, წარმოებული RS-232 დრაივერები საშუალებას აძლევს დენი 10 მლნ განმავლობაში)

ამჟამად, მძღოლების დიდი რაოდენობაა, რომლებიც სიგნალებს ციფრული დონიდან (ერთპოლარული სიგნალი შეზღუდულია ციფრული დენის დონით) გადააქვთ RS-232 დონეზე.

RS-485 პროტოკოლი.

უზრუნველყოფს მონაცემთა ხაზთან მონაცემთა თვითნებური რაოდენობის გამარტივებულ peer-to-peer (ფიზიკურ) კავშირს.

ძირითადი მახასიათებლები:

· მონაცემთა გადაცემის საშუალება - ყოველთვის გადაბმული წყვილი. როგორც წესი, გამოიყენება 1 წყვილი (ნახევრად დუპლექსი), შესაძლებელია 2 წყვილი (სრული დუპლექსი, არ არის სტანდარტული). წყვილების ხაზებს ასევე აწერია A და B. რეკომენდებულია ფარისებრი დახვეული წყვილის გამოყენება;

· გადაცემის მეთოდი - ნახევრად დუპლექსი (ერთი წყვილის გამოყენებით) ან სრული დუპლექსი (ორი წყვილის გამოყენებით). ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, კომუნიკაციის რეჟიმი RS-422 რეჟიმის მსგავსია.

· გადაცემის მაქსიმალური მანძილი - 1220 მ 100 კბიტი / წმ სიჩქარით;

· გადაცემის მაქსიმალური სიჩქარე - 10 მბიტ / წმ 15 მ მანძილზე;

· გადამცემის სიგნალი არის ბიპოლარული. A და B ხაზების პოტენციური თანაფარდობები: მდგომარეობა 0 - A> B, მდგომარეობა 1 - B> A პოტენციური განსხვავება A- სა და B- ს შორის უნდა იყოს 1.5 - 5 V, ამჟამინდელი დონე ხაზში უნდა იყოს 250 ma- მდე.

თავდაპირველად, პროტოკოლი ითვალისწინებდა 32 მოწყობილობის ერთ ხაზთან დაკავშირებას, მაგრამ ხაზის დრაივერების მწარმოებლებმა ეს რიცხვი 128-256-მდე გაზარდა.

1.3.3. ქსელის ფენების ფიზიკური ფენა

ფიზიკური ფენა ბიტებს გადასცემს ფიზიკურ საკომუნიკაციო არხებს, მაგალითად,

კოაქსიალური კაბელი ან გრეხილი წყვილი. ანუ, ეს დონე პირდაპირ გადასცემს მონაცემებს. ამ დონეზე განისაზღვრება ელექტრული სიგნალების მახასიათებლები, რომლებიც დისკრეტულ ინფორმაციას გადასცემს, მაგალითად: კოდირების ტიპი, სიზმრის სიჩქარე, რა არის ეს. ამ დონეზე ასევე მოცემულია ფიზიკური მონაცემების გადაცემის საშუალებების მახასიათებლები: გამტარობა, ტალღის წინაღობა, ხმაურის იმუნიტეტი. ფიზიკური ფენის ფუნქციებს ახორციელებს ქსელის ადაპტერი ან სერიული პორტი. ფიზიკური ფენის პროტოკოლის მაგალითია დაზუსტება 100Base-TX(ტექნოლოგია Ethernet).

ბმულის ფენა ( მონაცემთა ბმულის ფენა)

ბმულის შრე პასუხისმგებელია მონაცემთა გადაცემას კვანძებს შორის იმავე ლოკალურ ქსელში. ამ შემთხვევაში, კვანძი გაგებულია, როგორც ქსელში ჩართული ნებისმიერი მოწყობილობა. ეს ფენა მიმართავს ფიზიკურ მისამართებს ( ᲛᲐᲙᲘმისამართები), მწარმოებლის მიერ ქსელის ადაპტერებში "შეკერილი". თითოეულ ქსელურ ადაპტერს აქვს საკუთარი უნიკალური ᲛᲐᲙᲘ-მისამართებით, ანუ ვერ ნახავთ ორ ქსელურ ბარათს ერთნაირით ᲛᲐᲙᲘ- მისამართი. ბმულის ფენა ზედა ფენისგან მიღებულ ინფორმაციას გარდაქმნის ბიტებად, რომლებსაც შემდეგ ფიზიკური ფენა გადასცემს ქსელს. იგი ანაწილებს გადაცემულ ინფორმაციას მონაცემთა ნაწილად - ჩარჩოებად (ჩარჩოები)... სწორედ ამ დონეზე ხდება პერსონალის გაცვლა ღია სისტემებით. გადამისამართების პროცესი ასე გამოიყურება: ბმულის ფენა აგზავნის ჩარჩოს ფიზიკურ ფენას, რომელიც აგზავნის ჩარჩოს ქსელში. ამ ჩარჩოს იღებს ქსელის ყველა მასპინძელი და ამოწმებს, ემთხვევა თუ არა დანიშნულების მისამართი ამ მასპინძლის მისამართს. თუ მისამართები ემთხვევა, ბმულის ფენა იღებს ჩარჩოს და გადასცემს მას მაღალ ფენებს. თუ მისამართები არ ემთხვევა, მაშინ ის უბრალოდ უგულებელყოფს ჩარჩოს. ამრიგად, ქსელი ბმულის შრეში გადაიცემა. გამოყენებული in ადგილობრივი ქსელებიბმულის ფენის პროტოკოლებს აქვთ გარკვეული ტოპოლოგია. ტოპოლოგია გულისხმობს ფიზიკური კავშირების ორგანიზების წესს და მათი გადაჭრის გზას. ბმულის ფენა უზრუნველყოფს მონაცემთა მიწოდებას კვანძებს შორის გარკვეული ტოპოლოგიის მქონე ქსელში, ანუ რისთვისაც იგი შექმნილია. ძირითადი ტოპოლოგიები (იხ. ნახ. 1.4) მოიცავს:

ნახაზი 1.4.

1. საერთო ავტობუსი
2. ბეჭედი
3. ვარსკვლავი.

ბმულის ფენის პროტოკოლებს იყენებენ კომპიუტერები, ხიდები, მარშრუტიზატორები. გლობალურ ქსელებს (ინტერნეტის ჩათვლით) იშვიათად აქვთ რეგულარული ტოპოლოგია, ამიტომ ბმულის ფენა უზრუნველყოფს კომუნიკაციას მხოლოდ ინდივიდუალური საკომუნიკაციო ხაზით შეერთებულ კომპიუტერებს შორის. მონაცემთა მთელ გლობალურ ქსელში გადასაცემად გამოიყენება ქსელის ფენის საშუალებები (წერტილოვანი პროტოკოლები). წერტილზე წერტილის ოქმების მაგალითებია PPP, LAP-B... მათ შესახებ შემდგომ ვისაუბრებთ.

ქსელის ფენა (ქსელის ფენა)

ეს დონე ემსახურება ერთიანი სატრანსპორტო სისტემის ფორმირებას, რომელიც აერთიანებს რამდენიმე ქსელს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ქსელის ფენა უზრუნველყოფს ინტერნეტის მუშაობას. ბმულის ფენის პროტოკოლები კვანძებს შორის გადააქვს ჩარჩოები მხოლოდ შესაბამისი ტოპოლოგიის ქსელში. მარტივად რომ ვთქვათ - იმავე ქსელში. თქვენ ვერ გაგზავნით ბმულის შრის ჩარჩოს სხვა ქსელის კვანძში. ეს შეზღუდვა არ იძლევა განვითარებული სტრუქტურის მქონე ქსელების ან ზედმეტი ბმულების მქონე ქსელების აშენებას, კერძოდ, ინტერნეტი ასეთი ქსელია. ააშენეთ ერთი დიდი ქსელიმონაცემთა ბმული ფენის დროს შეუძლებელია ფიზიკური შეზღუდვების გამო. მიუხედავად იმისა, რომ, მაგალითად, lOBase-T სპეციფიკაცია საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ 1,024 კვანძი ერთ სეგმენტში, ამ ქსელის მუშაობა არ მოგეწონებათ, რადგან ბმულის ფენაზე ქსელი გადაიცემა. ანუ, მონაცემთა პაკეტი (ჩარჩო) ერთდროულად ეგზავნება ქსელის ყველა კომპიუტერს. თუ ქსელში რამდენიმე კომპიუტერია და სწრაფი საკომუნიკაციო არხია, ეს პრობლემა არ არის, დატვირთვა კრიტიკული არ იქნება. და თუ ქსელში ბევრი კომპიუტერია (1024), მაშინ დატვირთვა ქსელში ძალიან მაღალი იქნება, ეს კი გავლენას მოახდენს ქსელის ურთიერთქმედების სიჩქარეზე. ყოველივე ეს იწვევს დიდი ქსელების განსხვავებული გადაწყვეტის საჭიროებას. ქსელის შრის სწორედ ამ ამოხსნის მიზანია განსახორციელებლად. ქსელის დონეზე, ტერმინი ქსელი უნდა გაგებული იყოს როგორც კომპიუტერების ერთობლიობა, რომლებიც დაკავშირებულია ერთ-ერთი ძირითადი ტოპოლოგიის შესაბამისად და მონაცემთა გადაცემისთვის იყენებენ ბმულის ფენის ერთ-ერთ ოქმს. ქსელები დაკავშირებულია სპეციალური მოწყობილობებით - მარშრუტიზატორებით. როუტერი აგროვებს ინფორმაციას ურთიერთკავშირის ტოპოლოგიის შესახებ და ამ ინფორმაციის საფუძველზე აგზავნის ქსელის ფენის პაკეტებს დანიშნულების ქსელში. გაგზავნის კომპიუტერიდან გაგზავნის დანიშნულების კომპიუტერში გაგზავნის გასაგზავნად, რომელიც სხვა ქსელშია, საჭიროა გააკეთოთ გარკვეული რაოდენობის სატრანზიტო გადარიცხვები ქსელებს შორის. ზოგჯერ მათ ჰოპლმისაც უწოდებენ (ინგლისურიდან, hop - jump). ამ შემთხვევაში, ყოველ ჯერზე შეირჩევა შესაფერისი მარშრუტი. პოსტები მაღალი"ქსელის ფენას პაკეტებს უწოდებენ. ამავდროულად, ქსელის ფენაში მოქმედებს რამდენიმე სახის პროტოკოლი. უპირველეს ყოვლისა, ეს არის ქსელის პროტოკოლები, რომლებიც უზრუნველყოფენ პაკეტების გადაადგილებას ქსელში, მათ შორის სხვა ქსელში. ამიტომ, საკმაოდ ხშირად მარშრუტიზაციის ოქმებს ეწოდება ქსელის ფენა. (მარშრუტის ოქმები) - RIP და OSPF... სხვა სახის პროტოკოლები, რომლებიც მუშაობენ ქსელის ფენაში, არის მისამართების რეზოლუციის პროტოკოლები - მისამართის რეზოლუციის პროტოკოლი (ARP)... მიუხედავად იმისა, რომ ამ პროტოკოლებს ზოგჯერ უწოდებენ ბმულის ფენას. ქსელის ფენის პროტოკოლების კლასიკური მაგალითები: IP (TCP / IP დასტა), IPX (ნოველის დასტა).

სატრანსპორტო ფენა (ტრანსპორტის ფენა)

გამგზავნიდან მიმღებამდე მიმავალ გზაზე შეიძლება პაკეტების გადახურვა ან დაკარგვა. ზოგიერთი პროგრამა იყენებს მონაცემთა შეცვლის შეცდომებს საკუთარი დამუშავების დროს, მაგრამ უმეტესობა მაინც ამჯობინებს გაუმკლავდეს საიმედო კავშირს, რისთვისაც შექმნილია სატრანსპორტო ფენა. ეს ფენა უზრუნველყოფს პაკეტის მიწოდების საჭირო საიმედოობას პროგრამისთვის ან ზედა ფენისთვის (სესია ან პროგრამა). სატრანსპორტო ფენაში მომსახურების ხუთი კლასია განსაზღვრული:

1. გადაუდებლობა;
2. შეწყვეტილი კავშირის აღდგენა
3. მრავალჯერადი კავშირისთვის მულტიპლექსური საშუალებების არსებობა
4. შეცდომის აღმოჩენა;
5. შეცდომის შესწორება.

