OSI включает семь уровней. На рис. 1.5 показана модель взаимодействия двух устройств: узла источника (source) и узла назначения ( destination ). Совокупность правил, по которым происходит обмен данными между программно-аппаратными средствами, находящимися на одном уровне, называется протоколом . Набор протоколов называется стеком протоколов и задается определенным стандартом. Взаимодействие между уровнями определяется стандартными интерфейсами .


Рис. 1.5.

Взаимодействие соответствующих уровней является виртуальным , за исключением физического уровня, на котором происходит обмен данными по кабелям, соединяющим компьютеры. На рис. 1.5 приведены также примеры протоколов, управляющих взаимодействием узлов на различных уровнях модели OSI . Взаимодействие уровней между собой внутри узла происходит через межуровневый интерфейс , и каждый нижележащий уровень предоставляет услуги вышележащему.

Виртуальный обмен между соответствующими уровнями узлов A и B ( рис. 1.6) происходит определенными единицами информации. На трех верхних уровнях – это сообщения или данные (Data) , на транспортном уровне – сегменты (Segment) , на сетевом уровне – пакеты (Packet) , на канальном уровне – кадры (Frame ) и на физическом – последовательность битов.

Для каждой сетевой технологии существуют свои протоколы и свои технические средства, часть из которых имеет условные обозначения, приведенные на рис. 1.5 . Данные обозначения введены фирмой Cisco и стали общепринятыми. Среди технических средств физического уровня следует отметить кабели, разъемы, повторители сигналов (repeater) , многопортовые повторители или концентраторы (hub), преобразователи среды (transceiver) , например, преобразователи электрических сигналов в оптические и наоборот. На канальном уровне – это мосты (bridge), коммутаторы (switch) . На сетевом уровне – маршрутизаторы (router) . Сетевые карты или адаптеры ( Network Interface Card – NIC ) функционируют как на канальном, так и на физическом уровне, что обусловлено сетевой технологией и средой передачи данных .


Рис. 1.6.

При передаче данных от источника к узлу назначения подготовленные на прикладном уровне передаваемые данные последовательно проходят от самого верхнего, Прикладного уровня 7 узла источника информации до самого нижнего – Физического уровня 1, затем передаются по физической среде узлу назначения, где последовательно проходят от нижнего уровня 1 до уровня 7.

Самый верхний, Прикладной уровень (Application Layer) 7 оперирует наиболее общей единицей данных – сообщением. На этом уровне реализуется управление общим доступом к сети, потоком данных, сетевыми службами, такими, как FTP, TFTP, HTTP, SMTP, SNMP и др.

Представительский уровень (Presentation Layer) 6 изменяет форму представления данных. Например, передаваемые с уровня 7 данные преобразуются в общепринятый формат ASCII . При приеме данных происходит обратный процесс. На уровне 6 также происходит шифрация и сжатие данных.

Сеансовый уровень (Session Layer) 5 устанавливает сеанс связи двух конечных узлов (компьютеров), определяет, какой компьютер является передатчиком, а какой приемником, задает для передающей стороны время передачи.

Транспортный уровень (Transport Layer) 4 делит большое сообщение узла источника информации на части, при этом добавляет заголовок и формирует сегменты определенного объема, а короткие сообщения может объединять в один сегмент. В узле назначения происходит обратный процесс. В заголовке сегмента задаются номера порта источника и назначения, которые адресуют службы верхнего прикладного уровня для обработки данного сегмента. Кроме того, транспортный уровень обеспечивает надежную доставку пакетов. При обнаружении потерь и ошибок на этом уровне формируется запрос повторной передачи, при этом используется протокол TCP . Когда необходимость проверки правильности доставленного сообщения отсутствует, то используется более простой и быстрый протокол дейтаграмм пользователя ( User Datagram Protocol – UDP ).

Сетевой уровень (Network Layer) 3 адресует сообщение, задавая единице передаваемых данных (пакету) логические сетевые адреса узла назначения и узла источника (IP-адреса ), определяет маршрут , по которому будет отправлен пакет данных , транслирует логические сетевые адреса в физические, а на приемной стороне – физические адреса в логические. Сетевые логические адреса принадлежат пользователям.

