Date post: | 21-Feb-2018 |
Category: |
Documents |
Upload: | dumitrudany |
View: | 242 times |
Download: | 0 times |
of 68
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
1/68
Cursul 1
1IntroducereMediul fizic6-7 octombrie 2015
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
2/68
Obiective
Ce este o reea de calculatoare? Dispozitive de reea
Topologii de reele Stiva de protocoale Funciile nivelului fizic Medii de transmisie Exemple de codificri
2
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
3/68
Internet
Getting information off the Internet is like taking a drink from a firehydrant.
Mitchell Kapor
The Internet is the first thing that humanity has built that humanitydoesn't understand, the largest experiment in anarchy that wehave ever had.
Eric Schmidt
3
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
4/68
Ce este o reea de calculatoare?
Sistem de interconectare a mai multor sisteme de calcul
Conexiunea ntre componentele unui calculator se realizeaz prinmagistrale (circuite electrice pe placa de baz) i chipset -uri
Conexiunea ntre sisteme de calcul diferite se realizeaz prinintermediul unor dispozitive (plci de reea, switch -uri, rutere) ia unor medii de comunicaie (cabluri electrice, fibr optic)dedicate
4
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
5/68
Avantajele reelelor de calculatoare
Avantaje
Spaiu destocare
Putere deprocesare
Acces de ladistan
Partajareechipamente
Comunicare
Divertisment
5
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
6/68
Dimensiunea fizic a unei reele
Distana ntre procesoare Localizare procesoare Reea
1 mm Centimetru ptrat Micro nw (pe siliciu)
1 cm Decimetru ptrat Platform multiprocesor
1m Metru ptrat Personal Area Network
10 m Camer Local Area Network
100 m Cldire
1 km Campus
10 km Ora Metropolitan Area Net
100 km ar Wide Area Network
1000 km Continent
10 000 km Planet Internet
6
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
7/68
LAN, MAN, WAN
Clasificare n funcie de distana ntre nodurile reelei, concretizat printr -un numr deprotocoale specifice fiecrui tip de reea
7
LAN Local Area NetworkStandardele dominante sunt Ethernet i WLAN (IEEE 802.11) Separaia (conectarea) ntre LAN i MAN/WAN se realizeaz cu un ruter(gateway)
MAN Metropolitan Area Networkrar ntlnite n reelele actuale
WAN Wide Area NetworkNumeroase protocoale: MPLS, ATM, Frame Relay, PPP
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
8/68
Dispozitive de reea
Plac de reea network card, network adapter, NIC (NetworkInterface Controller)
Permite sistemului s comunice cu un altul aflat n aceeai reea
Repetor , hub folosit pentru regenerarea i amplificareasemnalului
Switch folosit pentru interconectarea sistemelor de calcul dintr-o reea (topologie stea)
Ruter folosit pentru interconectarea mai multor reele decalculatoare (LAN); folosit n WAN
8
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
9/68
Dispozitive de reea - imagine
9
Router
Switch
Host
Internet
Server
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
10/68
Interfaa de reea
Network interface Se refer la un punct de comunicaie cu o reea de calculatoare (o plac de
reea, un port al unui dispozitiv avansat de reea) Un calculator cu o plac de reea are o singur interfa de reea; un calculator
cu dou plci are dou interfee Un switch/ruter are mai multe interfee de reea mai multe porturi de
comunicaie Denumirea de interfa de reea se refer i la abstracia dat de sistemul de
operare configurarea unei plci de reea sau a unui port al unui ruter se numete
configurarea unei interfee pe un sistem Unix/Linux, interfeele de plci de reea Ethernet sunt denumite eth0 ,
eth1 , etc. o interfa virtual denumit interfa de loopback este folosit pentru a referi
staia curent ca i cum aceasta s -ar afla ntr- o reea (dei aceasta nu exist fizic)
10
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
11/68
Protocol
Comunicaia ntre dou entiti necesit existena unui protocol Ce este un protocol?
Un set de reguli care guverneaz modul n care dou dispozitive schimb informaie ntr -oreea
11
??!