როგორც წესი, OSI მოდელის ფენები, დაწყებული სატრანსპორტო ფენიდან და უფრო მაღალი, ხორციელდება პროგრამული უზრუნველყოფის დონეზე ოპერაციული სისტემების შესაბამისი კომპონენტების მიერ. სატრანსპორტო ფენის პროტოკოლების მაგალითები: TCP და UDP (TCP / IP დასტა), SPX (ნოველის დასტა).

სესიის ფენა

სესიის ფენა ადგენს და წყვეტს კავშირებს კომპიუტერებს შორის, მართავს მათ შორის დიალოგს და ასევე უზრუნველყოფს სინქრონიზაციის ინსტრუმენტებს. სინქრონიზაციის საშუალებები საშუალებას იძლევა კონკრეტული საკონტროლო ინფორმაცია შეიტანოს ხანგრძლივ გადაცემებში (წერტილებში). ამის წყალობით, კომუნიკაციის შეწყვეტის შემთხვევაში, შეგიძლიათ დაბრუნდეთ (ბოლო წერტილამდე) და განაგრძოთ გადაცემა შესვენების ადგილიდან. სესია არის ლოგიკური კავშირი კომპიუტერებს შორის. თითოეულ სესიას აქვს სამი ეტაპი:

1. კავშირის დამყარება. აქ კვანძები "მოლაპარაკებას" აწარმოებენ ერთმანეთთან ოქმებისა და კომუნიკაციის პარამეტრების შესახებ.
2. ინფორმაციის გადაცემა.
3. გაწყვიტე კავშირი.

არ აურიოთ ქსელის ფენის სესია კომუნიკაციის სესიასთან. მომხმარებელს შეუძლია დაამყაროს კავშირი ინტერნეტთან, მაგრამ არ დაამყაროს ლოგიკური კავშირი ვინმესთან, ანუ არ მიიღოს ან გადასცეს მონაცემები.

პრეზენტაციის ფენა

წარმომადგენლობითი დონე ცვლის გადაცემული ინფორმაციის ფორმას, მაგრამ არ ცვლის მის შინაარსს. მაგალითად, ამ დონის საშუალებით შეიძლება გამოყენებულ იქნას ინფორმაციის გადაცემა ერთი კოდირებით მეორეში. ასევე ამ დონეზე ხდება მონაცემთა დაშიფვრა და გაშიფვრა. მონაცემთა გაცვლა.

განაცხადის ფენა

ეს ფენა წარმოადგენს სხვადასხვა პროტოკოლების ერთობლიობას, რომელთა საშუალებითაც ქსელის მომხმარებლები მიიღებენ წვდომას გაზიარებულ რესურსებზე. მონაცემთა ერთეულს შეტყობინებას უწოდებენ. ოქმების მაგალითები: HTTP, FTP, TFTP, SMTP, POP, SMB, NFS.

ადგილობრივი ქსელები აშენდა რამდენიმე სახის ფიზიკური ფენის პროტოკოლების გამოყენებით, რომლებიც განსხვავდება გადამცემი საშუალების ტიპის, სიგნალების სიხშირის დიაპაზონის, სიგნალის დონის და კოდირების მეთოდების მიხედვით.

პირველი LAN ტექნოლოგიები, რომლებმაც მოიპოვეს კომერციული აღიარება, იყო საკუთრების გადაწყვეტილებები ARCNET (Მიმაგრებული რესურსი კომპიუტერი ქსელი) და ჟეტონის ბეჭედი(მარკერის ბეჭედი), მაგრამ გასული საუკუნის 90-იანი წლების დასაწყისში ისინი თანდათანობით თითქმის ყველგან ჩანაცვლდა პროტოკოლის ოჯახის საფუძველზე შექმნილი ქსელებით Ethernet.

ეს ოქმი შეიმუშავა ქსეროქსის Palo Alto კვლევის ცენტრმა (PARC) 1973 წელს. 1980 წელს ციფრული აღჭურვილობის კორპორაციამ, ინტელის კორპორაციამ და ქსეროქსის კორპორაციამ განავითარეს და მიიღეს Ethernet დაზუსტება (ვერსია 2.0). ამავდროულად, IEEE- ში (ელექტრო და ელექტრონიკის ინჟინრების ინსტიტუტი) შეიქმნა 802 ადგილობრივი ქსელის სტანდარტიზაციის კომიტეტი, რის შედეგადაც მიღებულ იქნა IEEE 802.x სტანდარტების ოჯახი, რომელიც შეიცავს რეკომენდაციებს დიზაინის დიზაინისთვის. ადგილობრივი ქსელების ქვედა ფენები. ეს ოჯახი მოიცავს სტანდარტების რამდენიმე ჯგუფს:

802.1 - ქსელში ჩართვა.

802.2 - ლოგიკური ბმულის მართვა.

802.3 - LAN მრავალჯერადი წვდომით, ოპერატორის შეგრძნებით და შეჯახების გამოვლებით (Ethernet).

802.4 - ავტობუსის ტოპოლოგია LAN სიმბოლოს გავლით.

802.5 - LAN ტოპოლოგიის "ბეჭედი" სიმბოლოს გავლით.

802.6 არის მიტროპოლიტის ქსელი (MAN).

802.7 - მაუწყებლობის ტექნიკური მრჩეველთა ჯგუფი.

802.8 - ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნიკური საკონსულტაციო ჯგუფი.

802.9 - ინტეგრირებული ხმოვანი / მონაცემთა ქსელები.

802.10 - ქსელის უსაფრთხოება.

802.11 - უსადენო ქსელი.

802.12 - მოთხოვნა პრიორიტეტული წვდომის LAN,

lOObaseVG-AnyLan).

802.13 - ნომერი არ იქნა გამოყენებული !!!

802.14 - მონაცემთა გადაცემა საკაბელო სატელევიზიო ქსელებზე (2000 წლიდან არ მოქმედებს)

802.15 - უსადენო პირადი ქსელის ქსელი (WPAN), მაგ. Bluetooth, ZigBee, 6loWPAN

802.16 - WiMAX უსადენო ქსელები ( ვმთელ მსოფლიოში მეოპერაციული შესაძლებლობები ამისთვის მმიკროტალღური ღუმელი აcceსს, რუსულად კითხულობს ვიმაქსი)

802.17 ეწოდება RPR (ელასტიური პაკეტის ბეჭედი). იგი 2000 წლიდან ვითარდება, როგორც თანამედროვე ურბანული ხერხემალი.

თითოეულ ჯგუფს აქვს საკუთარი ქვეკომიტეტი, რომელიც შეიმუშავებს და იღებს განახლებებს. IEEE 802 სერიის სტანდარტები მოიცავს OSI მოდელის ორ ფენას, ჯერჯერობით ჩვენ მხოლოდ მათით ვართ დაინტერესებული და ის ნაწილი, რომელიც აღწერს ფიზიკურ შრეს.

Ethernet (802 .3) - LAN მრავალჯერადი წვდომით, ოპერატორის შეგრძნებით და შეჯახების აღმოჩენით.

Ethernet დღეს ყველაზე ფართოდ გამოიყენება LAN პროტოკოლი. უფრო მეტიც, IEEE 802.3 დაზუსტება დღეს აღწერს LAN- ის ფიზიკური განხორციელების რამდენიმე ვარიანტს, სხვადასხვა გადამცემი საშუალებით და მონაცემთა სიჩქარით.

ძირითადი თვისება, რომელიც ყველა ამ მახასიათებელს საერთო აქვს არის დაშვების კონტროლის მეთოდიმონაცემთა გადაცემის საშუალებამდე. Ethernet– ისთვის ეს არის მრავალჯერადი წვდომა გადამზიდავის შეგრძნებით და შეჯახების აღმოჩენა(CSMA / CD, Carrier Sense მრავალჯერადი წვდომა შეჯახების აღმოჩენით). Ethernet ქსელში ყველა კვანძი თანაბარია, არ არსებობს მათი აქტივობის ან უფლებამოსილების დიფერენცირების ცენტრალიზებული კონტროლი (როგორც, მაგალითად, Token ring- ში). თითოეული კვანძი განუწყვეტლივ უსმენს გადაცემის საშუალებას და აანალიზებს მონაცემთა ყველა პაკეტის შინაარსს, თუ პაკეტი არ არის გამიზნული ამ კვანძისთვის, ეს მისთვის არ არის საინტერესო და არ გადადის ზედა დონეებზე. პრობლემები, როგორც წესი, წარმოიქმნება გადაცემის დროს, რადგან არავინ არ იძლევა გარანტიას, რომ ორი კვანძი ერთდროულად არ შეეცდება გადაცემას (შედეგად, კაბელში გამოჩნდება ორი სიგნალის შეუმჩნეველი სუპერპოზიცია). ამგვარი სიტუაციების თავიდან ასაცილებლად ( შეჯახებები) თითოეული კვანძი, გადაცემის დაწყებამდე, დარწმუნდება, რომ კაბელში არ არის სიგნალები სხვა ქსელური მოწყობილობებიდან ( გადამზიდველის კონტროლი) მაგრამ ეს არ არის საკმარისი შეჯახების თავიდან ასაცილებლად გადაცემის საშუალებით სიგნალის გავრცელების შეზღუდული სიჩქარის გამო. არ არის გამორიცხული, რომ სხვა კვანძმა უკვე დაიწყო გადაცემა, უბრალოდ მისგან სიგნალს ჯერ არ მიუღწევია იმ მოწყობილობაზე, რომელსაც განვიხილავთ. ანუ, Ethernet ქსელში შესაძლებელია და ნორმალური სიტუაციებია, როდესაც ორი ან მეტი კვანძი ერთდროულად ცდილობს გადასცეს მონაცემები, რომლებიც ერთმანეთში ერევა. ასეთი შეჯახების გადაჭრის პროცედურა მდგომარეობს იმაში, რომ გადაცემის დროს კაბელში სხვისი სიგნალის არსებობის დადგენისთანავე, ყველა კვანძი, რომელიც ასეთ სიტუაციაში აღმოჩნდა, წყვეტს გადაცემას და ცდილობს განაახლოს იგი სხვადასხვადროის ინტერვალით.

სავარაუდო წვდომის მეთოდის მინუსია განუსაზღვრელი ჩარჩო ტრანზიტის დრო, რომელიც მკვეთრად იზრდება ქსელის დატვირთვის მატებით, რაც ზღუდავს მის გამოყენებას რეალურ დროში სისტემებში.

უფრო დეტალურად განვიხილოთ შეჯახების აღმოჩენის პროცედურა და დასაშვები ზომის ზომაზე ურთიერთდამოკიდებულება მონაცემთა გადაცემის სიჩქარეზე და ქსელში გადაცემული ინფორმაციის პაკეტების სიგრძეზე. ჩვენ გავაანალიზებთ Ethernet ჩარჩოების შინაარსს და შიდა სტრუქტურას ბმულის დონეზე. ახლა ჩვენ უბრალოდ გავითვალისწინებთ იმას, რომ როდესაც მუშაობის დროს გამტარში სიგნალის გავრცელების სიჩქარეა დაახლოებით 200,000,000 მ / წმ ქსელის შეერთება Ethernet IEEE 802.3, მონაცემთა გადაცემის სიჩქარით 10 Mbps, ერთი ბაიტის გაგზავნას სჭირდება 0.8 მკმ და ეს არის ტალღური პაკეტი დაახლოებით 150 მ სიგრძის.

