La confiabilidad se refiere a la exactitud de la información recibida, que es un símbolo de la calidad de la información transmitida por el sistema de comunicación. El indicador para medir la confiabilidad del sistema de comunicación digital se puede expresar mediante la probabilidad de error de señal durante la transmisión, es decir, se mide por la tasa de error. Cuanto mayor sea la tasa de error, peor será la confiabilidad del sistema. La tasa de error generalmente se expresa de las dos maneras siguientes. (1) Tasa de error de bit P. La tasa de error de bits se refiere a la proporción del número de símbolos que tienen errores durante la transmisión con respecto al número total de símbolos transmitidos. Para ser más precisos, la tasa de error de bits es la probabilidad de que los símbolos se transmitan incorrectamente en el sistema de transmisión. Se puede expresar como P mediante expresión. = número de símbolos de error recibidos/número total de símbolos transmitidos (2) Tasa de error P. La tasa de error se refiere a la proporción de la cantidad de información que tiene errores durante el proceso de transmisión con respecto a la cantidad total de transmisión de información. En otras palabras, es la cantidad de información del elemento de código que es. Probabilidad perdida en el sistema de transmisión. La expresión se puede expresar como P.=Número de información errónea/Número total de información transmitida La efectividad y confiabilidad del sistema de comunicación están interrelacionadas y se restringen mutuamente. La confiabilidad del sistema se puede mejorar reduciendo la efectividad, o. viceversa.

La comunicación simplex significa que la información transmitida es siempre en una dirección y no en la dirección opuesta. Como se muestra en la Figura 2-10a, suponiendo que A es el terminal emisor y B es el terminal receptor, los datos sólo se pueden transmitir de A a B, pero no de B a A. Las líneas de comunicación simplex generalmente utilizan un sistema de dos hilos, como la transmisión de señales de radio y televisión.

La comunicación semidúplex significa que el flujo de información se puede transmitir en ambas direcciones, pero está limitado a una dirección a la vez. Como se muestra en la figura 2-10b, la información se puede transmitir de A a B o de B a A, por lo que ambas partes que se comunican tienen transmisores y receptores. Para lograr una comunicación bidireccional, se debe cambiar la dirección del canal. La comunicación semidúplex utiliza una línea de dos hilos. Cuando la estación A envía información a la estación B, la estación A conecta el transmisor al canal y la estación B conecta el receptor al canal y cuando la estación B envía información a la estación A, la estación. B desconectará el receptor del canal y conectará el transmisor al canal. La estación A también desconectará el transmisor del canal y conectará el receptor al canal. Este método de conversión en un canal para lograr comunicación en dos direcciones, A→B y B→A, se denomina comunicación semidúplex. La comunicación semidúplex se utiliza a menudo en las comunicaciones de datos industriales. Por ejemplo, los walkie-talkies utilizan este método de comunicación para transmitir información.

La comunicación full-duplex significa que el sistema de comunicación puede realizar una comunicación bidireccional al mismo tiempo, como se muestra en la Figura 2-10c. Equivale a combinar dos métodos de comunicación simplex en direcciones opuestas. Este método se utiliza a menudo para la comunicación entre computadoras. Por ejemplo, EIA-232 y EIA-422 utilizan comunicación full-duplex.

①Redundancia Una forma sencilla de implementar la verificación de errores es enviar datos redundantes. ②Loopback Loopback se utiliza en sistemas de comunicación donde los operadores ingresan datos manualmente desde el teclado. ③Codificación técnica exacta Cuando se utiliza una codificación técnica precisa, el número de unos en cada carácter es el mismo. ④Comprobación de paridad La comprobación de paridad se utiliza a menudo para comprobar errores en las comunicaciones. ⑤ Encuentre la suma de verificación. Este método de verificación de errores consiste en encontrar un byte de verificación de errores en los datos de comunicación. ⑥ Verificación de redundancia cíclica (CRC) La verificación de redundancia cíclica realiza una operación de división en la secuencia de transmisión y agrega el resto de la operación de división al final de la información de transmisión.

El método CRC trata la secuencia de bits de datos que se enviará como el coeficiente de un polinomio f (x) y utiliza el polinomio generador G (x) acordado previamente por el remitente y el receptor para eliminarlo en el remitente y obtener un polinomio restante. . El polinomio restante se suma al polinomio de datos antes de enviarlo al extremo receptor. El extremo receptor utiliza el mismo polinomio generador G(x) para dividir el polinomio de datos recibidos f(x) para obtener el polinomio restante del cálculo. Si el polinomio restante calculado es el mismo que el polinomio restante recibido, significa que no hay error en la transmisión; si el polinomio restante calculado no es igual al polinomio restante recibido, significa que hay un error en la transmisión y el El remitente reenviará los datos hasta que sean correctos. El principio de funcionamiento básico de CRC se muestra en la Figura 2-11.

La capa física se ocupa del flujo de bits sin procesar transmitido a través de la comunicación. El diseño debe garantizar que cuando una parte envía un "1" binario, la otra parte recibe un "1" en lugar de un "0".