Ambele capete ale unei
transmisii trebuie sfoloseasc acelai protocol
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
12/68
Stiva de protocoale OSI
Pentru a abstractiza complexitatea lucrului cu reeaua, se stabilete o stiv deprotocoale; protocolul de nivel inferior ofer servicii celui de nivel superior
12
5. Sesiune
6. Prezentare
7. Aplicaie
4. Transport
3. Reea
2. Legtur de date
1. Fizic
Controlulsesiunilor
Reprezentarea
datelor
Servicii de reele,aplicaii
Controlul fluxuluide date
Determinarea ciictre destinaie
Acces la mediu
Transmisie binar
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
13/68
Stiva de protocoale TCP/IP
13
Stiva de protocoale utilizat nInternet este stiva TCP/IP
IP este protocolul esenial de lanivelul Internet, iar TCP de la nivelulTransport
Nivelul Aplica ie este cel care ofer
servicii utilizatorului (transfer defiiere, control de la distan ,transmitere e-mail, etc.)
Nivelul Transport este responsabil cuasigurarea controlului fluxului (pachetele s ajung n ordine inealterate)
Aplicaie
Transport
Internet
Acces la mediu
Mediulfizic
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
14/68
POP3
DNS
Stiva OSI vs Stiva TCP/IP
14
5. Sesiune
6. Prezentare
7. Aplicaie
4. Transport
3. Reea
2. Legtur de date
1. Fizic
Aplicaie
Transport
Internet
Acces la mediu
HTTP
SSH
IMAP
TCPUDP
IP
PPPEthernet
OSI TCP/IP Protocoale
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
15/68
Cursul 1
Nivelul fizic Roluri Transmisii analogice Transmisii digitale
Transmiterea datelor digitale cu carrier analog Medii de transmisie Multiplexare Exemple
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
16/68
Nivelul fizic
Roluri
TransformareBit semnal
Controlulvitezei
Sincronizarebii
Multiplexare
16
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
17/68
Cursul 1
Transmisii analogice
Caracteristici AM FM
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
18/68
Transmisii analogice
Folosesc valori continue pentru a transmite informaia
Caracteristici Amplitudine nivelul maxim al semnalului Perioada/frecvena viteza de schimbare raportat la timp Faza poziia formei de und raportat la momentul de timp zero
18
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
19/68
Transmisie analogic - AM
AM = Amplitude Modulation Folosete valori continue ale amplitudinii pentru a transmite
informaia Folosit n special n transmisii radio
19
I n t e n s i t y
Time
Main Signal
AM
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
20/68
Transmisie analogic - FM
FM = Frequency Modulation Folosete valori continue ale frecvenei pentru a transmite
informaia Folosit n special n transmisii radio
20
I n t e n s i t y
Time
Main Signal
FM
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
21/68
Cursul 1
Transmisii digitale Caracteristici Manchester Manchester diferenial NRZ-L
NRZ-I MLT-3 PAM-5 Exemplu: Fast Ethernet Exemplu: Gigabit Ethernet
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
22/68
Transmisii digitale
Folosesc valori discrete pentru a transmite informaie Caracteristici:
Bit interval (echivalent perioad) Bit rate (echivalent frecven)
Line coding este denumit i digital baseband modulation Unipolar un singur nivel de tensiune care reprezint 1; absena
nseamn 0 Polar dou niveluri de tensiune Bipolar trei niveluri: pozitiv, negativ i zero
22
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
23/68
Codificare Manchester IEEE 802.3
23
1 0 00 01 1 1
Ceas
Manchester802.3
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
24/68
Codificare Manchester Diferenial
24
1 0 00 01 1 1
Ceas
ManchesterDiferenial
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
25/68
Codificare Non-Return-To-Zero Level
25
1 0 00 01 1 1
Ceas
NRZ-L
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
26/68
Codificare Non-Return-To-Zero Inverted
26
1 0 00 01 1 1
Ceas
NRZ-I
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
27/68
Codificare Multi-Level Transmit 3
27
1 0 00 01 1 1
Ceas
MLT-3
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
28/68
Codificare Pulse-Amplitude Modulation 5
Un nivel din cele 5 poate fi folosit pentru corecia erorilor Transmite doi bii ntr -o perioad de ceas