ახლა ისევ სურათს დავუბრუნდეთ. სამუშაო სადგურმა "A" რომ იცოდეს, რომ მოხდა შეჯახება გადაცემის დროს, "შეჯახების" სიგნალების ზედმეტებამ მას უნდა მიაღწიოს, სანამ გადაცემა დასრულდება. ეს აწესებს შეზღუდვებს გაგზავნილი პაკეტის შესაძლო მინიმალურ სიგრძეზე. მართლაც, თუ იყენებთ საკაბელო სიგრძეზე მოკლე პაკეტებს სამუშაო სადგურებს "A" და "B", შესაძლებელია სიტუაცია, როდესაც პაკეტი მთლიანად გაგზავნილი იქნება პირველი სადგურის მიერ (და მან უკვე გადაწყვიტა, რომ გადაცემა წარმატებით განხორციელდა), მეორესაც კი არ მიუღწევია. და მას აქვს სრული უფლება, ნებისმიერ დროს დაიწყოს თავისი მონაცემების გადაცემა. მარტივია დარწმუნდეთ იმაში, რომ ასეთი გაუგებრობების თავიდან აცილება შესაძლებელია მხოლოდ ისეთი სიგრძის პაკეტების გამოყენებით, რომ მათი გადაცემის დროს სიგნალს ახერხებს მოხვდეს ყველაზე შორეულ სადგურამდე და უკან დაბრუნდეს.

მონაცემთა გადაცემის სიჩქარით 10 Mbps, ამ პრობლემას მნიშვნელოვანი როლი არ შეასრულა და კადრის მინიმალური სიგრძე 64 ბაიტით შემოიფარგლა. მათი გადაცემის დროს პირველი ბიტი ახერხებს დაახლოებით 10 კმ-ს გაშვებას, ხოლო ქსელისთვის, რომლის მაქსიმალური სეგმენტის სიგრძეა 500 მ, ყველა აუცილებელი პირობაა შესრულებული.

100 Mbps- ზე გადაადგილებისას, მინიმალური ჩარჩოს სიგრძე 10-ჯერ შემცირდება. ეს მნიშვნელოვნად ამკაცრებს ქსელის პარამეტრებს და სადგურებს შორის მაქსიმალური მანძილი შემცირდა 100 მ-მდე.

1000 მბ / წმ სიჩქარით, 64 ბაიტი გადადის მხოლოდ 0,512 მკმ-ში და, შესაბამისად, გიგაბიტიან ქსელებში, ჩარჩოს მინიმალური სიგრძის 8-ჯერ გაზრდა მოგვიწია 512 ბაიტამდე. თუ ჩარჩოს შესავსებად საკმარისი მონაცემები არ არის, ქსელის ადაპტერი მას უბრალოდ ავსებს ამ სიგრძის სიმბოლოების სპეციალური თანმიმდევრობით. ამ ტექნიკას ეწოდება "მედიის გაფართოება".

შეჯახების გამოვლენის პრობლემის გადაჭრით, მედიაფართოება კარგავს გამტარობას მცირე პაკეტების გადაცემისას. ამ ფაქტორის გავლენის შესამცირებლად გიგაბითიანი Ethernet ადაპტერზე, დასაშვებია მათგან გარკვეული ფორმით ჩამოყალიბდეს "ჩვეულებრივი" სიგრძის ერთი საერთო ჩარჩო 1518 ბაიტამდე, გადასაცემად მზა რამდენიმე მოკლე ჩარჩოს თანდასწრებით.

უფრო მეტიც, შემოთავაზებულია უფრო გრძელი ჩარჩოების დაშვება, ვიდრე წინა Ethernet სტანდარტებს. ეს წინადადება განხორციელდა ე.წ. "ჯუმბოს" ჩარჩოების სახით 9018 ან უფრო მეტი ბაიტი.

IEEE 802.3 განსაზღვრავს ფიზიკური ფენის სხვადასხვა სტანდარტებს. IEEE 802.3 ფიზიკური ფენის პროტოკოლის თითოეულ სტანდარტს აქვს სახელი.

მახასიათებლები
სიჩქარე, Mbps
მაქს სეგმენტის სიგრძე, მ
გადამცემი საშუალება	50 ohm კოაქსიალური (სქელი)		WOC 1270 ნმ			FOC, 830, 1270 ნმ
ტოპოლოგია
გადაცემის ტიპი	ნახევრად დუპლექსი

ცხრილიდან ჩანს, რომ თავდაპირველი საერთო ავტობუსის ტოპოლოგია (სქელი Ethernet, წვრილი Ethernet) სწრაფად შეიცვალა ვარსკვლავით.

TokenRing (IEEE 802.5)

Token Ring IBM– მა 1984 წელს შემოიტანა, როგორც IBM კომპიუტერებისა და კომპიუტერული სისტემების მთელი დიაპაზონის ქსელის შემოთავაზებული გზის ნაწილი. 1985 წელს ამ ტექნოლოგიის საფუძველზე IEEE 802 კომიტეტმა მიიღო IEEE 802.5 სტანდარტი. ფუნდამენტური განსხვავება Ethernet– ისგან - განმსაზღვრელი მეთოდიგარემოზე წვდომის კოდი წინასწარ განსაზღვრული თანმიმდევრობით. განხორციელებული წვდომა სიმბოლოს გავლით (ასევე გამოიყენება ARCnet და FDDI ქსელებში).

რგოლის ტოპოლოგია ნიშნავს ინფორმაციის მოწესრიგებლად გადაცემას ერთი სადგურიდან მეორეზე ერთი მიმართულებით, მკაცრად ჩასართავად. რგოლის ლოგიკური ტოპოლოგია ხორციელდება ფიზიკური ვარსკვლავის საფუძველზე, რომლის ცენტრშია მრავალსადგურიანი წვდომის განყოფილება (MSAU).

მოცემულ დროს, მონაცემების გადაცემა შესაძლებელია მხოლოდ ერთი სადგურით, რომელიც აიღო მარკერი ზევითნაღმტყორცნებიდან(ნიშანი). მონაცემთა გადაცემისას მარკერის სათაურში იქმნება დაკავებული ნიშანი და ჩარჩოს დასაწყისში მარკერი იქცევა ჩარჩოში. დანარჩენმა სადგურებმა ცოტათი ცოტათი გადასცეს ჩარჩო წინა (დინების ზემოთ) სადგურიდან შემდეგზე (ქვედა დინებაში). სადგური, რომელსაც მიმართავს მიმდინარე ჩარჩოს, ინახავს მის ასლს თავის ბუფერში შემდგომი დამუშავების მიზნით და აწვდის მას შემდგომ ბეჭდის გასწვრივ, მიღების ქვითრის ნიშანს. ამრიგად, რგოლის გასწვრივ ჩარჩო აღწევს გადამცემ სადგურს, რომელიც ხსნის მას რგოლიდან (აღარ მაუწყებლობს). როდესაც სადგური ამთავრებს გადაცემას, იგი აღნიშნავს მარკერს როგორც თავისუფალს და გადასცემს მას შემდგომ ბეჭდის გასწვრივ. რეგულირდება დრო, რომლის განმავლობაშიც სადგურს აქვს მარკერის გამოყენების უფლება. მარკერის ხელში ჩაგდება ხორციელდება სადგურებისთვის მინიჭებული პრიორიტეტების გათვალისწინებით.

კვანძების აქტივობის ზრდასთან ერთად, თითოეულ კვანძზე გამოყოფილი გამტარობა მცირდება, მაგრამ არ ხდება წარმოდგენის მეწყრული დეგრადაცია (როგორც Ethernet– ში). ამასთანავე, პრიორიტეტების მინიჭების მექანიზმი და ჟეტონების შენახვის ვადები საშუალებას აძლევს პრივილეგირებულ მასპინძლებს გამოყონ გარანტირებული გამტარობა, ქსელის დატვირთვის მიუხედავად. კვანძების რაოდენობა ერთ რგოლში არ უნდა აღემატებოდეს 260-ს (Ethernet სეგმენტი თეორიულად საშუალებას აძლევს 1024 კვანძს). გადაცემის სიჩქარეა 16 Mbps, ჩარჩოს ზომა შეიძლება იყოს 18.2 KBB.

პაკეტის გადაცემის დრო ჟეტონის ბეჭედი 10 წმ. მაქსიმალური რაოდენობის 260 აბონენტით, ზარის სრული ციკლი იქნება 260 x 10 ms = 2.6 წმ. ამ დროის განმავლობაში, 260 აბონენტს შეეძლება თავისი პაკეტების გადაცემა (თუ, რა თქმა უნდა, მათ რამე აქვთ გადასაცემად). ამ დროის განმავლობაში, უფასო მარკერი აუცილებლად მივა ყველა აბონენტამდე. იგივე ინტერვალია წვდომის დროის ზედა ზღვარი ჟეტონის ბეჭედი

ალექსანდრე გორიაჩოვი, ალექსეი ნისკოვსკი

იმისათვის, რომ ქსელის სერვერებმა და კლიენტებმა შეძლონ კომუნიკაცია, მათ უნდა იმუშაონ იმავე კომუნიკაციის პროტოკოლის გამოყენებით, ანუ მათ უნდა "ისაუბრონ" იმავე ენაზე. პროტოკოლი განსაზღვრავს ქსელის ობიექტების ურთიერთქმედების ყველა დონეზე ინფორმაციის გაცვლის ორგანიზების წესების ერთობლიობას.

არსებობს ურთიერთქმედების საცნობარო მოდელი ღია სისტემები(Open System Interconnection Reference Model), რომელსაც ხშირად უწოდებენ OSI მოდელს. ეს მოდელი შემუშავდა სტანდარტიზაციის საერთაშორისო ორგანიზაციის (ISO) მიერ. OSI მოდელი აღწერს ქსელის ობიექტების ურთიერთქმედების სქემას, განსაზღვრავს ამოცანების ჩამონათვალს და მონაცემთა გადაცემის წესებს. იგი მოიცავს შვიდ დონეს: ფიზიკური (ფიზიკური - 1), არხი (მონაცემთა ლინკი - 2), ქსელი (ქსელი - 3), ტრანსპორტი (ტრანსპორტი - 4), სესია (სესია - 5), მონაცემთა პრეზენტაცია (პრეზენტაცია - 6) და გამოყენებულია (განაცხადი - 7). ითვლება, რომ ორ კომპიუტერს შეუძლია ერთმანეთთან დაუკავშირდეს OSI მოდელის კონკრეტულ ფენას, თუ მათი პროგრამა, რომელიც ახორციელებს ამ ფენის ქსელურ ფუნქციებს, იგივე მონაცემებს ახსნის იმავე გზით. ამ შემთხვევაში დამყარებულია პირდაპირი კომუნიკაცია ორ კომპიუტერს შორის, რომელსაც ეწოდება "წერტილი-წერტილი".

პროტოკოლების მიერ OSI მოდელის დანერგვას პროტოკოლის სტეკები ეწოდება. შეუძლებელია OSI მოდელის ყველა ფუნქციის განხორციელება ერთი კონკრეტული პროტოკოლის ფარგლებში. როგორც წესი, კონკრეტული ფენის ამოცანები ხორციელდება ერთი ან მეტი პროტოკოლით. ერთმა კომპიუტერმა უნდა აწარმოოს ოქმები იმავე დასტიდან. ამ შემთხვევაში კომპიუტერს შეუძლია ერთდროულად გამოიყენოს რამდენიმე პროტოკოლის სტეკი.

განვიხილოთ OSI მოდელის თითოეულ დონეზე გადაჭრილი ამოცანები.

ფიზიკური ფენა

OSI მოდელის ამ დონეზე განისაზღვრება ქსელის კომპონენტების შემდეგი მახასიათებლები: საკომუნიკაციო მედია კავშირების ტიპები, ფიზიკური ქსელის ტოპოლოგია, მონაცემთა გადაცემის მეთოდები (ციფრული ან ანალოგური სიგნალის კოდირებით), გადაცემული მონაცემების სინქრონიზაციის ტიპები, საკომუნიკაციო არხების გამოყოფა სიხშირისა და დროის მულტიპლექსირების გამოყენებით.

OSI ფიზიკური ფენის პროტოკოლის განხორციელება ახდენს ბიტის გადაცემის წესების კოორდინაციას.