Канальный уровень (Data Link) 2 формирует из пакетов кадры данных (frames). На этом уровне задаются физические адреса устройства-отправителя и устройства-получателя данных. Например, физический адрес устройства может быть прописан в ПЗУ сетевой карты компьютера. На этом же уровне к передаваемым данным добавляется контрольная сумма , определяемая с помощью алгоритма циклического кода . На приемной стороне по контрольной сумме определяют и по возможности исправляют ошибки.

Физический уровень (Physical) 1 осуществляет передачу потока битов по соответствующей физической среде (электрический или оптический кабель , радиоканал ) через соответствующий интерфейс . На этом уровне производится кодирование данных, синхронизация передаваемых битов информации.

Протоколы трех верхних уровней являются сетенезависимыми, три нижних уровня являются сетезависимыми. Связь между тремя верхними и тремя нижними уровнями происходит на транспортном уровне.

Важным процессом при передаче данных является инкапсуляция ( encapsulation ) данных. Передаваемое сообщение, сформированное приложением, проходит три верхних сетенезависимых уровня и поступает на транспортный уровень , где делится на части и каждая часть инкапсулируется (помещается) в сегмент данных ( рис. 1.7). В заголовке сегмента содержится номер протокола прикладного уровня, с помощью которого подготовлено сообщение, и номер протокола, который будет обрабатывать данный сегмент.


Рис. 1.7.

На сетевом уровне сегмент инкапсулируется в пакет данных, заголовок (header ) которого содержит, кроме прочего, сетевые (логические) адреса отправителя информации (источника) – Source Address (SA ) и получателя (назначения) – Destination Address (DA ). В данном курсе – это IP -адреса.

На канальном уровне пакет инкапсулируется в кадр или фрейм данных, заголовок которого содержит физические адреса узла передатчика и приемника, а также другую информацию. Кроме того, на этом уровне добавляется трейлер (концевик) кадра, содержащий информацию, необходимую для проверки правильности принятой информации. Таким образом, происходит обрамление данных заголовками со служебной информацией, т. е. инкапсуляция данных.

Название информационных единиц на каждом уровне, их размер и другие параметры инкапсуляции задаются согласно протоколу единиц данных ( Protocol Data Unit – PDU ). Итак, на трех верхних уровнях – это сообщение (Data) , на Транспортном уровне 4 – сегмент (Segment) , на Сетевом уровне 3 – пакет (Packet) , на Канальном уровне 2 – кадр (Frame) , на Физическом Уровне 1 – последовательность бит .

Помимо семиуровневой OSI модели на практике применяется четырехуровневая модель TCP / IP ( рис. 1.8).


Рис. 1.8.

Прикладной уровень модели TCP / IP по названию совпадает с названием модели OSI , но по функциям гораздо шире, поскольку охватывает три верхних сетенезависимых уровня (прикладной, представительский и сеансовый). Транспортный уровень обеих моделей и по названию, и по функциям одинаков. Сетевой уровень модели OSI соответствует межсетевому (Internet ) уровню модели TCP / IP , а два нижних уровня (канальный и физический) представлены объединенным уровнем доступа к сети (Network Access ).


Рис. 1.9.

Таким образом, Транспортный уровень , обеспечивающий надежность передачи данных, функционирует только на конечных узлах, что снижает задержку передачи сообщения по всей сети от одного конечного узла до другого. В приведенном примере ( рис. 1.9) протокол IP функционирует на всех узлах сети, а стек протоколов TCP / IP – только на конечных узлах.