La tarea principal de la capa de enlace de datos es mejorar la función de la capa física en la transmisión de bits originales, lo que se refiere a proporcionar una línea libre de errores a la capa de red.

La capa de red controla el funcionamiento de la relación de conexión entre subredes. Una de las cuestiones clave es determinar cómo enrutar los paquetes desde el origen al destino. El enrutamiento puede utilizar una tabla de enrutamiento estática fija en la red o puede determinarse al comienzo de cada sesión. También puede determinar el enrutamiento para cada paquete con un alto grado de flexibilidad en función de la condición de carga actual de la red. Si aparecen demasiados paquetes en una subred al mismo tiempo, bloquearán las rutas de los demás y formarán un cuello de botella. Este tipo de control de congestión también está dentro del alcance de la capa de red. Cuando los paquetes tienen que cruzar una red para llegar a su destino, surgen nuevos problemas: la segunda red puede abordarse de una manera completamente diferente a la primera red; es posible que la segunda red no pueda recibir el paquete porque es demasiado largo; Los protocolos utilizados por cada red también pueden ser diferentes. La capa de red debe abordar estos problemas para que puedan interconectarse redes heterogéneas.

La función básica de la capa de transporte es recibir datos de la capa de sesión. Cuando es necesario, se divide en unidades más pequeñas y se pasa a la capa de red, para garantizar que cada información llegue a la otra parte sea correcta y estas tareas deben completarse de manera eficiente. En cierto sentido, la capa de transporte hace que la capa de sesión sea inmune a los cambios en la tecnología del hardware.

La capa de sesión permite a los usuarios de diferentes máquinas establecer relaciones de sesión. La capa de sesión permite la transmisión de datos ordinarios similares a la capa de transporte y proporciona sesiones de servicio mejoradas útiles para determinadas aplicaciones. También se puede utilizar para iniciar sesión de forma remota en un sistema de tiempo compartido o transferir archivos entre dos máquinas.

La capa de presentación realiza ciertas funciones Dado que estas funciones se solicitan con frecuencia, la gente quiere encontrar una solución universal en lugar de dejar que cada usuario las implemente. Vale la pena mencionar que las capas debajo de la capa de presentación solo se ocupan de la transmisión confiable de flujos de bits, mientras que la capa de presentación se ocupa de la sintaxis y la semántica de la información transmitida.

La capa de aplicación contiene una gran cantidad de protocolos requeridos por los usuarios. Por ejemplo, hay cientos de señales de terminales incompatibles en el mundo y desea que un programa de edición de pantalla completa funcione en muchos tipos diferentes de terminales en la red, cada uno con diferentes formatos de pantalla, códigos de escape para insertar y eliminar secuencias de texto, movimiento del cursor, etc. La dificultad se puede imaginar. Una forma de resolver este problema es definir un terminal virtual de red abstracto (NetworkVirtualTerminal), al que se orientan el programa de edición y todos los demás programas. Para cada tipo de terminal, se escribe una pieza de software para asignar el terminal virtual de la red al terminal real.

Todos estos requisitos para lograr conexiones fluidas entre múltiples redes han llevado al surgimiento de redes de conmutación de paquetes basadas en interconexiones sin conexión. Esta capa se llama Capa de Internet y es una parte clave de toda la arquitectura. Su función es permitir que el host envíe paquetes a cualquier red y los transmita de forma independiente al destino. El orden en que llegan estos paquetes puede ser diferente de los datos enviados, por lo que las capas superiores deben ordenar los paquetes si es necesario enviarlos y recibirlos en orden.

En el modelo de referencia TCP/I, la capa situada encima de la capa de Internet suele denominarse capa de transporte. Su función es permitir que entidades pares en los hosts de origen y de destino realicen conversaciones, que es lo mismo que la capa de transporte del modelo de referencia OSI. Aquí se definen dos protocolos de extremo a extremo (1) El primero es el Protocolo de control de transmisión (TCP), que es un protocolo orientado a la conexión que permite que un flujo de bytes enviado desde una máquina se envíe a Internet sin errores. otras máquinas. Divide el flujo de bytes de entrada en segmentos de mensajes y los pasa a la capa de Internet. En el extremo receptor, el proceso de recepción TCP vuelve a ensamblar los mensajes recibidos en un flujo de salida. TCP también maneja el control de flujo para evitar que un remitente rápido envíe demasiados paquetes a un receptor lento para que los maneje el receptor. (2) El segundo protocolo es el Protocolo de datagramas de usuario (UDP), que es un protocolo sin conexión no confiable y se utiliza para aplicaciones que no requieren las capacidades de clasificación y control de flujo de TCP para completar estas funciones por sí mismas.

El modelo de referencia TCP/IP no tiene una capa de sesión ni una capa de presentación. Por encima de la capa de transporte está la capa de aplicación, que contiene todos los protocolos de alto nivel. Los primeros introducidos fueron el Protocolo de terminal virtual (Telnet), el Protocolo de transferencia de archivos (FTP) y el Protocolo simple de correo electrónico (SMTP). El protocolo de terminal virtual permite a los usuarios de una máquina iniciar sesión y trabajar en una máquina remota. Los protocolos de transferencia de archivos proporcionan una forma eficaz de transferir datos de una máquina a otra. Originalmente, el protocolo de correo electrónico era solo una transferencia de archivos, pero luego se propusieron protocolos especializados para ello. Se han agregado muchos protocolos a lo largo de los años, como el Servicio de nombres de dominio (DNS) para asignar nombres de host a direcciones de red; el Protocolo de transferencia de noticias en red (NNTP) para entregar artículos de noticias y el Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP), que se utiliza para llegar a casa; páginas en la World Wide Web, etc.