ფიზიკური ფენა არ შეიცავს გადამცემი საშუალების აღწერას. ამასთან, ფიზიკური ფენის ოქმების განხორციელება სპეციფიკურია კონკრეტული გადამცემი საშუალებისთვის. ფიზიკური ფენა, როგორც წესი, უკავშირდება ქსელის შემდეგი აღჭურვილობის შეერთებას:

• კონცენტრატორები, ჰაბები და გამეორებები, რომლებიც ახდენენ ელექტრული სიგნალების აღდგენას;
• გადამცემი საშუალების კავშირის დამაკავშირებლები, რომლებიც უზრუნველყოფენ მოწყობილობის გადაცემის საშუალებასთან შეერთების მექანიკურ ინტერფეისს;
• მოდემები და სხვადასხვა გადამყვანი მოწყობილობები, რომლებიც ახორციელებენ ციფრულ და ანალოგურ კონვერტაციებს.

მოდელის ეს ფენა განსაზღვრავს ფიზიკურ ტოპოლოგიებს კორპორაციულ ქსელში, რომლებიც აგებულია სტანდარტული ტოპოლოგიების ძირითადი ნაკრების გამოყენებით.

ძირითადი ნაკრებიდან პირველი არის ავტობუსის ტოპოლოგია. ამ შემთხვევაში, ყველა ქსელური მოწყობილობა და კომპიუტერი უკავშირდება მონაცემთა საერთო ავტობუსს, რომელიც ყველაზე ხშირად ყალიბდება კოაქსიალური კაბელის გამოყენებით. კაბელს, რომელიც ქმნის საერთო ავტობუსს, ხერხემალი ეწოდება. ავტობუსთან დაკავშირებული თითოეული მოწყობილობიდან სიგნალი გადადის ორივე მიმართულებით. საკაბელოდან სიგნალის ამოსაღებად სპეციალური ტერმინატორები უნდა იქნას გამოყენებული ავტობუსის ბოლოებზე. ხაზის მექანიკური დაზიანება გავლენას ახდენს მასთან დაკავშირებული ყველა მოწყობილობის მუშაობაზე.

ბეჭდის ტოპოლოგია უზრუნველყოფს ქსელის ყველა მოწყობილობისა და კომპიუტერის ფიზიკურ რგოლში (ბეჭედი) შეერთებას. ამ ტოპოლოგიაში ინფორმაცია ყოველთვის გადადის ბეჭდის გასწვრივ ერთი მიმართულებით - სადგურიდან სადგურამდე. თითოეულ ქსელურ მოწყობილობას უნდა ჰქონდეს ინფორმაციის მიმღები შეყვანის კაბელზე და გადამცემი გამომავალზე. მექანიკური დაზიანებაინფორმაციის გადაცემა ერთ რგოლში გავლენას მოახდენს ყველა მოწყობილობის მუშაობაზე, ამასთან, ორმაგი ბეჭდის გამოყენებით აშენებულ ქსელებს, როგორც წესი, აქვთ ბრალის ტოლერანტობისა და თვითგანკურნების ფუნქციები. ორმაგ რგოლზე აგებულ ქსელებში იგივე ინფორმაცია გადადის ბეჭდის გასწვრივ ორივე მიმართულებით. თუ კაბელი დაზიანებულია, ბეჭედი განაგრძობს მუშაობას ერთჯერადი ბეჭდის რეჟიმში ორმაგი სიგრძით (თვითგამორკვევის ფუნქციები განისაზღვრება გამოყენებული ტექნიკით).

შემდეგი ტოპოლოგია არის ვარსკვლავის ტოპოლოგია, ან ვარსკვლავი. ის უზრუნველყოფს ცენტრალური მოწყობილობის არსებობას, რომელსაც სხვა ქსელური მოწყობილობები და კომპიუტერები უკავშირდება სხივებს (ცალკეული კაბელები). ვარსკვლავურ ქსელებს აქვთ მარცხის ერთი წერტილი. ეს წერტილი არის ცენტრალური მოწყობილობა. ცენტრალური მოწყობილობის გაუმართაობის შემთხვევაში, ქსელის ყველა სხვა მონაწილე ვერ შეძლებს ინფორმაციის გაცვლას ერთმანეთთან, რადგან მთელი გაცვლა განხორციელდა მხოლოდ ცენტრალური მოწყობილობის საშუალებით. დამოკიდებულია ცენტრალური მოწყობილობის ტიპზე, ერთი შესასვლელიდან მიღებული სიგნალი შეიძლება გადაეცეს (გაძლიერებით ან მის გარეშე) ყველა გამომავალზე ან კონკრეტულ გამომავალზე, რომელსაც მოწყობილობა - ინფორმაციის მიმღები უკავშირდება.

Mesh ტოპოლოგია ძალზე მდგრადია. მსგავსი ტოპოლოგიის მქონე ქსელების მშენებლობისას, თითოეული ქსელის მოწყობილობა ან კომპიუტერი უკავშირდება ქსელის ყველა სხვა კომპონენტს. ეს ტოპოლოგია ზედმეტია და, შესაბამისად, არაპრაქტიკული. მართლაც, მცირე ქსელებში ეს ტოპოლოგია იშვიათად გამოიყენება, მაგრამ მსხვილ კორპორაციულ ქსელებში სრულად დაკავშირებული ტოპოლოგიის გამოყენება შესაძლებელია ყველაზე მნიშვნელოვანი კვანძების დასაკავშირებლად.

განხილული ტოპოლოგია ყველაზე ხშირად აგებულია საკაბელო კავშირების გამოყენებით.

კიდევ ერთი ტოპოლოგია, რომელიც იყენებს უკაბელო კავშირებს, არის ფიჭური. მასში ქსელის მოწყობილობები და კომპიუტერები გაერთიანებულია ზონებად - უჯრედებში (უჯრედებში), ურთიერთქმედებენ მხოლოდ უჯრედის მიმღებთან. უჯრედებს შორის ინფორმაციის გადაცემა ხორციელდება გადამცემი მოწყობილობებით.

ბმულის ფენა

ეს დონე განსაზღვრავს ქსელის ლოგიკურ ტოპოლოგიას, მონაცემთა გადაცემის საშუალებით წვდომის წესებს, წყვეტს ლოგიკურ ქსელში ფიზიკური მოწყობილობების მისამართსა და ქსელის მოწყობილობებს შორის ინფორმაციის გადაცემის (გადაცემის და მომსახურების კავშირების სინქრონიზაცია) საკითხს.

ბმულის ფენის ოქმები განსაზღვრავს:

• ფიზიკური ფენის ბიტის ორგანიზაციის წესები ( ორობითი ერთეულებიდა ნულები) ინფორმაციის ლოგიკურ ჯგუფებად, სახელწოდებით ჩარჩოები ან ჩარჩოები. ჩარჩო არის ბმულის ფენის მონაცემთა ერთეული, რომელიც შედგება დაჯგუფებული ბიტების მომიჯნავე თანმიმდევრობით სათაურით და ბოლოთი;
• გადაცემის შეცდომების გამოვლენის (და ზოგჯერ გამოსწორების) წესები;
• ნაკადის კონტროლის წესები (OSI მოდელის ამ დონეზე მოქმედი მოწყობილობებისთვის, მაგალითად, ხიდები);
• ქსელში კომპიუტერების იდენტიფიკაციის წესები მათი ფიზიკური მისამართების მიხედვით.

სხვა ფენების უმეტესობის მსგავსად, მონაცემთა ბმულის ფენა მონაცემების პაკეტის დასაწყისს უმატებს საკუთარ საკონტროლო ინფორმაციას. ეს ინფორმაცია შეიძლება შეიცავდეს წყაროს და დანიშნულების ადგილებს (ფიზიკური ან ტექნიკური), ჩარჩოს სიგრძის ინფორმაცია და ზედა ფენის აქტიური ოქმების მითითება.

ქსელის შემდეგი კონექტორები, როგორც წესი, ასოცირდება მონაცემთა ბმულის ფენასთან:

• ხიდები;
• ჭკვიანი ჰაბები;
• კონცენტრატორები;
• ქსელის ინტერფეისის ბარათები (ქსელის ინტერფეისის ბარათები, გადამყვანები და ა.შ.).

ბმულის ფენის ფუნქციები იყოფა ორ ქვედონეზე (ცხრილი 1):

• მედიასთან დაშვების კონტროლი (MAC);
• ლოგიკური ბმულის კონტროლი (შპს)

MAC ქვესაფენი განსაზღვრავს მონაცემთა ბმულის ფენის ისეთ ელემენტებს, როგორიცაა ქსელის ლოგიკური ტოპოლოგია, გადამცემი საშუალების წვდომის მეთოდი და ქსელის ობიექტებს შორის ფიზიკური მისამართის წესები.

MAC აბრევიატურა ასევე გამოიყენება ქსელის მოწყობილობის ფიზიკური მისამართის დასადგენად: ფიზიკური მისამართიმოწყობილობა (რომელიც წარმოების დროს განისაზღვრება ქსელური მოწყობილობის ან ქსელის ბარათის შიგნით) ხშირად მოიხსენიება როგორც ამ მოწყობილობის MAC მისამართი. დიდი რაოდენობით ქსელური მოწყობილობებისთვის, განსაკუთრებით ქსელის ბარათებისთვის, შესაძლებელია პროგრამულად შეიცვალოს MAC მისამართი. უნდა გვახსოვდეს, რომ OSI მოდელის მონაცემთა ბმულის ფენა აწესებს შეზღუდვას MAC მისამართების გამოყენების შესახებ: ერთ ფიზიკურ ქსელში (უფრო დიდი ქსელის სეგმენტი) არ შეიძლება იყოს ორი ან მეტი მოწყობილობა, რომლებიც იყენებენ ერთსა და იმავე MAC მისამართებს. ქსელის ობიექტის ფიზიკური მისამართის დასადგენად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცნება "კვანძის მისამართი". კვანძის მისამართი ყველაზე ხშირად იგივეა, რაც MAC მისამართი ან ლოგიკურად განისაზღვრება პროგრამული უზრუნველყოფის მისამართის შეცვლით.

შპს ქვე ფენა განსაზღვრავს კავშირების გადაცემის და მომსახურების სინქრონიზაციის წესებს. მონაცემთა ბმულის ფენის ეს ქვესაფენი მჭიდროდ ურთიერთქმედებს OSI მოდელის ქსელის ფენასთან და პასუხისმგებელია ფიზიკური (MAC მისამართების გამოყენებით) კავშირების საიმედოობაზე. ქსელის ლოგიკური ტოპოლოგია განსაზღვრავს ქსელში არსებულ კომპიუტერებს შორის მონაცემთა გადაცემის გზას და წესებს (თანმიმდევრობას). ქსელის ობიექტები გადასცემენ მონაცემებს, რაც დამოკიდებულია ქსელის ლოგიკურ ტოპოლოგიაზე. ფიზიკური ტოპოლოგია განსაზღვრავს მონაცემთა ფიზიკურ გზას; ამასთან, ზოგიერთ შემთხვევაში, ფიზიკური ტოპოლოგია არ ასახავს ქსელის მუშაობას. მონაცემთა რეალური გზა განისაზღვრება ლოგიკური ტოპოლოგიით. მონაცემთა გადასაცემად ლოგიკური ბილიკის გასწვრივ, რომელიც შეიძლება განსხვავდებოდეს ბილიკისგან ფიზიკურ გარემოში, გამოიყენება ქსელის კავშირის მოწყობილობები და გადამცემი საშუალების წვდომის სქემები. ფიზიკურ და ლოგიკურ ტოპოლოგიებს შორის განსხვავების კარგი მაგალითია IBM- ის Token Ring ქსელი. Token Ring LAN ხშირად იყენებენ სპილენძის კაბელებს ვარსკვლავის კონფიგურაციაში, ცენტრალური ჰაბით. ჩვეულებრივი ვარსკვლავის ტოპოლოგიისგან განსხვავებით, კერა არ გადასცემს შემომავალ სიგნალებს ყველა სხვა დაკავშირებულ მოწყობილობას. ჰაბის შიდა სქემა თანმიმდევრულად აგზავნის თითოეულ შემომავალ სიგნალს შემდეგ მოწყობილობას წინასწარ განსაზღვრულ ლოგიკურ რგოლში, ანუ წრიულ ფორმაში. ამ ქსელის ფიზიკური ტოპოლოგია არის ვარსკვლავი, ხოლო ლოგიკური ტოპოლოგია არის ბეჭედი.

