Κεφάλαιο 6 Συστήµατα Επικοινωνίας

Transcript

1 Κεφάλαιο 6 Συστήµατα Επικοινωνίας Δεδοµένων Άµεση ιασύνδεση Συσκευών ιασύνδεση Συσκευών σε Μακρινή Απόσταση MODEM ιαχείριση σφαλµάτων ίκτυα εδοµένων Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 1

2 Σταθµοί στην Εξέλιξη των Επικοινωνιών Δεδοµένων _ Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 2

3 Άµεση Σύνδεση Μεταξύ Κοντινών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών, ή Περιφερειακού και Η/Υ Παράλληλη Σύνδεση Σύνδεση USB Σειριακή Σύνδεση Τρόπος Μετάδοσης: Μετάδοση Βασικής Ζώνης (Baseband) Μηδενική Τάση: 0 bit Μη Μηδενική Τάση: 1 bit Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 3

4 Παράλληλη Σύνδεση Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 4

5 Σύνδεση USB Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 5

6 Σειριακή Σύνδεση Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 6

7 Μετάδοση Δεδοµένων σε Μεγάλη Απόσταση Μετάδοση Ζώνης Μεγάλου Εύρους (Broadband): Μέσω φέροντος σήµατος (carrier signal): δηλ. ενός σταθερού ηµιτονοειδούς αναλογικού σήµατος Μετάδοση πληροφορίας µε ιαµόρφωση δηλ. αλλαγή κάποιου από τα χαρακτηριστικά του φέροντος: Πλάτους: ιαµόρφωση κατά πλάτος (amplitude modulation) Συχνότητας: ιαµόρφωση κατά συχνότητα (frequency modulation) Φάσης: ιαµόρφωση κατά φάση (phase modulation) Υλοποίηση ιαµόρφωσης-αποδιαµόρφωσης µέσω MODEM Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 7

8 MODEM: Modulator - Demodulator Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 8

9 Η Χειραψία ΟΜΗ ΠΑΚΕΤΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ: «Κοµµάτια» µεταδιδόµενων δεδοµένων περικλειόµενων ανάµεσα από ειδικούς χαρακτήρες ελέγχου. Τα πακέτα υπακούουν σε πρωτόκολλα (κοινώς αποδεκτούς κανόνες) που καθορίζουν : τη δοµή των δεδοµένων τους χαρακτήρες ελέγχου τη διαδικασία αποστολής/ λήψης δεδοµένων τη διαδικασία αλλαγής κατεύθυνσης µετάδοσης o SΤΑRT/STOP BITS: Με πόσα & ποια bit αρχίζει και τελειώνει κάθε χαρακτήρας o KATΕΥΘΥΝΣΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ : 1. Simplex : µονόδροµη 2. Half duplex : αµφίδροµη µε µία κατεύθυνση ανά στιγµή 3. Duplex : αµφίδροµη ( ταυτόχρονα ) PARITY BIT: Χρειάζεται για την ανίχνευση λαθών κατά την µετάδοση και µπορεί να είναι α) odd (περιττή ) ή b) even (άρτια). Αν υπάρξει ανίχνευση λάθους (error detection) κατά τη µετάδοση, ο ποµπός ξαναστέλνει πίσω την πληροφορία στον δέκτη. Υπάρχουν αλγόριθµοι διόρθωσης σφάλµατος (error correction ) π.χ. ο κώδικας Hamming. Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 9

10 Ο κώδικας Hamming Σύµφωνα µε τον κώδικα αυτό: (i) αν θέλουµε να στείλουµε 2 (n=2) =4 bit δεδοµένων πρέπει να στείλουµε επιπλέον n+1=3 bit, (ii) για 2 (n=3) =8 bit δεδοµένων αποστέλλονται n+1=4 επιπλέον κ.ο.κ. Αυτά τα επιπλέον bit χρησιµεύουν για τον έλεγχο ακρίβειας και την διόρθωση. Αν θέλουµε να στείλουµε τα 4 bits B 1, B 2, B 3, B 4 πρέπει να στείλουµε και τα 3 extra bits C 1, C 2, C 3 δηµιουργώντας ένα «πακέτο» µε διάταξη C 1 C 2 B 1 C 3 B 2 B 3 B 4 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 Τόσο στην α οστολή όσο και στην λήψη ενός «πακέτου», γίνονται τόσοι έλεγχοι όσα και τα extra bits Οι έλεγχοι γίνονται στις θέσεις * D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 Έλεγχος-1 P 1 Έλεγχος-2 P 2 Έλεγχος-3 P 3 =1 Αν ο αριθµός των 1 είναι περιττός Για τον έλεγχο P i = =0 Αν ο αριθµός των 1 είναι άρτιος Ο οµ ός θέτει τα C i έτσι ώστε ο έλεγχος - i να δίνει άρτιο αριθµό 1. Ο έλεγχος γίνεται στον δέκτη, επί της ακολουθίας χαρακτήρων C 1 C 2 B 1 C 3 B 2 B 3 B 4. Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 10