Краткие итоги

  1. Телекоммуникационная сеть образуется совокупностью абонентов и узлов связи, соединенных линиями (каналами) связи.
  2. Различают сети: с коммутацией каналов , когда телекоммуникационные узлы выполняют функции коммутаторов , и с коммутацией пакетов (сообщений), когда телекоммуникационные узлы выполняют функции маршрутизаторов.
  3. Для создания маршрута в разветвленной сети необходимо задавать адреса источника и получателя сообщения . Различают физические и логические адреса .
  4. Сети передачи данных с коммутацией пакетов подразделяются на локальные и глобальные.
  5. Сети технологии IP являются дейтаграммными, когда отсутствует предварительное соединение конечных узлов и нет подтверждения приема сообщения.
  6. Высокую надежность обеспечивает

ключевым понятием в стандартизации сетей и всего, что к ним относится, является модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI), разработанная международной организацией по стандартам (International Standards Organization, ISO). На практике применяется название модель ISO/OSI. Описываемая модель состоит из семи уровней. Каждый уровень отвечает за определенный круг задач, выполняя их с помощью специальных алгоритмов - стандартов. Основная задача - достичь глобальной цели, поэтому уровни модели связаны между собой. Таким образом, выполнив свою часть задачи, каждый уровень передает готовые данные следующему уровню. В результате прохождения такой цепочки данные полностью обрабатываются, и их можно использовать. В зависимости от назначения уровни получили следующие названия: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, уровень представления данных и прикладной Основные отличия между проводными (Ethernet 802.3) и беспроводными (IEEE 802.11) сетями кроются только в двух нижних уровнях - физическом и канальном. Остальные уровни работают абсолютно одинаково, без каких-либо отличий.

Физический уровень - первый, самый низкий, уровень. Фактически ои представляет собой аппаратную часть сети и описывает способ передачи данных, используя для этого любой имеющийся «под руками» канал - проводной или беспроводной. В зависимости от выбранного канала передачи данных используют соответствующее сетевое оборудование. Параметры передачи данных следует настраивать с учетом особенностей канала: полос пропускания, защиты от помех, уровня сигнала, коди

рования, скорости передачи данных в физической среде и т. п.

Фактически всю описанную работу выполняет сетевое оборудование: сетевая карта, мост, маршрутизатор и т. д.

Физический уровень - один из уровней, который отличает беспроводные сети от проводных. Как вы уже, несомненно, поняли, основное отличие между ними заключается в канале передачи данных. Для проводных сетей это радиоволны определенной частоты или инфракрасное излучение, для беспроводных - любая физическая линия, например коаксиал, витая пара или оптоволокно.

Главная задача канального уровня - удостовериться, что канал готов к передаче данных и ничто не станет угрожать надежности этой операции и целостности передаваемых пакетов. В идеале протоколы канального уровня и сетевое оборудование должны проверить, свободен ли канал для передачи данных, не имеется ли коллизий передачи и т. п.

На канальном уровне, как и на физическом, также существуют различия между проводными и беспроводными сетями. Это связано со спецификой сетевого оборудования. Так, доступное на данный момент беспроводное оборудование работает только в полудуплексном режиме: в один момент времени данные могут только приниматься или только передаваться. Этот недостаток резко уменьшает эффективность обнаружения коллизий в сети и, соответственно, понижает скорость передачи данных.

Как и канальный уровень, сетевой отвечает за передачу данных между компьютерами. Для этого он использует сформированные данные и параметры двух предыдущих уровней - физического и канального. Главное отличие сетевого уровня от канального заключается в том, что он умеет передавать данные между сетями с разной топологией - комбинированными. Так, очень часто беспроводные и проводные сети используются в паре. Чаще всего это происходит, если по определенным причинам создать единую проводную сеть физически невозможно.

Как правило, информацию о выборе маршрута предоставляют специальные устройства, установленные в сети, - маршрутизаторы. Специальные таблицы маршрутизаторов содержат информацию о скорости передачи данных между отдельными отрезками сети, трафике, среднем времени передачи и т. д. Основываясь на этой информации, протоколы сетевого уровня могут выбрать оптимальный путь прохождения данных.

Пожалуй, транспортный уровень можно отнести к более высоким. Это означает, что данным уровнем управляет программа, а не аппаратные средства. Транспортный уровень отвечает за надежность передачи данных. Существует несколько способов передачи, которые отличаются друг от друга степенью защищенности и возможностью исправления ошибок. Естественно, это сказывается на времени и скорости передачи информации между конкретными точками.