ფიზიკურ და ლოგიკურ ტოპოლოგიებს შორის განსხვავების კიდევ ერთი მაგალითია Ethernet. ფიზიკური ქსელის აშენება შესაძლებელია სპილენძის კაბელების და ცენტრალური ჰაბის გამოყენებით. იქმნება ფიზიკური ქსელი, დამზადებულია ვარსკვლავის ტოპოლოგიის მიხედვით. მაგრამ Ethernet ტექნოლოგიაითვალისწინებს ინფორმაციის გადაცემას ერთი კომპიუტერიდან ქსელში მდებარე ყველა სხვაზე. ჰაბმა უნდა გადააგზავნოს მისი რომელიმე პორტიდან მიღებული სიგნალი ყველა სხვა პორტში. ყალიბდება ავტობუსის ტოპოლოგიის მქონე ლოგიკური ქსელი.

ქსელის ლოგიკური ტოპოლოგიის დასადგენად უნდა გესმოდეთ, თუ როგორ მიიღება მასში სიგნალები:

• ლოგიკური ავტობუსის ტოპოლოგიებში, თითოეული სიგნალი მიიღება ყველა მოწყობილობის მიერ;
• ლოგიკური რგოლის ტოპოლოგიებში, თითოეული მოწყობილობა იღებს მხოლოდ იმ სიგნალებს, რომლებიც სპეციალურად გაუგზავნეს მას.

ასევე მნიშვნელოვანია იმის ცოდნა, თუ როგორ ხდება ქსელური მოწყობილობების წვდომა ინფორმაციის გადაცემის საშუალებაზე.

გადამცემი საშუალების წვდომა

ლოგიკური ტოპოლოგიები იყენებენ სპეციალურ წესებს ქსელის სხვა ობიექტებზე ინფორმაციის გადაცემის ნებართვის გასაკონტროლებლად. კონტროლის პროცესი აკონტროლებს მონაცემთა გადაცემის საშუალებაზე წვდომას. განვიხილოთ ქსელი, რომელშიც ყველა მოწყობილობა ფუნქციონირებს გადაცემის საშუალებაზე წვდომის წესების გარეშე. ასეთ ქსელში არსებული ყველა მოწყობილობა გადასცემს ინფორმაციას მონაცემთა მზადყოფნისთანავე; ამ გადაცემებს შეიძლება ზოგჯერ გადაფარონ დრო. გადახურვის შედეგად სიგნალები დამახინჯებულია და გადაცემული მონაცემები იკარგება. ამ სიტუაციას ეწოდება შეჯახება. შეჯახება არ გაძლევთ საშუალებას ორგანიზება გაუწიოთ ქსელის ობიექტებს შორის ინფორმაციის საიმედო და ეფექტურად გადაცემას.

ქსელში შეჯახება გავლენას ახდენს ფიზიკური ქსელის სეგმენტებზე, რომლებთანაც დაკავშირებულია ქსელის ობიექტები. ასეთი კავშირები ქმნის ერთ შეჯახების ადგილს, რომელშიც შეჯახების გავლენა ყველას ვრცელდება. ფიზიკური ქსელის სეგმენტირების გზით შეჯახების სივრცეების ზომის შესამცირებლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ ხიდები და სხვა ქსელური მოწყობილობები, რომლებსაც აქვთ ბმულის ფენის ტრაფიკის ფილტრაციის ფუნქციები.

ქსელს არ შეუძლია ნორმალურად ფუნქციონირება, სანამ ქსელის ყველა ობიექტი ვერ შეძლებს შეჯახებების კონტროლს, მართვას ან აღმოფხვრას. ქსელებში საჭიროა გარკვეული მეთოდი ერთდროული სიგნალების შეჯახების, ჩარევის (გადახურვის) რაოდენობის შესამცირებლად.

არსებობა სტანდარტული მეთოდებიგადამცემი საშუალების წვდომა, რომელშიც აღწერილია წესები, რომლითაც კონტროლდება ქსელური მოწყობილობებისთვის ინფორმაციის გადაცემის ნებართვა: რასა, ნიშნების გადაცემა და გამოკითხვა.

პროტოკოლის არჩევის დაწყებამდე, რომელიც ახორციელებს მონაცემთა გადამცემი საშუალების წვდომის ერთ-ერთ ამ მეთოდს, განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიაქციოთ შემდეგ ფაქტორებს:

• გადაცემის ხასიათი - უწყვეტი ან იმპულსი;
• მონაცემთა გადაცემის რაოდენობა;
• მონაცემების მკაცრად განსაზღვრული ინტერვალებით გადაცემის საჭიროება;
• ქსელში აქტიური მოწყობილობების რაოდენობა.

თითოეული ეს ფაქტორი, უპირატესობებთან და ნაკლოვანებებთან ერთად, დაგეხმარებათ განსაზღვროთ, თუ რომელი მეთოდია ყველაზე შესაფერისი მეთოდი.

კონკურენციაკამათზე დაფუძნებული სისტემები ვარაუდობენ, რომ მედია ხელმისაწვდომია პირველი მოსვლის, პირველი სერვისის საფუძველზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ყველა ქსელის მოწყობილობა იბრძვის გადამცემი საშუალების კონტროლისთვის. რასის სისტემები შექმნილია ისე, რომ ქსელში არსებულ ყველა მოწყობილობას შეუძლია მხოლოდ საჭიროებისამებრ გადასცეს მონაცემები. ეს პრაქტიკა საბოლოოდ იწვევს მონაცემების ნაწილობრივ ან სრულ დაკარგვას, რადგან რეალურად ხდება შეჯახება. ქსელში ყოველი ახალი მოწყობილობის დამატება, შეჯახებების რაოდენობა შეიძლება ექსპონენციალურად გაიზარდოს. შეჯახებების რაოდენობის ზრდა ამცირებს ქსელის მუშაობას და ინფორმაციის გადაცემის საშუალების სრული გაჯერების შემთხვევაში, ქსელის მუშაობას ნულამდე ამცირებს.

შეჯახებების რაოდენობის შესამცირებლად შემუშავებულია სპეციალური პროტოკოლები, რომლებშიც ინფორმაციის გადამცემი საშუალების მოსმენის ფუნქცია ხორციელდება, სანამ სადგური დაიწყებს მონაცემთა გადაცემას. თუ მოსასმენმა სადგურმა დააფიქსირა სიგნალის გადაცემა (სხვა სადგურიდან), ის თავს იკავებს ინფორმაციის გადაცემისგან და მოგვიანებით ეცდება მის გამეორებას. ამ ოქმებს ეწოდება Carrier Sense Multiple Access (CSMA) პროტოკოლები. CSMA პროტოკოლები მნიშვნელოვნად ამცირებს შეჯახებების რაოდენობას, მაგრამ არ აღმოფხვრის მათ სრულად. ამის მიუხედავად, შეჯახებები ხდება, როდესაც ორი სადგური კაბელს აბინძურებს: ისინი არ აფიქსირებენ რაიმე სიგნალს, წყვეტენ, რომ მონაცემთა გადაცემის საშუალება უფასოა, შემდეგ კი ერთდროულად იწყებენ მონაცემთა გადაცემას.

ასეთი შეჯიბრებითობის ოქმების მაგალითებია:

• Carrier Sense მრავალჯერადი წვდომის / შეჯახების აღმოჩენა (CSMA / CD);
• Carrier Sense მრავალჯერადი წვდომა / შეჯახების თავიდან აცილება (CSMA / CA).

CSMA / CD პროტოკოლები. CSMA / CD პროტოკოლები არა მხოლოდ უსმენენ საკაბელო გადაცემამდე, არამედ აფიქსირებენ შეჯახებებს და იწყებენ რეტრანსლაციას. შეჯახების გამოვლენისას, მონაცემების გადამცემი სადგურები იწყებენ სპეციალურ შიდა ქრონომეტრებს შემთხვევითი მნიშვნელობებით. ტაიმერები ათვლას იწყებენ და ნულს მიაღწევენ, სადგურები უნდა შეეცადონ მონაცემების განმეორებით გადაცემას. მას შემდეგ, რაც ქრონომეტრები ინიცირებული იყო შემთხვევითი მნიშვნელობებით, ერთ-ერთი სადგური შეეცდება მონაცემების განმეორებით გადაცემას სხვაზე ადრე. შესაბამისად, მეორე სადგური დაადგენს, რომ მონაცემთა გადაცემის საშუალება უკვე დაკავებულია და დაელოდება, სანამ არ გახდება უფასო.

CSMA / CD პროტოკოლების მაგალითებია Ethernet ვერსია 2 (Ethernet II DEC Corporation– ისგან) და IEEE802.3.

CSMA / CA პროტოკოლები. CSMA / CA იყენებს სქემებს, როგორიცაა წვდომის დროის შემცირება ან მედიასთან წვდომის მოთხოვნის გაგზავნა. დროის დანაწევრების გამოყენებისას თითოეულ სადგურს შეუძლია გადასცეს ინფორმაცია მხოლოდ ამ სადგურისთვის მკაცრად განსაზღვრულ დროს. ამ შემთხვევაში ქსელმა უნდა დანერგოს დროის ნაჭრების მართვის მექანიზმი. ქსელში ჩართული ყოველი ახალი სადგური აცხადებს თავის გამოჩენას და ამით იწყებს ინფორმაციის გადაცემის დროის ნაჭრების გადანაწილების პროცესს. გადამცემი საშუალების წვდომის ცენტრალიზებული კონტროლის გამოყენების შემთხვევაში, თითოეული სადგური წარმოქმნის სპეციალურ მოთხოვნას გადაცემაზე, რომელიც მიმართულია საკონტროლო სადგურზე. ცენტრალური სადგური არეგულირებს ქსელის ყველა ობიექტის გადამცემი საშუალების წვდომას.

CSMA / CA- ს მაგალითია Apple Computer- ის LocalTalk პროტოკოლი.

რბოლაზე დაფუძნებული სისტემები საუკეთესოდ შეეფერება ატმოსფერულ ტრეფიკს (დიდი ფაილის გადაცემა) შედარებით ქსელებში მცირე თანხამომხმარებლები.

მარკერების გადაცემის სისტემები.ჟეტონის გადაცემის სისტემებში, პატარა ჩარჩო (ჟეტონი) გადაეცემა კონკრეტული თანმიმდევრობით ერთი აპარატიდან მეორეში. ჟეტონი არის სპეციალური შეტყობინება, რომელიც გადასცემს მედიის დროებით კონტროლს იმ ნიშნად ფლობის მოწყობილობას. ჟეტონის გადაცემა ანაწილებს წვდომის კონტროლს ქსელურ მოწყობილობებს შორის.

თითოეულმა მოწყობილობამ იცის რომელი მოწყობილობიდან იღებს ჟეტონს და რომელ მოწყობილობაზე უნდა გაუგზავნოს იგი. როგორც წესი, ეს მოწყობილობები არის ჟეტონის მფლობელის უახლოესი მეზობლები. თითოეული მოწყობილობა პერიოდულად იღებს კონტროლს ჟეტონზე, ასრულებს მის მოქმედებებს (გადასცემს ინფორმაციას), შემდეგ კი გადასცემს ჟეტონს შემდეგი მოწყობილობის გამოყენებისთვის. პროტოკოლები ზღუდავს სიმბოლოს მართვის დროს თითოეული მოწყობილობის მიერ.