28
1 0 00 01 1 1
Ceas
PAM-5
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
29/68
Codificare 4B5B
Convertete blocuri de 4 bii n blocuri de 5 bii Folosit n combinaie cu NRZ -I (fibr optic) sau MLT -3 (100BASE-TX, FDDI peste cupru) Blocurile de 5 bii au suficient de muli bii de 1 a.. NRZ -I/MLT- 3 s nu piard
sincronizarea Nu se pot obine mai mult de 3 bii de 0 consecutivi
29
Nume 4b 5b
8 1000 100109 1001 10011
A 1010 10110
B 1011 10111
C 1100 11010
D 1101 11011
E 1110 11100
F 1111 11101
Nume 4b 5b
Q - 00000I - 11111
J - 11000
K - 10001
T - 01101
R - 00111
S - 11001
H - 00100
Nume 4b 5b
0 0000 111101 0001 01001
2 0010 10100
3 0011 10101
4 0100 01010
5 0101 01011
6 0110 01110
7 0111 01111
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
30/68
100BASE-FX/SX/BXFast Ethernet peste fibr optic
Exemplu: Fast Ethernet
30
Date 4B5B NRZI
100BASE-TXFast Ethernet peste cablu torsadat
Date 4B5B NRZI MLT-3
(Tehnologiile Ethernet vor fi studiate n detaliu n cadrul cursului 2)
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
31/68
1000BASE-CX/LX/SXGigabit Ethernet peste cablu coaxial sau fibr optic
Exemplu: Gigabit Ethernet
31
Date 8B10B NRZ
1000BASE-TGigabit Ethernet peste cablu torsadat
Date PAM-5
(Tehnologiile Ethernet vor fi studiate n detaliu n cadrul cursului 2)
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
32/68
Cursul 1
Transmiterea datelor digitale cucarrier analog
Caracteristici ASK PSK
FSK Diagrame de constelaii
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
33/68
Transmisie analogic a datelor digitale
Dac se dorete transmiterea datelor digitale peste un mediu ce
folosete semnale analogice (de exemplu linii telefonice),semnalul analog trebuie modulat Exist mai multe tipuri de modulare:
ASK Amplitude Shift Keying PSK
Phase Shift Keying
FSK Frequency Shift Keying Bit rate numrul de bii pe secund Baud rate num rul de semnalepesecund
Baud rate bit rate Tehnicile de modulare sunt caracterizate prin raportul
33
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
34/68
Modulare ASK
34
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
35/68
Modulare PSK
35
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
36/68
Modulare FSK
36
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
37/68
Combinaie PSK -ASK
37
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
38/68
Diagrame de constelaii
38
Cod A Cod A
000 1 0 100 1 180
001 2 0 101 2 180
010 1 90 110 1 270
011 2 90 111 2 270
90
0180
270
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
39/68
Exemple de constelaii
39
0
90
180
270
0
90
180
270
0
90
180
270
QPSK QAM-16
QAM-64
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
40/68
Exerciiu
Se consider o linie cu o capacitate de 2400 baud. Ci bii de date
pot fi trimii pe secund dac se folosete QAM -16 pentrumodulare? R: Sunt folosite 16 puncte de constelaie pentru a trimite 4 bii
per simbol, ceea ce nseamn:
40
0
90
180
270
4 2400 = 9600
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
41/68
Modem
MOdulator/DEModulator
41
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
42/68
Cursul 1
Multiplexare
FDM WDM TDM
Exemplu: DSL
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
43/68
Multiplexare
Const n gruparea mai multor fluxuri de date ntr -un singursemnal peste un singur mediu partajat
Analogic FDM frequency division multiplexing WDM wavelength division multiplexing (mediu optic)
Digital
TDM time division multiplexing
43
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
44/68
Multiplexare - FDM
44
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
45/68
Multiplexare - WDM
45
l l
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
46/68
Multiplexare - TDM
46
Li ii l f i
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
47/68
Linii telefonice
47
Hi h S d Di i l A DSL
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
48/68
High Speed Digital Access: DSL
48
Digital Subscriber Line
ADSL Asymmetric DSL: destinat utilizatorilor; nepotrivit pentrumediu business Asymmetric reprezint faptul c mai mult din limea de band
se folosete pentru trafic spre utilizator
