Утверждаю Лист утверждений

__________________ Галкин В.А.

«___»_________2011г.

Расчетно-пояснительная записка

«Локальная безадаптерная сеть»

по курсу «Сетевые технологии»

Исполнители:

Белоус К.С. ИУ5-74,

Искусков А.О. ИУ5-74,

Игумнова Т.Н. ИУ5-74

Москва, 2011

Оглавление

1. Введение 3

2. Требования к программе 3

3. Определение структуры программного продукта 3

4. Физический уровень 3

5. Канальный уровень 11

5.1. Функции канального уровня 11

5.2. Протокол связи 11

5.3. Защита передаваемой информации 11

5.4. Циклическое кодирование 12

5.5. Передача данных 13

5.6. Форматы кадров 13

6. Прикладной уровень 15

1.Введение

Данная программа, выполненная в рамках курсовой работы по предмету «Сетевые технологии», предназначена для пересылки текстовых файлов между соединёнными с помощью интерфейса RS232C компьютерами.

2.Требования к программе

Пpогpаммное изделие выполняется на С# под упpавлением MS Windows.

Для pаботы пpогpаммы тpебуются 2 ПЭВМ типа IBM PC AT (/XT), соединенные нульмодемным кабелем через интерфейс RS-232C.

Важно, чтобы пользователь обладал правами администратора в ОС Windows на ПЭВМ.

3.Определение структуры программного продукта

См. Схему «Структурная схема программы»

4.Физический уровень

4.1. Интерфейс RS-232C

Интерфейс RS232C описывает несимметричный интерфейс, работающий в режиме последовательного обмена двоичными данными. Интерфейс поддерживает как асинхронный, так и синхронный режимы работы.

Последовательная передача данных означает, что данные передаются по единственной линии. При этом биты байта данных передаются по очереди с использованием одного провода. Интерфейс называется несимметричным, если для всех цепей обмена интерфейса используется один общий возвратный провод — сигнальная «земля».

Интерфейс RS-232C предназначен для подключения аппаратуры, передающей или принимающей данные к оконечной аппаратуре каналов данных. В роли аппаратуры передачи данных может выступать компьютер, принтер, плоттер и другое периферийное оборудование. Этой аппаратуре соответствует аббревиатура DTE - Data Terminal Equipment. В роли аппаратуры каналов данных обычно выступает модем. Этой аппаратуре соответствует аббревиатура DCE - Data Communication Equipment. Конечной целью подключения является соединение двух устройств DTE, полная схема соединения приведена на рис. 1а. Интерфейс позволяет исключить канал удаленной связи вместе с парой устройств DCE (модемов), соединив устройства непосредственно с помощью нуль-модемного кабеля (рис. 1б.).

Рис. 1. Соединение по RS-232C. а - полная схема соединения;
б - соединение через нуль-модемный кабель.

Стандарт описывает управляющие сигналы интерфейса, пересылку данных, электрический интерфейс и типы разъемов. Стандарт описывает асинхронный и синхронный режимы обмена, но COM - порты поддерживают только асинхронный режим.

4.2. Физические параметры интерфейса RS-232C.

Стандарт RS-232C регламентирует типы применяемых разъемов, что обеспечивает высокий уровень совместимости аппаратуры различных производителей. На аппаратуре DTE (в том числе, и на COM-портах PC) принято устанавливать вилки (male - "папа") DB25-P или DB9-P. Девятиштырьковые разъемы не имеют контактов для дополнительных сигналов, необходимых для синхронного режима.

В случае когда аппаратура DTE соединяется без модемов ("Короткозамкнутая петля"), то разъемы устройств (вилки) соединяются между собой нуль-модемным кабелем (Zero modem или Z-modem), имеющим на обоих концах розетки, контакты которых соединяются перекрестно схеме, приведенной на рис. 2.

Рис. 2. Полный нуль-модемный кабель.

В таблице 1 приведено назначение контактов разъемов COM-прортов (и любой другой аппаратуры DTE). Назначение контактов разъема DB9S (рис. 3) определено стандартом EIA/TIA-574.

Таблица 1. Разъемы и сигналы интерфейса RS-232C.

Рис. 3. Назначение контактов разъема DB9.

Нормальную последовательность управляющих сигналов для случая подключения модема к COM-порту иллюстрирует рис. 4.

Рис. 4. Последовательность управляющих сигналов интерфейса

1. Установкой DTR компьютер указывает на желание использовать модем.

2. Установкой DSR модем сигнализирует о своей готовности и установлении соединения.

3. Сигналом RTS компьютер запрашивает разрешение на передачу и заявляет о своей готовности принимать данные от модема.