არსებობს ნიშნების გადაცემის რამდენიმე პროტოკოლი. ქსელის ორი სტანდარტი, რომელიც იყენებს ჟეტონის გადაცემას, არის IEEE 802.4 Token Bus და IEEE 802.5 Token Ring. Token Bus იყენებს ჟეტონის გამავლობის წვდომის კონტროლს და ფიზიკური ან ლოგიკური ავტობუსის ტოპოლოგიას, ხოლო Token Ring იყენებს ჟეტონის გამავლობის წვდომის კონტროლს და ფიზიკურ ან ლოგიკურ ბეჭდის ტოპოლოგიას.

ჟეტონების გამტარ ქსელები უნდა იქნას გამოყენებული, როდესაც არსებობს დროზე დამოკიდებული პრიორიტეტული ტრაფიკი, როგორიცაა ციფრული აუდიო ან ვიდეო მონაცემები, ან როდესაც მომხმარებლების ძალიან დიდი რაოდენობაა.

ინტერვიუგამოკითხვა არის წვდომის მეთოდი, რომელიც გამოყოფს ცალკეულ მოწყობილობას (ე.წ. კონტროლერი, პირველადი ან "საძიებო" მოწყობილობა), როგორც მედია წვდომის არბიტრი. ეს მოწყობილობა გამოკითხავს ყველა სხვა მოწყობილობას (მეორად) წინასწარ განსაზღვრული წესით, აქვს თუ არა ინფორმაცია მათ გადასაცემად. მეორადი მოწყობილობიდან მონაცემების მისაღებად პირველადი მოწყობილობა უგზავნის მას თხოვნას, შემდეგ კი იღებს მონაცემებს მეორადი მოწყობილობიდან და აგზავნის მიმღებ მოწყობილობას. შემდეგ პირველადი მოწყობილობა გამოკითხავს სხვა მეორად მოწყობილობას, იღებს მონაცემებს მისგან და ა.შ. პროტოკოლი ზღუდავს მონაცემების რაოდენობას, რომელთა გადაცემა შეუძლია თითოეულ მეორად მოწყობილობას კენჭისყრის შემდეგ. კენჭისყრის სისტემები იდეალურია დროში მგრძნობიარე ქსელური მოწყობილობებისთვის, როგორიცაა აღჭურვილობის ავტომატიზაცია.

ეს ფენა ასევე უზრუნველყოფს კავშირის მომსახურებას. არსებობს კავშირის მომსახურების სამი ტიპი:

• დაუცველი კავშირის გარეშე სერვისი - აგზავნის და იღებს ჩარჩოებს ნაკადის კონტროლის გარეშე და შეცდომის ან პაკეტის თანმიმდევრობის კონტროლის გარეშე;
• კავშირზე ორიენტირებული სერვისი - უზრუნველყოფს ნაკადის კონტროლს, შეცდომების კონტროლს და პაკეტების თანმიმდევრობის კონტროლს ქვითრების (დადასტურების) გაცემით;
• სერვისი აღიარებული კავშირით (აღიარებული კავშირით) - იყენებს ქვითრებს ნაკადის კონტროლისა და შეცდომის კონტროლისთვის ქსელის ორ კვანძს შორის გადაცემის დროს.

შპს დამაკავშირებელი შრის ქვესაფენი უზრუნველყოფს ერთდროულად რამდენიმე ქსელის პროტოკოლის (სხვადასხვა პროტოკოლის სტეკებიდან) ერთდროულად გამოყენების შესაძლებლობას ქსელის ინტერფეისი... სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ კომპიუტერს აქვს მხოლოდ ერთი ქსელის ბარათი, მაგრამ საჭიროა სხვადასხვა მწარმოებლის სხვადასხვა ქსელურ სერვისებთან მუშაობა, მაშინ კლიენტის ქსელის პროგრამული უზრუნველყოფა ზუსტად შპს ქვე-დონეზე უზრუნველყოფს ასეთი მუშაობის შესაძლებლობას.

ქსელის ფენა

ქსელის ფენა განსაზღვრავს ლოგიკურ ქსელებს შორის მონაცემების მიწოდების, ქსელური მოწყობილობების ლოგიკური მისამართების ფორმირების, მარშრუტიზაციის ინფორმაციის განსაზღვრის, შერჩევისა და შენარჩუნების, კარიბჭეების ფუნქციონირების წესებს.

ქსელის ფენის ძირითადი მიზანია ქსელში მითითებულ წერტილებზე მონაცემთა გადატანის (მიწოდების) პრობლემის გადაჭრა. მონაცემთა მიწოდება ქსელის ფენაში ზოგადად მსგავსია მონაცემთა მიწოდებას OSI მოდელის მონაცემთა ბმულის ფენაზე, სადაც მოწყობილობების ფიზიკური მისამართით გამოიყენება მონაცემთა გადაცემა. ამასთან, ბმულის ფენაზე მიმართვა ეხება მხოლოდ ერთ ლოგიკურ ქსელს, ის მოქმედებს მხოლოდ ამ ქსელში. ქსელის ფენა აღწერს ინფორმაციის გადაცემის მეთოდებს და საშუალებებს მრავალ დამოუკიდებელ (და ხშირად ჰეტეროგენულ) ლოგიკურ ქსელს შორის, რომლებიც ერთმანეთთან შეერთებისას ქმნიან ერთ დიდ ქსელს. ასეთ ქსელს ინტერნეტის ქსელი ეწოდება, ხოლო ქსელებს შორის ინფორმაციის გადაცემას ინტერნეტით მუშაობას უწოდებენ.

მონაცემთა ბმულის ფენის ფიზიკური მისამართით დახმარებით, მონაცემები გადაეცემა ყველა მოწყობილობას იმავე ლოგიკურ ქსელში. თითოეული ქსელის მოწყობილობა, თითოეული კომპიუტერი განსაზღვრავს მიღებული მონაცემების მიზანს. თუ მონაცემები განკუთვნილია კომპიუტერისთვის, მაშინ ისინი ამუშავებს მათ; თუ არა, იგი უგულებელყოფს მას.

მონაცემთა ბმულისგან განსხვავებით, ქსელის ფენას შეუძლია აირჩიოს ინტერნეტ მარშრუტის კონკრეტული მარშრუტი და თავიდან აიცილოს მონაცემების გაგზავნა იმ ლოგიკურ ქსელებში, რომელთათვისაც მონაცემები არ არის მიმართული. ქსელის ფენა ამას აკეთებს გადართვით, ქსელის ფენის მისამართით და მარშრუტიზაციის ალგორითმებით. ქსელის ფენა ასევე პასუხისმგებელია ჰეტეროგენული ქსელების ურთიერთდაკავშირებულ ქსელში მონაცემთა სწორი მარშრუტების მიწოდებაზე.

ქსელის ფენის განხორციელების ელემენტები და მეთოდები განისაზღვრება შემდეგნაირად:

• ყველა ლოგიკურად ცალკე ქსელს უნდა ჰქონდეს უნიკალური ქსელის მისამართი;
• გადართვა განსაზღვრავს ინტერნეტის ქსელში კავშირების დამყარებას;
• მარშრუტიზაციის განხორციელების შესაძლებლობა ისე, რომ კომპიუტერებმა და მარშრუტიზატორებმა დაადგინონ მონაცემთა გადაცემის საუკეთესო გზა ურთიერთდაკავშირებული ქსელის მეშვეობით;
• ქსელი შეასრულებს კავშირის სხვადასხვა დონის მომსახურებას, რაც დამოკიდებულია ურთიერთდაკავშირებულ ქსელში მოსალოდნელი შეცდომების რაოდენობაზე.

OSI მოდელის ამ დონეზე მუშაობს როუტერი და ზოგიერთი კონცენტრატორი.

ქსელის ფენა განსაზღვრავს ქსელის ობიექტების ლოგიკური ქსელის მისამართების ფორმირების წესებს. დიდ ურთიერთდაკავშირებულ ქსელში ქსელის თითოეულ სუბიექტს უნდა ჰქონდეს უნიკალური ლოგიკური მისამართი. ლოგიკური მისამართის ფორმირებაში ორი კომპონენტი მონაწილეობს: ლოგიკური ქსელის მისამართი, რომელიც საერთოა ქსელის ყველა ობიექტისთვის და ქსელის ობიექტის ლოგიკური მისამართი, რომელიც უნიკალურია ამ ობიექტისთვის. ქსელის ობიექტის ლოგიკური მისამართის ფორმირებისას ან ობიექტის ფიზიკური მისამართის გამოყენებაა შესაძლებელი, ან თვითნებური ლოგიკური მისამართის დადგენა. ლოგიკური მისამართის გამოყენება საშუალებას გაძლევთ ორგანიზება გაუწიოთ მონაცემთა გადაცემას სხვადასხვა ლოგიკურ ქსელს შორის.

თითოეული ქსელის ობიექტი, თითოეულ კომპიუტერს შეუძლია ერთდროულად მრავალი ქსელური ფუნქციის შესრულება, ოპერაციის უზრუნველყოფით სხვადასხვა მომსახურება... სერვისებზე წვდომისთვის გამოიყენება სპეციალური სერვისის იდენტიფიკატორი, რომელსაც პორტი, ან სოკეტი ეწოდება. სერვისზე წვდომისას, სერვისის იდენტიფიკატორი დაუყოვნებლივ მიჰყვება სერვისის მომწოდებელი კომპიუტერის ლოგიკურ მისამართს.

მრავალ ქსელში ინახება ლოგიკური მისამართებისა და მომსახურების იდენტიფიკატორების ჯგუფები კონკრეტული წინასწარ განსაზღვრული და ცნობილი მოქმედებების შესასრულებლად. მაგალითად, თუ საჭიროა მონაცემთა გაგზავნა ქსელის ყველა ობიექტზე, ის გადაეგზავნება სპეციალურ სამაუწყებლო მისამართს.

ქსელის ფენა განსაზღვრავს ქსელის ორ ობიექტს შორის მონაცემთა გადაცემის წესებს. ეს გადაცემა შეიძლება განხორციელდეს გადართვის ან მარშრუტიზაციის გამოყენებით.

მონაცემთა გადაცემის გადართვის სამი მეთოდი არსებობს: წრიული ჩართვა, შეტყობინების გადართვა და პაკეტის გადართვა.

წრიული გადართვის გამოყენებისას, მონაცემთა გადაცემის არხი იქმნება გამგზავნსა და მიმღებს შორის. ეს არხი გამოყენებული იქნება საკომუნიკაციო სესიის განმავლობაში. ამ მეთოდის გამოყენებისას, არხების გამოყოფის ხანგრძლივი შეფერხებები შესაძლებელია საკმარისი გამტარობის არარსებობის, გადართვის მოწყობილობის შეშუპების ან მიმღების დატვირთვის გამო.

შეტყობინებების გადართვა საშუალებას გაძლევთ გადაიტანოთ მთელი (გაუტეხელი) შეტყობინება მაღაზიის ფორვარდის საფუძველზე. თითოეული შუალედური მოწყობილობა იღებს შეტყობინებას, ინახავს მას ადგილობრივად და, როდესაც საკომუნიკაციო არხი გადის, რომლითაც ეს შეტყობინება უნდა გაიგზავნოს, აგზავნის მას. ეს მეთოდი კარგად შეეფერება ელ.ფოსტის გაგზავნას და ელექტრონული დოკუმენტის მართვის ორგანიზებას.

პაკეტების გადართვა აერთიანებს ორი წინა მეთოდის უპირატესობებს. თითოეული დიდი შეტყობინება იშლება მცირე პაკეტებად, რომელთაგან თითოეული თანმიმდევრულად ეგზავნება ადრესატს. თითოეული პაკეტის ურთიერთდაკავშირებული ქსელის გავლისას განისაზღვრება დროის საუკეთესო მონაკვეთი. გამოდის, რომ ერთი წერილის ნაწილები შეიძლება სხვადასხვა დროს მოვიდეს ადრესატთან და მხოლოდ მას შემდეგ, რაც ყველა ნაწილი შევაერთებთ, მიმღებს შეეძლება მიღებულ მონაცემებთან მუშაობა.