Сеансовый уровень предназначен для контроля передачи пакетов между компьютерами. В процессе синхронизации принятых и отправленных пакетов протоколы сеансового уровня отслеживают недостающие данные и передают их заново. За счет работы только с недостающими пакетами достигается повышение скорости передачи данных.

На уровне представления данные приводятся к единому стандарту, что позволяет достичь договоренности при их приеме и передаче. Именно на этом уровне данные могут шифроваться, что повышает безопасность их передачи по сети. Кроме того, часто на уровне представления происходит компрессия информации, благодаря чему повышается скорость передачи данных.

Уровень представления реализуется программно, что позволяет использовать для шифрования данных новейшие достижения.

Прикладной уровень - самый верхний уровень модели ISO/OS1. Его задача - организация взаимодействия с прикладными программами. За это отвечает множество прикладных протоколов, с помощью которых операционная система и программы получают доступ к разнообразным ресурсам сети.

Протокол передачи данных - набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программами. Эти соглашения задают единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок при взаимодействии программного обеспечения разнесённой в пространстве аппаратуры, соединённой тем или иным интерфейсом.

Прикладные протоколы

Прикладные протоколы работают на верхнем уровне модели OSI. Они обеспечивают взаимодействие иру\лож^л\мй vi обмен данными между ними. К наиболее популярным прикладным протоколам относятся:

APPC(Advanced Program-to-Program Communication) - одноранговый SNA-протокол фирмы IBM, используемый в основном на AS/400®;

FTAM (File Transfer Access and Management) - протокол OSI доступа к файлам;

Х.400 - протокол CCITT для международного обмена электронной почтой;

Х.500 - протокол CCITT служб файлов и каталогов на нескольких системах;

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - протокол Интернета для обмена электронной почтой;

FTP (File Transfer Protocol) - протокол Интернета для передачи файлов;

SNMP (Simple Network Management Protocol) - протокол Интернета для мониторинга сети и сетевых компонентов;

Telnet - протокол Интернета для регистрации на удаленных хостах и обработки данных на них;

Microsoft SMBs (Server Message Blocks, блоки сообщений сервера) и клиентские оболочки или редиректоры;

NCP (Novell NetWare Core Protocol) и клиентские оболочки или редиректоры фирмы Novell;

Apple Talk и Apple Share® - набор сетевых протоколов фирмы Apple;

AFP (AppleTalk Filling Protocol) - протокол удаленного доступа к файлам фирмы Apple;

DAP (Data Access Protocol) - протокол доступа к файлам сетей DECnet.

Транспортные протоколы

Транспортные протоколы поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен данных между ними. К популярным транспортным протоколам относятся:

TCP (Transmission Control Protocol) - TCP/IР-протокол для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов;

SPX- часть набора протоколов IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet Exchange) для данных, разбитых на последовательность фрагментов, фирмы Novell; NWLink - реализация протокола IPX/SPX от фирмы Microsoft;

NetBEUI - устанавливает сеансы связи между компьютерами (NetBIOS) и предоставляет верхним уровням транспортные услуги (NetBEUI);

ATP (AppleTalk Transaction Protocol), NBP (Name Binding Protocol) - протоколы сеансов связи и транспортировки данных фирмы Apple.

Сетевые протоколы

Сетевые протоколы обеспечивают услуги связи. Эти протоколы управляют несколькими типами данных: адресацией, маршрутизацией, проверкой ошибок и запросами на повторную передачу. Сетевые протоколы, кроме того, определяют правила для осуществления связи в конкретных сетевых средах, например Ethernet или Token Ring. К наиболее популярным сетевым протоколам относятся:

IP (Internet Protocol) - TCP/IР-протокол для передачи пакетов;

IPX (Internetwork Packet Exchange) - протокол фирмы NetWare для передачи и маршрутизации пакетов;

NWLink - реализация протокола IPX/SPX фирмой Microsoft;

NetBEUI - транспортный протокол, обеспечивающий услуги транспортировки данных для сеансов и приложений NetBIOS;


Похожая информация.


Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Интерфейс определяет набор услуг которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему. Международная Организация по Стандартам Interntionl Stndrds Orgniztion ISO разработала модель которая четко определяет различные уровни взаимодействия систем дает им стандартные имена и указывает какую работу должен делать каждый уровень. Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия. Каждый уровень поддерживает интерфейсы с выше и нижележащими уровнями.

31 Протокол, интерфейс, стек протоколов. Модель ISO/OSI

Для упрощения процедуры обмена сообщениями между пользователями или прикладными программами, работающими на разных компьютерах, используют многоуровневый подход.

При передаче сообщений оба участника сетевого обмена должны принять множество соглашений. Например, они должны согласовать уровни и форму электрических сигналов, способ определения длины сообщений, договориться о методах контроля достоверности и т.п. Другими словами, соглашения должны быть приняты для всех уровней, начиная от самого низкого уровня передачи битов, до самого высокого уровня, детализирующего, как информация должна быть интерпретирована. Такие формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколами .

Протоколы соседних уровней, находящихся в одном узле, взаимодействуют друг с другом также в соответствии с четко определенными правилами и с помощью стандартизованных форматов сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом. Интерфейс определяет набор услуг, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему.

Международная Организация по Стандартам (International Standards Organization, ISO) разработала модель, которая четко определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какую работу должен делать каждый уровень. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью ISO/OSI.

В модели OSI взаимодействие делится на семь уровней. Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия. Каждый уровень поддерживает интерфейсы с выше- и нижележащими уровнями.

Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI

Итак, пусть приложение обращается с запросом к прикладному уровню, например к файловому сервису. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата, в которое помещает служебную информацию (заголовок) и, возможно, передаваемые данные. Затем это сообщение направляется представительному уровню. Представительный уровень добавляет к сообщению свой заголовок и передает результат вниз сеансовому уровню, который в свою очередь добавляет свой заголовок и т.д. Некоторые реализации протоколов предусматривают наличие в сообщении не только заголовка, но и концевика. Наконец, сообщение достигает самого низкого, физического уровня, который действительно передает его по линиям связи.

Когда сообщение по сети поступает на другую машину, оно последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует, обрабатывает и удаляет заголовок своего уровня, выполняет соответствующие данному уровню функции и передает сообщение вышележащему уровню.

Функции уровней модели OSI

Модель ISO/OSI определяет функции уровней следующим образом:

Модель OSI

Тип данных

Уровень (layer)

Функции

Данные

7. Прикладной (application)

Доступ к сетевым службам

6. Представительский (presentation)

Представление и шифрование данных

5. Сеансовый (session)

Управление сеансом связи

Сегменты

4. Транспортный (transport)

Прямая связь между конечными пунктами и надежность

Пакеты

3. Сетевой (network)

Определение маршрута и логическая адресация

Кадры

2. Канальный (data link)

Физическая адресация

Биты

1. Физический (physical)

Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными


А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать
66869. Базы и банки данных 1.05 MB
База данных должна содержать сведения о следующих объектах: Клиенты регистрационный номер адрес телефон пол образование номер квитанции об уплате. 1 Разработка концептуальной модели Очевидно что в разрабатываемой базе данных БД предметной областью является Бюро по найму.
66871. Решение алгебраических и трансцендентных уравнений. Метод половинного деления 499 KB
Анализ технического задания Для выполнения задания требуется: Найти область определения функции корень. Блок-схема алгоритма Блок-схема функции представлена на рисунке 2. Выполняемые функции реализует алгоритм нахождения корня уравнения.
66872. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ВЫБОР СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 997 KB
Электроприводом называется электромеханическая система, состоящая из взаимодействующих электрических, электромеханических и механических преобразователей, а также управляющих, информационных устройств и устройств сопряжения...
66873. Понятие расчетных правоотношений 133.5 KB
Безналичные расчеты осуществляются на основании платежных инструкций клиента вид форма и обязательные реквизиты которых устанавливаются Национальным банком Республики Беларусь. В тех случаях когда счета плательщика и бенефициара открыты в одном банке либо если бенефициар не имеет счета в банке...
66874. Подготовка детей к обучению грамоте. Ознакомление детей со слоговым строением слова 238 KB
Современная школа требует от детей, поступающих в первый класс, не столько какой-либо суммы знаний и умений, сколько способности к действию в умственном плане, которая формируется в процессе усвоения системы знаний, которая станет основой будущего изучения предмета.