4. Сигналом CTS модем уведомляет о своей готовности к приему данных от компьютера и передаче их в линию.

5. Снятием CTS модем сигнализирует о невозможности дальнейшего приема (например, буфер заполнен) — компьютер должен приостановить передачу данных.

6. Сигналом CTS модем разрешает компьютеру продолжить передачу (в буфере появилось место).

7. Снятие RTS может означать как заполнение буфера компьютера (модем должен приостановить передачу данных в компьютер), так и отсутствие данных для передачи в модем. Обычно в этом случае модем прекращает пересылку данных в компьютер.

8. Модем подтверждает снятие RTS сбросом CTS.

9. Компьютер повторно устанавливает RTS для возобновления передачи.

10. Модем подтверждает готовность к этим действиям.

11. Компьютер указывает на завершение обмена.

12. Модем отвечает подтверждением.

13. Компьютер снимает DTR, что обычно является сигналом на разрыв соединения (“повесить трубку”).

14. Модем сбросом DSR сигнализирует о разрыве соединения.

4.3. Асинхронная передача данных.

Асинхронный режим передачи является байт-ориентированным (символьно-ориентированным): минимальная пересылаемая единица информации — один байт (один символ). Формат посылки байта иллюстрирует рис. 5. Передача каждого байта начинается со старт-бита, сигнализирующего приемнику о начале посылки, за которым следуют биты данных и, возможно, бит четности (Parity). Завершает посылку стоп-бит, гарантирующий паузу между посылками. Старт-бит следующего байта посылается в любой момент после стоп-бита, то есть между передачами возможны паузы произвольной длительности. Старт-бит, имеющий всегда строго определенное значение (логический 0), обеспечивает простой механизм синхронизации приемника по сигналу от передатчика. Подразумевается, что приемник и передатчик работают на одной скорости обмена. Внутренний генератор синхронизации приемника использует счетчик-делитель опорной частоты, обнуляемый в момент приема начала старт-бита. Этот счетчик генерирует внутренние стробы, по которым приемник фиксирует последующие принимаемые биты. В идеале стробы располагаются в середине битовых интервалов, что позволяет принимать данные и при незначительном рассогласовании скоростей приемника и передатчика. Очевидно, что при передаче 8 бит данных, одного контрольного и одного стоп-бита предельно допустимое рассогласование скоростей, при котором данные будут распознаны верно, не может превышать 5 %. С учетом фазовых искажений и дискретности работы внутреннего счетчика синхронизации реально допустимо меньшее отклонение частот. Чем меньше коэффициент деления опорной частоты внутреннего генератора (чем выше частота передачи), тем больше погрешность привязки стробов к середине битового интервала, и требования к согласованности частот становятся более строгие. Чем выше частота передачи, тем больше влияние искажений фронтов на фазу принимаемого сигнала. Взаимодействие этих факторов приводит к повышению требований к согласованности частот приемника и передатчика с ростом частоты обмена.

Рис. 5. Формат асинхронной передачи RS-232C

Из рисунка видно, что исходное состояние линии последовательной передачи данных - уровень логической 1. Это состояние линии называют отмеченным — MARK. Когда начинается передача данных, уровень линии переходит в 0. Это состояние линии называют пустым — SPACE. Если линия находится в таком состоянии больше определенного времени, считается, что линия перешла в состояние разрыва связи — BREAK.

Стартовый бит START сигнализирует о начале передачи данных. Далее передаются биты данных, вначале младшие, затем старшие.

Контрольный бит формируется на основе правила, которое создается при настройке передающего и принимающего устройства. Контрольный бит может быть установлен с контролем на четность, нечетность, иметь постоянное значение 1 либо отсутствовать совсем.

Если используется бит четности P, то передается и он. Бит четности имеет такое значение, чтобы в пакете битов общее количество единиц (или нулей) было четно или нечетно, в зависимости от установки регистров порта. Этот бит служит для обнаружения ошибок, которые могут возникнуть при передаче данных из-за помех на линии. Приемное устройство заново вычисляет четность данных и сравнивает результат с принятым битом четности. Если четность не совпала, то считается, что данные переданы с ошибкой. Конечно, такой алгоритм не дает стопроцентной гарантии обнаружения ошибок. Так, если при передаче данных изменилось четное число битов, то четность сохраняется, и ошибка не будет обнаружена. Поэтому на практике применяют более сложные методы обнаружения ошибок.

В самом конце передаются один или два стоповых бита STOP, завершающих передачу байта. Затем до прихода следующего стартового бита линия снова переходит в состояние MARK.

Использование бита четности, стартовых и стоповых битов определяют формат передачи данных. Очевидно, что передатчик и приемник должны использовать один и тот же формат данных, иначе обмен будет невозможен.