Limea de band poate ajunge la 1.1 MHz
ADSL (2)
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
49/68
ADSL (2)
49
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
50/68
Cursul 1
Medii de transmisie
Cablu coaxial Cablu torsadat Fibr optic
Wireless
M dii d t i i
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
51/68
Medii de transmisie
Cu fir (ghidat)
Cablu coaxial Cablu torsadat (twisted-pair cable)
UTP STP / FTP ScTP
Fibr optic Multimode Singlemode
Fr fir (neghidat)
Unde radio Microunde Infraroii
51
C bl i l
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
52/68
Cablu coaxial
52
50
50
75
Impedance
Thick EthernetRG-11
Thin EthernetRG-58
Cable TVRG-59
UseCategory
C bl t d t
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
53/68
Cablu torsadat
53
Categorii de cabl torsadat
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
54/68
Categorii de cablu torsadat
Categorie Frecven Vitez Standard
Cat 1 1Mbps Telefonia clasic
Cat 2 4Mbps Transmisiuni seriale
Cat 3 16MHz10 Mbps
100 Mbps
TokenRing10BaseT
100BaseT4
Cat 4 20MHz16 Mbps
100 Mbps
TokenRing10BaseT
100BaseT4
Cat 5 100MHz 10 Mbps100 Mbps
TokenRing,10BaseT
100BaseTX
Cat 5e 155MHz10 Mbps
100 Mbps1 Gbps
10BaseT,100BaseTX,1000BaseT
Cat 6 250MHz100Mbps
1 Gbps100BaseTX1000BaseT
Cat 6a 500MHz 10 Gbps 10GBaseT
Cat 7 625MHz 10 Gbps 10GbaseT
Cat 8 1200Mhz 10 Gbps 10GbaseT
54
Cablri twisted pair: Straight through
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
55/68
Cablri twisted -pair: Straight-through
55
TIA/EIA-568B TIA/EIA-568A
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
56/68
Cablri twisted pair: Rollover
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
57/68
Cablri twisted -pair: Rollover
57
TIA/EIA-568B TIA/EIA-568A
Fibr optic
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
58/68
Fibr optic
58
Fibr optic (2)
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
59/68
Fibr optic (2)
59
7/125
100/125
62.5/125
50/125
Type
7
100
62.5
50
Core
Single-mode125
Multimode, graded-index
125
Multimode, graded-index
125
Multimode, graded-index125
ModeCladding
Fibr optic (3)
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
60/68
Fibr optic (3)
60
Wireless
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
61/68
Wireless
61
Spectrul electomagnetic
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
62/68
Spectrul electomagnetic
Unde radio comunicaii multicast: radio si televiziune
Microunde comunicaii unicast: telefoane mobile, reele desatelii, Wireless LAN Infraroii transmisii pe distan scurt
62
Radio Infrared UVMicrowave
f(Hz)
FM
Coax
Satellite
TV
AM Terrestrial microwave
Fiber optics
X ray
10 0
10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 11 10 12 10 13 10 14 10 15 10 16
10 2 10 6 10 8 10 10 10 12 10 14 10 16 10 18 10 20 10 22 10 2410 4
Gamma ray
Probleme la transmisie
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
63/68
Probleme la transmisie
63
Atenuare Soluie: Repetor
Crosstalk Soluie: Torsadare
Zgomot Soluie: Ecranare
Media converter
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
64/68
Media converter
64
Electric - electric
Electric - optic
Electric - wireless
Repetor
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
65/68
Repetor
65
Repetor electric
Repetor optic
Repetor wireless
Performana unei reele
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
66/68
Performana unei reele
Throughput Cantitatea de date transmise n unitatea de timp Uniti de msur:
KB = 210 bytes Mbps = 10 6 bits per second
Latena Timpul necesar pentru ca un semnal (sau bit) s ajung din punctul A n
punctul B one-way vs round-trip time (RTT) Componente:
Timpul de propagare Latena introdus de echipamente
66
Cuvinte cheie
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
67/68
Atenuare
MAN
Laten
Modem
WAN
LAN
Stiv deprotocoale
Wireless
Cuvinte cheie
Reea decalculatoare
SwitchHub
Router
Plac dereea
Repetor
Semnalanalogic
Semnaldigital
Cablu
torsadat
Modulare
Cablucoaxial
Fibroptic
Bandwidth
MultiplexareZgomot
Crosstalk
Dispozitivede reea
Medii detransmisie
Throughput
The End
7/24/2019 Cursul 01 - Introducere. Mediul Fizic.
68/68
The End
?