ყოველთვის, როდესაც მონაცემების შემდგომ გზას დაადგენთ, უნდა აირჩიოთ საუკეთესო მარშრუტი. საუკეთესო გზის განსაზღვრის ამოცანას ეწოდება მარშრუტიზაცია. ამ დავალებას ასრულებენ მარშრუტიზატორები. მარშრუტიზატორების ამოცანაა მონაცემთა გადაცემის შესაძლო ბილიკების დადგენა, ინფორმაციის მარშრუტის შენარჩუნება და საუკეთესო მარშრუტების არჩევა. მარშრუტიზაცია შეიძლება განხორციელდეს სტატიკური ან დინამიური გზით. სტატიკური მარშრუტის მითითებისას, ლოგიკურ ქსელებს შორის ყველა კავშირი უნდა იყოს მითითებული და უცვლელი დარჩეს. დინამიური მარშრუტიზაციის მიხედვით, როუტერს შეუძლია განსაზღვროს ახალი გზები ან შეცვალოს ინფორმაცია ძველი გზების შესახებ. დინამიური მარშრუტიზაციისთვის გამოიყენება სპეციალური მარშრუტის ალგორითმები, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია მანძილი ვექტორი და ბმულის მდგომარეობა. პირველ შემთხვევაში, როუტერი იყენებს მეორადი ინფორმაციას მეზობელი მარშრუტიზატორების ქსელის სტრუქტურის შესახებ. მეორე შემთხვევაში, როუტერი მუშაობს საკუთარი საკომუნიკაციო არხების შესახებ ინფორმაციით და ურთიერთქმედებს სპეციალურ წარმომადგენელ როუტერთან ქსელის სრული რუკის შესაქმნელად.

საუკეთესო მარშრუტის არჩევაზე ხშირად ახდენს გავლენას ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა სტოპის რაოდენობა მარშრუტიზატორებში (ჰოპის რაოდენობა) და ტკიპების რაოდენობა (დროის ერთეულები), რომლებიც საჭიროა დანიშნულების ქსელში მისასვლელად (ტკიპების რაოდენობა).

ქსელის ფენის კავშირის სერვისი მოქმედებს, როდესაც არ არის გამოყენებული OSI ბმული ფენის შპს ქვესაფენის კავშირის სერვისი.

ურთიერთდაკავშირებული ქსელის მშენებლობისას აუცილებელია ლოგიკური ქსელების დაკავშირება, რომლებიც აგებულია სხვადასხვა ტექნოლოგიების გამოყენებით და მრავალფეროვანი სერვისების მიწოდება. ქსელის მუშაობისთვის ლოგიკურ ქსელებს უნდა შეეძლოთ მონაცემთა სწორად ინტერპრეტაცია და ინფორმაციის კონტროლი. ეს ამოცანა შესრულებულია კარიბჭით, რომელიც არის მოწყობილობა, ან განაცხადის პროგრამარომ თარგმნის და ინტერპრეტირებს ერთი ლოგიკური ქსელის წესებს მეორის წესებში. ზოგადად, კარიბჭეების განხორციელება შესაძლებელია OSI მოდელის ნებისმიერ დონეზე, მაგრამ ყველაზე ხშირად ისინი ხორციელდება მოდელის მაღალ დონეზე.

სატრანსპორტო ფენა

სატრანსპორტო ფენა საშუალებას გაძლევთ დამალოთ ფიზიკური და ლოგიკური სტრუქტურაქსელები OSI მოდელის ზედა ფენების პროგრამებიდან. პროგრამები მუშაობს მხოლოდ მომსახურების ფუნქციებთან, რომლებიც საკმაოდ უნივერსალურია და არ არის დამოკიდებული ფიზიკური და ლოგიკური ქსელის ტოპოლოგიაზე. ლოგიკური და ფიზიკური ქსელების თავისებურებები ხორციელდება წინა ფენებში, სადაც სატრანსპორტო ფენა გადასცემს მონაცემებს.

სატრანსპორტო ფენა ხშირად ანაზღაურებს ქვედა ფენებზე საიმედო ან შეერთებაზე ორიენტირებული კავშირის მომსახურების ნაკლებობას. ტერმინი "საიმედო" არ ნიშნავს, რომ ყველა მონაცემი გადაეცემა ყველა შემთხვევაში. ამასთან, სატრანსპორტო ფენის ოქმების საიმედო დანერგვას, როგორც წესი, შეუძლია დაადასტუროს ან უარყოს მონაცემების მიწოდება. თუ მონაცემები მიმღებ მოწყობილობას სწორად არ მიეწოდება, სატრანსპორტო ფენას შეუძლია განმეორებით გადასცეს ან აცნობოს მაღალ ფენებს, რომ მისი მიწოდება შეუძლებელია. ამის შემდეგ ზედა დონეს შეუძლია მიიღოს საჭირო მაკორექტირებელი ზომები ან მომხმარებელს მისცეს არჩევანის საშუალება.

კომპიუტერულ ქსელებში მრავალი პროტოკოლი მომხმარებლებს შესაძლებლობას აძლევს მუშაობდნენ მარტივი სახელები ბუნებრივ ენაზე, რთული და ძნელად დასამახსოვრებელი ალფანუმერული მისამართების ნაცვლად. მისამართი / სახელის რეზოლუცია არის სახელების და ალფანუმერული მისამართების ერთმანეთის იდენტიფიკაციის ან დალაგების ფუნქცია. ეს ფუნქცია შეიძლება შეასრულონ ქსელში მყოფმა თითოეულმა სუბიექტმა ან სპეციალური სერვისის მომწოდებლებმა, სახელწოდებით სერვერები, სახელის სერვერები და ა.შ. შემდეგი განმარტებები ახდენს მისამართის / სახელის თარგმნის მეთოდების კლასიფიკაციას:

• მომსახურების მომხმარებლის ინიცირება;
• მომსახურების მიმწოდებლის მიერ ინიცირება.

პირველ შემთხვევაში, ქსელის მომხმარებელი სერვისს ლოგიკური სახელით მოიხსენიებს, სამსახურის ზუსტი ადგილმდებარეობის ცოდნის გარეშე. მომხმარებელმა არ იცის, არის თუ არა ეს სერვისი ამჟამად ხელმისაწვდომი. წვდომისას ლოგიკური სახელი ფიქსირდება ფიზიკურ სახელზე, ხოლო მომხმარებლის სამუშაო სადგური იწყებს ზარს პირდაპირ სერვისში. მეორე შემთხვევაში, თითოეული სერვისი პერიოდულად აცნობებს ქსელის ყველა კლიენტს. თითოეულმა კლიენტმა ნებისმიერ დროს იცის, არის თუ არა მომსახურება და იცის, როგორ დაუკავშირდეთ უშუალოდ მომსახურებას.

მისამართის მეთოდები

სერვისის მისამართები განსაზღვრავს სპეციფიკურ პროგრამული პროცესებს, რომლებიც მუშაობს ქსელურ მოწყობილობებზე. ამ მისამართების გარდა, მომსახურების მიმწოდებლები ადევნებენ თვალყურს სხვადასხვა საუბრებს, რომლებიც აქვთ მათთან, რომლებიც ითხოვენ მომსახურებას. დიალოგის ორი განსხვავებული მეთოდი იყენებს შემდეგ მისამართებს:

• კავშირის იდენტიფიკატორი;
• გარიგების იდენტიფიკატორი.

კავშირის იდენტიფიკატორი, რომელსაც ასევე უწოდებენ კავშირის ID, პორტი ან ბუდე, განსაზღვრავს თითოეულ საუბარს. კავშირის პროვაიდერს შეუძლია ერთზე მეტ კლიენტთან კავშირი კავშირის იდენტიფიკატორის გამოყენებით. მომსახურების მიმწოდებელი გულისხმობს თითოეულ შემცვლელ ობიექტს თავისი ნომრით და ეყრდნობა ტრანსპორტის ფენას სხვა ქვედა ფენის მისამართების კოორდინაციისთვის. კავშირის იდენტიფიკატორი ასოცირდება კონკრეტულ საუბართან.

ტრანსაქციის ID- ები მსგავსია კავშირის ID- ებისა, მაგრამ მოქმედებს დიალოგზე ნაკლები ერთეულებით. გარიგება შედგება მოთხოვნისა და პასუხისგან. მომსახურების მიმწოდებლები და მომხმარებლები თვალყურს ადევნებენ თითოეული ტრანსაქციის გამგზავრებას და ჩამოსვლას და არა მთელ საუბარს.

სესიის დონე

სესიის ფენა ხელს უწყობს კომუნიკაციას მოწყობილობებს შორის, რომლებიც ითხოვენ და უზრუნველყოფენ მომსახურებას. საკომუნიკაციო სესიებს აკონტროლებენ კომუნიკაციურ სუბიექტებს შორის დიალოგის დამყარების, შენარჩუნების, სინქრონიზაციისა და მართვის მექანიზმების საშუალებით. ეს დონე ასევე ეხმარება ზედა დონეებიდაადგინეთ ქსელის ხელმისაწვდომი სერვისი და დაუკავშირდით მას.

სესიის ფენა იყენებს ქვედა ფენების მიერ მოწოდებულ ლოგიკურ მისამართის ინფორმაციას, ზედა საიტებისთვის საჭირო სერვერის სახელების და მისამართების დასადგენად.

სესიის ფენა ასევე იწყებს დიალოგს მომსახურების მიმწოდებელსა და სამომხმარებლო მოწყობილობებს შორის. ამ ფუნქციის შესრულებისას, სესიის ფენა ხშირად ახორციელებს თითოეულ ობიექტს ან ახდენს იდენტიფიკაციას და კოორდინაციას უწევს მასზე წვდომის უფლებებს.

სესიის ფენა ახორციელებს დიალოგის კონტროლს კომუნიკაციის სამი მეთოდიდან ერთის გამოყენებით - simplex, half duplex და full duplex.

მარტივი კომუნიკაცია გულისხმობს ინფორმაციის წყაროდან მხოლოდ ერთმხრივ გადაცემას წყაროდან. კომუნიკაციის ეს მეთოდი არ იძლევა რაიმე სახის უკუკავშირს (მიმღებიდან წყაროზე). Half-duplex საშუალებას იძლევა გამოიყენოს ერთი მონაცემთა გადაცემის საშუალება ორმხრივი ინფორმაციის გადასაცემად, ამასთან, ინფორმაციის გადაცემა შესაძლებელია ერთჯერადად მხოლოდ ერთი მიმართულებით. სრული დუპლექსი უზრუნველყოფს ინფორმაციის ერთდროულად გადაცემას ორივე მიმართულებით მონაცემთა გადაცემის საშუალებით.

ქსელის ორ ობიექტს შორის საკომუნიკაციო სესიის ადმინისტრირება, რომელიც შედგება კავშირის დამყარებით, მონაცემთა გადაცემით, კავშირის შეწყვეტით, ასევე ხორციელდება OSI მოდელის ამ დონეზე. სესიის დამყარების შემდეგ, პროგრამა, რომელიც ახორციელებს ფუნქციებს ამ დონეზე, შეუძლია შეამოწმოს ჯანმრთელობა (შეინარჩუნოს) კავშირი, სანამ ის არ დასრულდება.

პრეზენტაციის ფენა

მონაცემთა წარმოდგენის ფენის ძირითადი ამოცანაა მონაცემთა გარდაქმნა ურთიერთშეთანხმებულ ფორმატებად (გაცვლის სინტაქსი), რომლებიც გასაგებია ქსელის ყველა პროგრამისა და კომპიუტერისთვის, რომელზეც მუშაობს პროგრამები. ამ დონეზე გადაჭრილია მონაცემთა შეკუმშვისა და დეკომპრესიის პრობლემები და მათი დაშიფვრა.

გარდაქმნა გულისხმობს ბიტების რიგის შეცვლას ბაიტებში, სიტყვაში ბაიტების თანმიმდევრობას, პერსონაჟთა კოდებს და ფაილების სახელების სინტაქსს.