11 Ο κώδικας Hamming συνεχ. Ο δυαδικός P 3 P 2 P 1 µας δίνει την θέση που είναι το σφάλµα. Προφανώς αν είναι 000 τότε δεν έχουµε σφάλµα. Παράδειγµα: για την µετάδοση του αριθµού B 1 B 2 B 3 B 4 =1011, έχουµε: Εκπέµπεται (αποστέλλεται) δηλαδή το C 1 C 2 B 1 C 3 B 2 B 3 B C 4 1 C 2 B 1 C 3 B 2 B 3 B 4 = Αν στον δέκτη παραληφθεί C 1 C 2 B 1 C 3 B 2 B 3 B 4 = (έχουµε Έλεγχος-1 P 1 σφάλµα µετάδοσης στο B 2 ), τότε ένεκα Έλεγχος-2 P 2 των εκεί ελέγχων: Έλεγχος-3 P 3 P 3 P 2 P 1 =101 2 =5 10, δηλ. σωστά ανιχνεύεται το σφάλµα στο 5 ο bit το οποίο και διορθώνεται. C 1 =D 1 C 2 =D 2 B 1 =D 3 C 3 =D 4 B 2 =D 5 B 3 =D 6 B 4 =D Έλεγχος-1 P 1 =1 Έλεγχος-2 P 2 =0 Έλεγχος-3 P 3 =1 Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 11

12 MODEM συνεχ. Για τη σωστή µεταφορά δεδοµένων προαπαιτείται µία φάση αναγνώρισης µεταξύ των MODEM που ονοµάζεται χειραψία (handshake). Κατά τη φάση αυτή εξετάζονται µεταξύ τους αν έχουν καθορισθεί µε συµβατό τρόπο ένας αριθµός παραµέτρων, όπως: TAXYTHTA META ΟΣΗΣ: Πόσα bit Μονάδα µέτρησης ταχύτητας είναι το bps ( bits per second ) Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 12

13 Λειτουργία Συγχρόνων MODEM Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 13

14 ΔΙΚΤΥΑ & ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ / INTERNET Βασικές αρχές 14

15 Δίκτυα Η/Υ Επιτρέπουν την ανταλλαγή πληροφορίας µεταξύ Η/Υ Σκοπός είναι η παροχή υπηρεσιών και πληροφοριών από κεντρικό Η/Υ / προς πολλούς «µικρότερους» Η/Υ/ Tαξινόµηση δικτύων Mε βάση την έκταση LAN (Local Area Networks) Τοπικά, συνήθως εντός κτιρίου ή μικρής περιοχής. WAN (Wide Area Networks) Καλύπτουν μεγάλες αποστάσεις, συνήθως ανάμεσα σε πόλεις ή ηπείρους 15

16 LAN (Local Area Networks) 16

17 WAN (Wide Area Networks) Κάρτες ικτύου Φυσικά Μέσα ιασύνδεσης Ενσύρµατα Ζεύγος Συνεστραµµένων καλωδίων 10BASE-T 100BASE-T Οµοαξονικό καλώδιο Οπτική ίνα Ασύρµατα Επίγεια Μικροκύµατα ορυφορικά 17

18 Δίκτυα Η/Υ: Ταξινόµηση συνεχ. Mε βάση την έκταση LAN (Local Area Networks) Τοπικά, συνήθως εντός κτιρίου ή μικρής περιοχής. WAN (Wide Area Networks) Καλύπτουν μεγάλες αποστάσεις, συνήθως ανάμεσα σε πόλεις ή ηπείρους Με βάση την προσβασιμότητα των προδιαγραφών Ανοιχτό/Open Όπου τα πρωτόκολλα και οι τεχνολογίες που χρησιµοποιούνται είναι ευρέως διαθέσιµα στο κοινό και δωρεάν για χρήση από τον οποιονδήποτε. Κλειστό/Closed Όπου τα πρωτόκολλα και οι τεχνολογίες που χρησιµοποιούνται είτε δεν δίνονται καν, είτε δίνονται έναντι κάποιου χρηµατικού κόστους. 18

19 Τύποι δικτύων ακτύλιος / Ring Ανάλογα με την τοπολογία του δικτύου ίαυλος / Bus ιάταξης αστέρα / Star Μη κανονική / Irregular 19

20 Οµογενή & Ανοµοιογενή διαδίκτυα Bridge Router Η σύνδεση δύο δικτύων δηµιουργεί ένα µεγαλύτερο δίκτυο που ονοµάσουµε διαδίκτυο. Εάν τα δίκτυα που το αποτελούν είναι του ίδιου τύπου, τότε χρησιµοποιείτε µια γέφυρα (bridge), εάν είναι διαφορετικού τότε χρησµοποιείται ένας δροµολογητής (router). 20

21 Αρχιτεκτονική ιαύλου : ETHERNET 21

22 Αρχιτεκτονική ιαύλου : ETHERNET συνεχ. 22

23 Λειτουργία των Δικτύων Δακτυλίου Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 23 23

24 Λειτουργία των Δικτύων Δακτυλίου συνεχ. Κ.Κυριακόπουλος Εισαγωγή στους Η/Υ 24 24

25 Λειτουργία Δικτύων Επικοινωνίας 25

26 Δροµολόγηση Δεδοµένων στο Διαδίκτυο 26