Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 1

Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 1Mô hình tham chiếu Open System Interconnect (OSI) là một mô hình được phát triển bởi Open System Interconnect (OSI), đây là mô hình mô tả cách dữ liệu từ một ứng dụng trên máy tính được truyền đến một ứng dụng trên máy tính khác như thế nào. Mô hình tham chiếu OSI gồm có 7 lớp, mỗi lớp giữ các chức năng mạng khác nhau. Mỗi một chức năng của một mạng có thể được gán với một hoặc có thể một cặp lớp liền kề, của 7 lớp...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 1 Phần cứng trong mô hình tham chiếu OSI: Lớp 1Mô hình tham chiếu Open System Interconnect (OSI) là một mô hìnhđược phát triển bởi Open System Interconnect (OSI), đây là mô hìnhmô tả cách dữ liệu từ một ứng dụng trên máy tính được truyền đến mộtứng dụng trên máy tính khác như thế nào. Mô hình tham chiếu OSI gồmcó 7 lớp, mỗi lớp giữ các chức năng mạng khác nhau. Mỗi một chức năngcủa một mạng có thể được gán với một hoặc có thể một cặp lớp liền kề, của7 lớp này và có quan hệ độc lập với các lớp khác. Sự độc lập này có nghĩarằng một lớp không này không cần biết sự bổ sung của lớp kế cận là gì, chỉđơn thuần truyền thông với nó. Đây là một ưu điểm lớn của mô hình thamchiếu OSI và là một trong các lý do chính tại sao nó lại trở thành một trongnhững mô hình kiến trúc được sử dụng rộng rãi nhất cho truyền thông giữacác máy tính.7 lớp của mô hình tham chiếu OSI được thể hiện như trong hình 1 bên dưới:  Application - ứng dụng  Presentation – trình diễn  Session - phiên  Transport – truyền tải  Network – mạng  Data link – liên kết dữ liệu  Physical – vật lýHình 1: Sơ đồ của các lớp trong mô hình tham chiếuTrong một vài bài tiếp theo chúng tôi sẽ giới thiệu về mỗi lớp trong mô hìnhvà phần cứng mạng liên quan đến lớp đó. Trong bài này, như những gì cácbạn có thể đoán được sau khi đọc tiêu đề, chúng tôi sẽ giới thiệu đến lớp 1,đó là lớp vật lý.Nhiều người có thể cho rằng tất cả phần cứng mạng đều thuộc về lớp vật lý,họ hoàn toàn sai. Nhiều thiết bị phần cứng mạng có thể thực hiện các chứcnăng thuộc về các lớp cao hơn. Cho ví dụ, router mạng thực hiện các chứcnăng định tuyến thuộc về lớp mạng (network).Vậy lớp vật lý gồm có những gì? Lớp vật lý bao gồm việc truyền tải các tínhiệu trong môi trường từ máy tính này đến máy tính khác. Lớp này gồm cócác chi tiết kỹ thuật về các đặc tính điện và cơ như: mức điện áp, định thờitín hiệu, tốc độ dữ liệu, độ dài truyền tải lớn nhất và các kết nối vật lý củathiết bị mạng. Để một thiết bị hoạt động chỉ trong lớp vật lý, nó sẽ không cóbất kỳ kiến thức nào về dữ liệu mà nó truyền tải. Một thiết bị lớp vật lý chỉtruyền tải hoặc nhận dữ liệu một cách đơn giản.Có 4 chức năng chính của lớp vật lý. Các chức năng đó là:  Định nghĩa của các chi tiết kỹ thuật phần cứng  Mã hóa và tín hiệu hóa  Phát và thu dữ liệu  Thiết kế mạng vật lý và topo mạngCác định nghĩa của chi tiết kỹ thuật phần cứngMỗi mẩu phần cứng trong một mạng sẽ có rất nhiều các chi tiết kỹ thuật.Các chi tiết kỹ thuật này gồm có các thành phần như độ dài lớn nhất của cáp,độ rộng của cáp và sự bảo vệ xuyên nhiễu điện từ thậm chí cả sự linh động.Một lĩnh vực khác nữa của các chi tiết kỹ thuật phần cứng là các kết nối vậtlý. Nó gồm có cả hình thù và kích cỡ của các kết nối cũng như số chân vàlayout nếu thích hợp.Mã hóa và tín hiệu hóaMã hóa và tín hiệu hóa là phần rất quan trọng của lớp vật lý. Quá trình nàycó thể khá phức tạp. Ví dụ, chúng ta hãy xem Ethernet. Hầu hết mọi ngườiđều biết rằng tín hiệu được gửi là “1” và “0” bằng cách sử dụng mức điện ápthấp và cao tương ứng với hai trạng thái trên. Điều này quả thực có lợi chomột số mục đích dạy học, tuy nhiên nó hoàn toàn không đúng. Tín hiệu trênEthernet được gửi bằng sử dụng mã hóa Manchester. Điều này có nghĩa là“1” và “0” được phát là rise (gò lên) và fall (gò xuống) trong tín hiệu. Hãycho phép chúng tôi giải thích thêm.Nếu bạn gửi các tín hiệu trên một cáp, mức điện áp cao thể hiện “1” và mứcđiện áp thấp thể hiện “0” thì phía đầu thu cũng sẽ cần biết mẫu tín hiệu đó.Điều này được thực hiện bởi một xung tín hiệu clock được phát đi. Phươngpháp này được gọi là mã Non-return to Zero (NRZ), mã này có một sốnhược điểm khá nghiêm trọng. Đầu tiên nếu nhóm tín hiệu xung clock vớitín hiệu phát đi thì sẽ có hai tín hiệu. Nếu bạn không muốn phát tín hiệuclock thì có thể nhóm một clock trong trong một máy nhận nhưng phải gầnđồng bộ hoàn hảo với clock phía phát. Chúng ta hãy giả định bạn có thểđồng bộ hóa các clock (thường thực hiện rất khó vì tốc độ truyền tải rất lớn)thì vẫn có vấn đề trong việc giữ đồng bộ khi có một khoảng dài các bít giốngnhau được phát; nó là các quá độ giúp đồng bộ hóa các clock.Những hạn chế của mã NRZ có thể được khắc phục bằng công nghệ đưa ravào những năm 40 tại Đại học Manchester, tại Manchester, Vương quốcAnh. Mã Manchester kết hợp tín hiệu clock với tín hiệu dữ liệu. Khôngnhững tăng băng tần tín hiệu, nó cũng làm cho việc truyền tải dữ liệu dễdàng hơn và tin cậy hơn.Tín hiệu được mã hóa Manchester sẽ phát dữ liệu như các góc lên và xuống.Góc hiện diện là “1” và “0” cần phải được quyết định trước nhưng cả hai cầnphải xem xét các tín hiệu được mã hóa Manchester. Các chuẩn Ethernet vàIEEE sử dụng góc lên là mức logic “1”. Mã Manchester ban đầu sử dụnggóc xuống là mức logic “1”.Một tình huống mà bạn có thể nghĩ về nó ...