Что такое OBD II?

История диагностики с OBD II начинается в 50-х гг. прошлого века, когда правительство США вдруг обнаружило, что поддерживаемое им автомобилестроение в конечном счете ухудшает экологию. Вначале они не знали, что с этим делать, а затем стали создавать различные комитеты для оценки ситуации, годы работы которых и многочисленные оценки привели к появлению законодательных актов. Производители, изображая, что подчиняются этим актам, на самом деле не выполняли их, пренебрегая необходимыми тестовыми процедурами и стандартами. В начале 70-х законодатели предприняли новое наступление, и опять их усилия были проигнорированы. И только в 1977 г. ситуация начала меняться. Наступил энергетический кризис и спад производства, и это потребовало от производителей решительных действий по спасению самих себя. Департамент по контролю за воздушной средой (Air Resources Board, ARB) и Агентство по защите окружающей среды (Environment Protection Agency, EPA) пришлось воспринимать всерьёз.

На этом фоне и развивалась концепция диагностики OBD II. В прошлом каждый производитель использовал собственные системы и способы контроля выбросов. Чтобы изменить такое положение, Ассоциация автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE), предложила несколько стандартов. Можно считать, что рождение OBD произошло в тот момент, когда ARB сделало обязательными многие стандарты SAE в Калифорнии для автомобилей начиная с 1988 г. выпуска. Первоначально система диагностики OBD IIбыла совсем не сложной. Она относилась к датчику кислорода, системе рециркуляции выхлопного газа (EGR), системе подачи топлива и блоку управления двигателем (ECM) в той части, которая касается превышения норм для выхлопных газов. Система не требовала единообразия от производителей. Каждый из них реализовывал собственную процедуру контроля выхлопов и диагностики. Системы мониторинга выхлопов не были эффективными, поскольку их создали как дополнение к автомобилям, уже находящимся в производстве. Автомобили, исходная конструкция которых не предусматривала мониторинга выхлопных газов, часто не удовлетворяли принятым нормативам. Производители таких автомобилей делали то, что требовали ARB и EPA, но не более. Поставим себя на место независимого автосервиса. Тогда нам пришлось бы иметь уникальный диагностический прибор, описания кодов и инструкции по ремонту для автомобилей каждого производителя. В таком случае автомобиль невозможно было бы хорошо отремонтировать, если вообще удалось бы справиться с ремонтом.

Правительство США оказалось в осаде со всех сторон, начиная с автосервисов и заканчивая защитниками чистого воздуха. Все требовали вмешательства EPA. В результате для создания широкого перечня процедур и стандартов использовались идеи ARB и стандарты SAE. К 1996 г. все производители, продающие автомобили в США, должны были выполнять эти требования. Так появилось второе поколение системы бортовой диагностики: On-Board Diagnostics II, или OBD II.

Как видим, концепция OBD II не была разработана в одночасье - она развивалась в течение многих лет. Вновь подчеркнем, что диагностика на основе OBD II - это не система управления двигателем, а набор правил и требований, которые должен соблюдать каждый производитель для того, чтобы система управления двигателем удовлетворяла федеральным нормам по составу выхлопных газов. Для лучшего понимания OBD II мы должны рассматривать ее по частям. Когда мы приходим к врачу, он не изучает наше тело целиком, а обследует различные органы. И только после этого результаты осмотра собираются воедино. Так мы и поступим при изучении OBD II. Опишем теперь те составляющие, которые должна иметь система OBD II для обеспечения стандартизации.

Автомобильные диагностические сканеры по протоколу OBD II:

Сканер ELM327 USB ELM327 USB это последняя версия популярного адаптера для диагностики автомобилей по протоколу OBDII. Осущетвляет диагностику по все протоколам OBDII (включая CAN). Работает при подключении к ПК через USB.

