3. Сетевой уровень служит главным образом для передачи потока данных. Он компетентен в выборе маршрута данных, мультиплексировании нескольких соединений на отдельных участках, обработке ошибок, управлении потоком данных между конечными пунктами соединения (не между приложениями).

2 Канальный уровень обеспечивает функционально законченную связь между двумя непосредственно соединенными станциями. Этот уровень ставит определенные рамки для транспортировки данных, распознавания ошибок и синхронизации данных по распоряжению. Информация разбивается на блоки конкретной длины, которые обозначаются кадрами данных и снабжаются контрольной информацией для распознавания и коррекции ошибок.

1. Физический уровень. Здесь происходит физическая передача данных. Этот уровень устанавливает электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи двух модулей (например, правило, модуляция, кабель, разъем, скорость передачи данных).

Данная модель удачно иллюстрируется с помощью примера, в котором правда только три уровня. Рассматривается научная дискуссия между двумя учеными из Аравии и Китая. Каждый из них говорит только на своем языке и переводчики, которые соответственно переводят с арабского языка на английский и с китайского на английский. Переводчики могут общаться по-английски. Появляются три уровня взаимодействия: 3. научный (дискуссия), 2. равенства языков (перевод на английский язык), 1. коммутации (передача с помощью технических средств).

В завершение приводятся примеры сетей (некомпьютерных), поясняющие разницу между коммутацией пакетов и коммутацией каналов: телефонная сеть, корреспонденция.

1. Логические структуры сетей

В этом разделе коротко речь идет о логических структурах сетей, т. е. о видах и способах соединения между собой отдельных станций.

Звездообразная топология . Все члены сети соединяются с центральным узлом. Непосредственная коммуникация участников друг с другом невозможна, каждая коммутация проходит через центральный узел.

Кольцевая топология . Нет центра, все станции равноправны. Каждый участник располагает одни единственным подключением к сети (узел) и через него соединяется со своими левым и правым партнерами. Передача информации происходит в одном направлении от узла к узлу.

Шинная топология . Нет центра и нет узлов. Соединение всех участников происходит через общий канал передачи.

Смешанная топология . Каждый участник соединяется с несколькими другими. Нет центра, и существует несколько независимых каналов передачи между двумя станциями.

2. Методы доступа

В этом разделе обзорно представлены различные методы доступа, причем протоколы не затрагиваются.

ALOHA . Основная идея проста: каждая станция должна посылать данные в любое время. Затем передающая станция ждет подтверждения по отдельному каналу обратной связи. При отправлении данных двумя станциями в одно и то же время произойдет коллизия: блок данных повредится, и подтверждения не будет. Если подтверждение получено, то возможна дальнейшая пересылка. В противном случае каждая передающая станция ждет некоторое время, которое определяется случайно.

CSMA / CD . Обозначает «курьер счетчика множественного доступа/поиск коллизий». Прежде чем станция посылает данные, она спрашивает сначала канал, чтобы установить, не происходит ли передача данных между другими станциями. Только при свободном канале начинается посылка данных, и во время пересылки он прослушивается, чтобы установить, встречаются ли коллизии со станцией, которая случайно начала передачу в то же время.

Token - Ring . Все компьютеры последовательно соединены и таким образом связаны в кольцо. В режиме «бездействия» (нет передачи данных) в сети циркулирует специальное сообщение, так называемый маркер (точнее свободный маркер). Этот маркер передается от одного компьютера к следующему. Компьютер, который завладел маркером, может посылать данные, присоединяя их к маркеру (занятый маркер). Блок данных будет передаваться от станции к станции, пока придет к адресату. Адресат проверит правильность данных и отпустит маркер.

Token - Bus . При методе Token-Bus доступ также регулируется передачей маркера, только сеть имеет шинную или древовидную топологию. Здесь организовано логическое кольцо.

3. Типы передачи

При передаче данных в локальных сетях используется в основном узкополосная передача. Передающий канал принимает два (иногда и три) состояния (уровня) в зависимости от передаваемого цифрового сигнала.

В территориальных сетях используется частично и модулированная передача, при этом цифровые значения высокочастотного сигнала модулируется.

В этом тексте рассматриваются только сети с узкополосной передачей. Используется кодировка, которая позволяет обратное получение тактов из сигнала. В локальных сетях приводятся главным образом три кода преобразования цифрового сигнала в аналоговый: 1) Ethernet – код Манчестера: в зависимости от смены состояний возможен переход в начало каждого бита («1» - переход от 0 к 1, «0» - переход от 1 к 0); 2) Token‑Ring – дифференцированный код Манчестера: переход в начало бита только при следующем «0»; 3) FDDI(стекловолокно) – код «не возвращать перевернутый ноль»: «0» - к началу битового периода смена состояния, «1» - без изменения уровня.

4. Ethernet

На сегодня Ethernet- широко распространенный стандарт для локальных сетей. Передача данных осуществляется с помощью метода CSMA/CD. Могут использоваться различные протоколы (TCP/IP, DECnet, IPX/SPX и др.). В качестве среды передачи данных используются: коаксиальный кабель сопротивлением в 50 Ом, витая пара, оптоволокно или другая среда. Скорость передачи данных обычно 10 Мб/с, но может быть и 100 Мб/с. Тип передачи данных – узкополосная. Максимальная длина всей сети - 2500 м.

Данные пересылаются в пакетах, т.е. разбиваются на кадры (Ethernet-кадры), к которым присоединяет управляющая информация в начале и информация для проверки ошибок в конце (циклический избыточный код). К сожалению нет унифицированных кадров данных, а исторически возникли условные кадры с различной структурой.

IEEE(Институт электрических и электронных проектов) разработал спецификацию для стандарта Ethernet, которую обозначают IEEE 802.3. В рамках этой спецификации развилось несколько топологий:

Год выпуска	Обозначение	Другое название
1982	10Base5	Желтый кабель, стандартный Ethernet
1983	10Base2	Дешевая сеть
1985	10Broad36	Широкополостный
1985	1Base5	Звездообразная ЛВС
1991	10BaseT	Витая пара
1993	10BaseF	Оптоволокно
1995	100BaseX	Быстрый Ethernet
1998 -	Гигабитный Ethernet

Обозначение в спецификации IEEE строится следующим образом:

- первое число – скорость передачи данных в Мб/с (10 МБ/с);

- Base или Broad – типы передачи, соответственно узкополосная или широкополосная;

- последнее число обозначает максимальную длину сегмента, выраженную в единицах по 100 метров (5 – 5 по 100 метров, т.е. 500 метров); буква показывает тип кабеля.

5. Среды передачи