ბიტების და ბაიტების რიგის შეცვლის აუცილებლობა განპირობებულია დიდი რაოდენობით სხვადასხვა პროცესორებით, კომპიუტერებით, კომპლექსებით და სისტემებით. სხვადასხვა მწარმოებლის პროცესორებს შეუძლიათ ნულოვანი და მეშვიდე ბიტების სხვაგვარად ინტერპრეტაცია (ან ნულოვანი ბიტი არის ყველაზე მნიშვნელოვანი, ან მეშვიდე). ბაიტები, რომლებიც ქმნიან ინფორმაციის დიდ ერთეულებს - სიტყვებს, ანალოგიურად განიხილება.

იმისათვის, რომ სხვადასხვა ოპერაციული სისტემის მომხმარებლებმა მიიღონ ინფორმაცია ფაილების სახით სწორი სახელებითა და შინაარსით, ეს დონე უზრუნველყოფს ფაილის სინტაქსის სწორ გადაკეთებას. სხვადასხვა ოპერაციული სისტემა განსხვავებულად მუშაობს მათი ფაილური სისტემებით და ახორციელებს ფაილების სახელების წარმოქმნის სხვადასხვა გზებს. ფაილებში ინფორმაცია ასევე ინახება კონკრეტული პერსონაჟის კოდირებით. ქსელის ორი ობიექტის ურთიერთქმედებისას მნიშვნელოვანია, რომ თითოეულმა მათგანმა შეძლოს ფაილის ინფორმაციის ინტერპრეტაცია თავისებურად, მაგრამ ინფორმაციის მნიშვნელობა არ უნდა შეიცვალოს.

პრეზენტაციის ფენა მონაცემებს გარდაქმნის ორმხრივ თანმიმდევრულ ფორმატში (გაცვლითი სინტაქსი), რომელიც გასაგებია ყველა ქსელური აპლიკაციისთვის და კომპიუტერებისთვის, რომლებიც იყენებენ პროგრამებს. გარდა ამისა, მას შეუძლია შეკუმშოს და გაფართოვდეს, ასევე დაშიფროს და გაშიფროს მონაცემები.

კომპიუტერები იყენებენ მონაცემთა წარმოდგენის სხვადასხვა წესს, ორობითი ნულებისა და ერთების გამოყენებით. მიუხედავად იმისა, რომ ეს წესები ყველა ცდილობს მიაღწიოს საერთო მიზანს, ადამიანის მიერ წაკითხული მონაცემების წარმოჩენას, კომპიუტერების მწარმოებლებმა და სტანდარტულმა ორგანიზაციებმა შექმნეს ურთიერთსაწინააღმდეგო წესები. როდესაც ორი კომპიუტერი სხვადასხვა წესების სიმრავლეს იყენებს ერთმანეთთან კომუნიკაციას, მათ ხშირად სჭირდებათ გარკვეული გარდაქმნების განხორციელება.

ადგილობრივი და ქსელის ოპერაციული სისტემები ხშირად აშიფრავენ მონაცემებს უნებართვო გამოყენებისგან დასაცავად. დაშიფვრა არის ზოგადი ტერმინი, რომელიც აღწერს მონაცემთა დაცვის ზოგიერთ მეთოდს. დაცვა ხშირად ხორციელდება მონაცემთა შერწყმის გამოყენებით, რომელიც იყენებს ერთ ან სამ მეთოდს: პერმუტაცია, ჩანაცვლება, ალგებრული მეთოდი.

თითოეული ეს მეთოდი უბრალოდ სპეციალური გზაა მონაცემთა დასაცავად ისე, რომ მისი გაგება მხოლოდ მათ შეუძლიათ, ვინც დაშიფვრის ალგორითმი იცის. მონაცემთა დაშიფვრა შეიძლება შესრულდეს როგორც ტექნიკურ, ისე პროგრამულ უზრუნველყოფაში. ამასთან, მონაცემთა ბოლომდე დაშიფვრა ჩვეულებრივ ხორციელდება პროგრამულ უზრუნველყოფაში და ითვლება პრეზენტაციის ფენის ფუნქციონირების ნაწილად. გამოყენებული დაშიფვრის მეთოდის შესახებ ობიექტების შესატყობინებლად, ჩვეულებრივ, გამოიყენება 2 მეთოდი - პირადი გასაღებები და საჯარო გასაღებები.

საიდუმლო გასაღების დაშიფვრის მეთოდები იყენებს ერთ გასაღებს. ქსელის სუბიექტებს, რომლებსაც აქვთ გასაღები, შეუძლიათ დაშიფვრა და გაშიფვრა ყველა შეტყობინება. ამიტომ, გასაღები საიდუმლოდ უნდა დარჩეს. გასაღები შეიძლება ჩამონტაჟდეს აპარატურ ჩიპებში ან დააინსტალიროს ქსელის ადმინისტრატორმა. გასაღების შეცვლისას, ყველა მოწყობილობა უნდა შეიცვალოს (სასურველია არ გამოიყენოთ ქსელი ახალი გასაღების მნიშვნელობის გადასაცემად).

ქსელის ობიექტებს, რომლებიც იყენებენ საჯარო გასაღების დაშიფვრის ტექნიკას, ემყარება საიდუმლო გასაღები და ზოგიერთი ცნობილი მნიშვნელობა. ობიექტი ქმნის საჯარო გასაღებს საიდუმლო გასაღებით ცნობილი მნიშვნელობის მანიპულირებით. კომუნიკაციის ინიციატორი სუბიექტი აგზავნის თავის საჯარო გასაღებს მიმღებთან. შემდეგ სხვა სუბიექტი მათემატიკურად აერთიანებს საკუთარ პირად გასაღებს მასთან გადაცემულ საჯარო გასაღებთან, რათა დადგინდეს ურთიერთშეთანხმებით დაშიფვრის მნიშვნელობა.

მხოლოდ საზოგადოებრივი გასაღების ქონა არაუფლებამოსილია მომხმარებლებისთვის. შედეგად დაშიფვრის გასაღების სირთულე საკმარისად დიდია, რომ გამოითვალოს გონივრულ დროში. საკუთარი პირადი გასაღებისა და სხვისი საჯარო გასაღების ცოდნაც კი არ დაგეხმარებათ ბევრი საიდუმლოს დადგენაში - დიდი რაოდენობით ლოგარითმული გამოთვლების სირთულის გამო.

განაცხადის დონე

აპლიკაციის ფენა შეიცავს ქსელის სერვისის თითოეული ტიპის სპეციფიკურ ელემენტებს და ფუნქციებს. ექვსი ქვედა ფენა აერთიანებს ამოცანებსა და ტექნოლოგიებს, რომლებიც უზრუნველყოფს ზოგადი ქსელის სერვისის მხარდაჭერას, ხოლო აპლიკაციის ფენა უზრუნველყოფს პროტოკოლებს, რომლებიც საჭიროა ქსელის მომსახურების კონკრეტული ფუნქციების შესასრულებლად.

სერვერები ქსელში არსებულ კლიენტებს აწვდიან ინფორმაციას მათ მიერ გაწეული მომსახურების ტიპების შესახებ. შეთავაზებული მომსახურების იდენტიფიკაციის ძირითადი მექანიზმები შეიცავს ელემენტებს, როგორიცაა მომსახურების მისამართები. გარდა ამისა, სერვერები თავიანთი სერვისის წარმოსადგენად იყენებენ მეთოდებს, როგორიცაა აქტიური და პასიური სერვისების წარმოდგენები.

აქტიური სერვისის რეკლამის განხორციელებისას, თითოეული სერვერი პერიოდულად აგზავნის შეტყობინებებს (მომსახურების მისამართების ჩათვლით) და აცხადებს მის ხელმისაწვდომობას. კლიენტებს ასევე შეუძლიათ გამოკითხონ ქსელის მოწყობილობები, რომლებიც ეძებენ კონკრეტული ტიპის მომსახურებას. ქსელში არსებული კლიენტები აგროვებენ სერვერების მიერ გაკეთებულ მოსაზრებებს და ქმნიან ამჟამად არსებული სერვისების ცხრილებს. ქსელების უმეტესობა, რომლებიც იყენებენ აქტიური პრეზენტაციის მეთოდს, ასევე განსაზღვრავს მოქმედების კონკრეტულ პერიოდს მომსახურების წარმოდგენებისთვის. მაგალითად, თუ ქსელის პროტოკოლი განსაზღვრავს, რომ მომსახურების წარმოდგენა უნდა გაიგზავნოს ყოველ ხუთ წუთში, მაშინ კლიენტები ამოწურავენ იმ სერვისებს, რომლებიც ბოლო ხუთი წუთის განმავლობაში არ ყოფილა წარმოდგენილი. დროის ამოწურვის ვადის ამოწურვის შემდეგ, კლიენტი ხსნის სერვისს თავისი ცხრილებიდან.

სერვერები ახორციელებენ პასიური მომსახურების რეკლამას დირექტორიაში მათი სერვისისა და მისამართის რეგისტრაციით. როდესაც მომხმარებელს სურს დაადგინოს ხელმისაწვდომი ტიპის მომსახურება, ისინი უბრალოდ ითხოვენ დირექტორიას სასურველი მომსახურების ადგილმდებარეობისა და მისი მისამართის შესახებ.

ქსელის სერვისის გამოყენებამდე ის ხელმისაწვდომი უნდა იყოს კომპიუტერის ადგილობრივი ოპერაციული სისტემისთვის. ამ პრობლემის გადასაჭრელად რამდენიმე მეთოდი არსებობს, მაგრამ თითოეული ასეთი მეთოდი შეიძლება განისაზღვროს ადგილობრივი ან დონის მიხედვით ოპერაციული სისტემაცნობს ქსელის ოპერაციულ სისტემას. გაწეული მომსახურება შეიძლება დაიყოს სამ კატეგორიად:

• ოპერაციულ სისტემაში ზარების გადაჭრა;
• დისტანციური რეჟიმი;
• მონაცემთა ერთობლივი დამუშავება.

OC Call Interception- ის გამოყენებისას, ადგილობრივი ოპერაციული სისტემა არ იცის ქსელის სერვისის არსებობის შესახებ. მაგალითად, როდესაც DOS პროგრამა ცდილობს წაიკითხოს ფაილი ქსელის ფაილების სერვერიდან, იგი მიიჩნევს, რომ ფაილი ადგილობრივ მეხსიერებაშია. სინამდვილეში, სპეციალური პროგრამული უზრუნველყოფა ხელს უშლის ფაილის წაკითხვის თხოვნას, სანამ ის მიაღწევს ადგილობრივ ოპერაციულ სისტემას (DOS) და თხოვნას გადასცემს ქსელის ფაილების სერვისს.

მეორე უკიდურეს შემთხვევაში, დისტანციური ოპერაციით, ადგილობრივი ოპერაციული სისტემა აცნობიერებს ქსელს და პასუხისმგებელია ქსელის სერვისზე მოთხოვნების გაგზავნაზე. ამასთან, სერვერმა არაფერი იცის კლიენტის შესახებ. სერვერის ოპერაციული სისტემისთვის მომსახურების ყველა მოთხოვნა ერთნაირია, იქნება ეს შიდა, თუ ქსელში გაგზავნილი.

დაბოლოს, არსებობს ოპერაციული სისტემები, რომლებმაც იციან ქსელის არსებობის შესახებ. როგორც მომსახურების მომხმარებელი, ასევე მომსახურების მიმწოდებელი აცნობიერებენ ერთმანეთის არსებობას და ერთად მუშაობენ მომსახურების გამოყენების კოორდინაციაზე. ამ ტიპის მომსახურების გამოყენება ჩვეულებრივ საჭიროა peer-to-peer თანამშრომლობის დამუშავებისთვის. მონაცემთა ერთობლივი დამუშავება გულისხმობს მონაცემთა დამუშავების შესაძლებლობების გამიჯვნას ერთი დავალების შესასრულებლად. ეს ნიშნავს, რომ ოპერაციულმა სისტემამ უნდა იცოდეს სხვისი არსებობა და შესაძლებლობები და შეეძლოს მათთან თანამშრომლობა სასურველი ამოცანის შესასრულებლად.

ComputerPress 6 "1999 წ