Физический уровень

Физический уровень (англ. physical layer) — нижний уровень модели, который определяет метод передачи данных, представленных в двоичном виде, от одного устройства (компьютера) к другому. Составлением таких методов занимаются разные организации, в том числе: Институт инженеров по электротехнике и электронике, Альянс электронной промышленности, Европейский институт телекоммуникационных стандартов и другие. Осуществляют передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов.

На этом уровне также работают концентраторы, повторители сигнала и медиаконвертеры.

Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие виды сред передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232, RS-485, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI и BNC.

Протоколы физического уровня: IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, DSL, ISDN, SONET/SDH, 802.11 Wi-Fi, Etherloop, GSM Um radio interface, ITU и ITU-T, TransferJet, ARINC 818, G.hn/G.9960.

Стек протоколов TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol — протокол управления передачей) — набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает поверх протокола IP.

Стек протоколов TCP/IP основан на модели сетевого взаимодействия DOD и включает в себя протоколы четырёх уровней:

· прикладного (application),

· транспортного (transport),

· сетевого (network),

· канального (data link).

Протоколы этих уровней полностью реализуют функциональные возможности модели OSI. На стеке протоколов TCP/IP построено всё взаимодействие пользователей в IP-сетях. Стек является независимым от физической среды передачи данных.

Уровни стека TCP/IP

Существуют разногласия в том, как вписать модель TCP/IP в модель OSI, поскольку уровни в этих моделях не совпадают.

К тому же, модель OSI не использует дополнительный уровень — «Internetworking» — между транспортным и сетевым уровнями. Примером спорного протокола может быть ARP илиSTP.

Вот как традиционно протоколы TCP/IP вписываются в модель OSI:

Обычно в стеке TCP/IP верхние 3 уровня (прикладной, представительский и сеансовый) модели OSI объединяют в один — прикладной. Поскольку в таком стеке не предусматривается унифицированный протокол передачи данных, функции по определению типа данных передаются приложению. Упрощенно интерпретацию стека TCP/IP можно представить так:

10 Мбит/с Ethernet

• Ethernet 10Base-2 IEEE 802.3a Тонкий Ethernet

Способ подключения: один компьютер к другому, через T-коннектор установленный на сетевом адаптере, на кабеле должен быть BNC-коннектор. Требуется наличие терминаторов на каждом;

Скорость передачи данных: 10 Мбит/сек.;

Тип кабеля: тонкий коаксиальный, RG-58;

Макс. длина сегмента: 185 м.;

Технология морально устарела, практически не используется.

• Ethernet 10Base-5 IEEE 802.3 Толстый Ethernet

Скорость передачи данных: 10 Мбит/сек.;

Тип кабеля: толстый коаксиальный, RG-8 (с волновым сопротивлением 50 Ом);

Макс. длина сегмента: 500 м.;

Технология морально устарела, практически не используется.

• Ethernet 10Base-F IEEE 802.3j

Скорость передачи данных: 10 Мбит/сек.;

Тип кабеля: опто-волоконный;

Макс. длина линии связи: 2 км.;

Технология морально устарела, практически не используется.

• Ethernet 10Base-T IEEE 802.3i

Скорость передачи данных: 10 Мбит/сек.;

Тип кабеля: витая пара (две скрученные пары (4 провода) категории 3 или категории 5);

Максимальная длина линии связи: 100м.

100 Мбит / с Ethernet (Fast Ethernet)

• Ethernet 100Base-FX

Скорость передачи данных: 100 Мбит/с.;

Тип кабеля: опто-волоконный;

Тип волокна: многомодовое 62.5/125 1300 нм., на практике используется и одномодовое волокно при соответствующем активном оборудовании;

Макс. длина линии связи: 400 метров в полудуплексном режиме передачи данных, 2 км в дуплексном режиме;

Тип используемого разъема: SC, ST.

• Ethernet 100Base-T

Скорость передачи данных: 100 Мбит/с.;

Тип кабеля: витая пара;

Макс. длина сегмента: 100 м.;

Является общий термином для обозначения стандартов 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.

• Ethernet 100Base-T2

Скорость передачи данных: 100 Мбит/с.

Тип кабеля: витая пара категории 3 (используется только 2 пары, поддерживается дуплексный режим передачи);

Технология морально устарела, практически не используется.

• Ethernet 100Base-T4

Скорость передачи данных: 100 Мбит/сек.;

Тип кабеля: UTP, STP категории 3 и выше (используется все 4 пары, режим передачи данных - полудуплексный);

Макс. длина сегмента: 100 м.;

Тип разъема: RJ45/DB9;

Технология морально устарела, практически не используется.

• Ethernet 100Base-TX IEEE 802.3u

Скорость передачи данных: 100 Мбит/сек.;

Тип кабеля: UTP, STP категории 5 и выше (задействованы две пары, используется топология звезда);

Макс. длина сегмента: 100 метров;

Тип разъема: RJ45.

1000 Мбит/с Гигабит Ethernet

• Ethernet 1000Base-CX

Скорость передачи данных: 1000 Мбит/сек.;

Тип кабеля: STP волновым сопротивлением 150 Ом (специальный медный кабель, экранированная витая пара);

Макс. длина сегмента: 25 м.;

Тип разъема: DB 9;

Технология морально устарела, заменена стандартом 1000BASE-T.

• Ethernet 1000Base-LX IEEE 802.3z

Скорость передачи данных: 1000 Мбит/с.;

Тип кабеля: опто-волоконный;

Тип волокна: одномодовое 10/125 1310/1550 нм., многомодовое 50/125 1300 нм;.

Макс. длина линии связи: одномод формально 5000 м., реальная длина зависит от типа активного оборудования и может достигать 70 км и более), многомод 550 м.;

Тип разъема: SC, ST.

• Ethernet 1000Base-SX IEEE 802.3z

Скорость передачи данных: 1000 Мбит/с.;

Тип кабеля: опто-волоконный;

Тип волокна: многомодовое 50/125 850/1300 нм; 62.5/125 850/1300 нм.;

Максимальная длина линии связи: 550 м.;

Тип используемого разъема: SC, ST.

• Ethernet 1000Base-T IEEE 802.3ab

Скорость передачи данных: 1000 Мбит/с.(250 Мбит/с по одной паре, в передаче данных участвуют все 4 пары);

Тип кабеля: UTP категории 5 e и выше;

Максимальная длина сегмента: 100 м.;

Тип используемого разъема: RJ45.