No hay nada debajo de la capa de Internet. El modelo de referencia TCP/IP realmente no describe esta parte, excepto que el host debe usar algún tipo de protocolo para conectarse a la red y poder pasar paquetes a través de ella. Este protocolo no está definido y varía de un host a otro y de una red a otra.

Hay tres algoritmos de retroceso de insistencia de CSMA El primer tipo: no adherirse a CSMA. Si el medio está libre enviar; si el medio está ocupado esperar un rato. tiempo de la máquina, repita el primer paso. Segundo tipo: 1-Adherirse a CSMA. Si el medio está inactivo, envíe; si el medio está ocupado, continúe escuchando hasta que el medio esté inactivo y envíe inmediatamente si ocurre un conflicto, espere un período de tiempo aleatorio y repita el primer paso; El tercer tipo: P-Adherirse a CSMA. Si el medio está inactivo, enviará con una probabilidad de P, o escuchará después de un retraso de una unidad de tiempo con una probabilidad de 1-P. Esta unidad de tiempo es igual al retraso máximo de propagación si el medio está ocupado; , continuará escuchando hasta que el medio esté inactivo y repetirá el primer paso.

Token Ring es un método de control de acceso utilizado en las LAN en anillo. Los tokens se transmiten continuamente en el anillo de la red. Solo el sitio que posee este token tiene derecho a enviar mensajes al anillo, mientras que otros sitios solo pueden recibir mensajes. Una vez que un nodo completa el envío, entregará el token al siguiente sitio de la red. Si el siguiente sitio no envía un mensaje, pasará inmediatamente el token al siguiente sitio en orden, de modo que el token represente el derecho a enviar. Bucle continuo en el canal del anillo. Cada nodo en el anillo puede tener la oportunidad de enviar mensajes, y solo un nodo puede usar el anillo para transmitir mensajes en cualquier momento, por lo que se garantiza que no ocurrirán conflictos de acceso en el anillo.

Time Division Malfiplexing (TDM) preasigna un período de tiempo específico para cada nodo para que cada nodo pueda ocupar el bus durante este período. La forma en que varios nodos ocupan el bus en orden de tiempo dividido se denomina multiplexación. Por ejemplo, supongamos que los nodos A, B, C y D ocupen el bus en el orden 1, 2, 3 y 4 respectivamente. Si se puede estimar de antemano el tiempo que cada nodo ocupará el bus, el tiempo de comunicación requerido o el número de bytes de mensajes a transmitir, se puede calcular con precisión el período del ciclo entre cada nodo que ocupa el bus dos veces. Esto es útil para controlar aplicaciones de red para cumplir con ciertos requisitos entre superficies. La multiplexación por división de tiempo se divide en dos tipos: multiplexación por división de tiempo síncrona y multiplexación por división de tiempo asíncrona. Los significados de "sincronización" y "asíncrono" aquí son diferentes de los conceptos anteriores de sincronización en sincronización de bits y sincronización de tramas. La multiplexación por división de tiempo síncrona se refiere a asignar el mismo tiempo a cada nodo, independientemente de la cantidad de comunicación que cada dispositivo necesita para comunicarse. Siempre que llega el intervalo de tiempo asignado a un nodo, el nodo puede enviar datos. Si el nodo no tiene datos para enviar en este momento, el medio de transmisión está vacío durante el intervalo de tiempo. Esto significa que la estrategia de asignación promedio de multiplexación por división de tiempo síncrona puede provocar un desperdicio de recursos de comunicación y no puede utilizar eficazmente toda la capacidad del enlace.

El acceso múltiple en el dominio del tiempo concurrente (CTDMA) es una de las tecnologías características utilizadas en las comunicaciones del sistema de red ControlNe. El acceso múltiple en el dominio del tiempo paralelo es una función completada por la capa física y la capa de enlace de datos en el sistema de comunicación. El acceso múltiple paralelo en el dominio del tiempo se basa en el modelo de comunicación productor/consumidor. El generador de datos del mensaje (fuente de datos) actúa como productor en este modelo de comunicación, y el nodo que toma estos datos de la red se llama consumidor. Los mensajes enviados por acceso múltiple en el dominio de tiempo paralelo se identifican por el contenido. Cuando un nodo recibe datos, solo necesita identificar el identificador específico (Identificador) asociado con este mensaje. El paquete de datos ya no requiere una dirección de destino y los datos. La fuente solo necesita Los datos deben enviarse una vez. Múltiples nodos que necesitan los datos obtienen simultáneamente datos de mensajes del mismo productor de la red identificando este identificador en la red, por lo que se denomina acceso múltiple en el dominio del tiempo paralelo.