U-480 OBDII CAN Предназначен для чтения, стирания ошибок в бортовом компьютере автомобиля по протоколу OBDII. Прибор имеет небольшие размеры, малый вес и низкую цену, очень прост в использовании.

Автосканер «СКАНМАТИК» Адаптер сканматик служит для подключения персонального компьютера к диагностическому разъему автомобиля при работе с программой СКАНМАТИК. Объединяет в себе все протоколы OBD-2, протокол CAN а так же полная диагностика всех отечественных автомобилей. .

U-581 OBDII CAN Предназначен для диагностики автомобилей с 1996 года. Поддерживает все протоколы OBD 2 (включая VPW, PWM, ISO, KWP 2000 и CAN протоколы) Считывает и стирает коды ошибок. Показывает текущие данные "Live Date", Reading Freeze Frame Data, Testing I/M Reading Status,Reading vehicle info, Rescanning Data

Основная функция диагностического разъема (в OBD II он называется диагностическим разъемом связи - Diagnostic Link Connector, DLC) заключается в том, чтобы обеспечить связь диагностического сканера с блоками управления, совместимыми с OBD II. Разъем DLC должен соответствовать стандартам SAE J1962. Согласно этим стандартам, разъем DLC обязан занимать определенное центральное положение в автомобиле. Он должен находиться в пределах 16 дюймов от рулевого колеса. Производитель может разместить DLC в одном из восьми мест, определённых EPA. Каждый контакт разъема имеет свое назначение. Функции многих контактов отданы на усмотрение производителям, однако эти контакты не должны использоваться блоками управления, совместимыми с OBD II. Примерами систем, применяющих такие разъемы, являются SRS (дополнительная ограничительная система) и ABS (антиблокировочная система колес).

Один стандартный разъем, находящийся в определенном месте, облегчает и удешевляет работу автосервиса. Автосервису не нужно иметь 20 различных соединительных разъемов или диагностических приборов для 20 различных автомобилей. Кроме того, стандарт экономит время, поскольку специалисту не приходится искать, где же находится разъем для подключения прибора.

Диагностический разъем изображен на рис. 1. Как видим, он имеет заземление и подсоединён к источнику питания (контакты 4 и 5 относятся к заземлению, а контакт 16 - к питанию). Это сделано для того, чтобы сканеру не требовался внешний источник питания. Если при подсоединении сканера питание на нем отсутствует, то необходимо в первую очередь проверить контакт 16 (питание), а также контакты 4 и 5 (заземление). Обратим внимание на буквенно-цифровые символы: J1850, CAN и ISO 9141-2. Это стандарты протоколов, разработанные SAE и ISO (Международная организация по стандартизации).

Производители могут делать выбор среди этих стандартов для обеспечения связи при диагностике. Каждому стандарту соответствует определённый контакт. Например, связь с автомобилями марки Ford реализуется через контакты 2 и 10, а с автомобями GM - через контакт 2. В большинстве азиатских и европейских марок используется контакт 7, а в некоторых - также контакт 15. Для понимания OBD II не имеет значения, какой протокол рассматривается. Сообщения, которыми обмениваются диагностический прибор и блок управления, всегда одинаковы. Различны лишь способы передачи сообщений.

Стандартные протоколы связи для диагностики

Итак, система OBD II распознает несколько различных протоколов. Здесь мы обсудим только три из них, которые используются в автомобилях, выпускаемых в США. Это протоколы J1850-VPW, J1850-PWM и ISO1941. Все блоки управления автомобиля связаны с кабелем, называемым диагностической шиной, в результате чего образуется сеть. К этой шине можно подключить диагностический сканер. Такой сканер отправляет сигналы конкретному блоку управления, с которым он должен обмениваться сообщениями, и получает ответные сигналы от этого блока управления. Обмен сообщениями продолжается до тех пор, пока сканер не прекратит сеанс связи или не будет отсоединен.

Так, сканер может спросить блок управления о том, какие он видит ошибки, а тот отвечает ему на этот вопрос. Такой простой обмен сообщениями должен происходить на основе некоторого протокола. С точки зрения дилетанта, протокол представляет собой набор правил, которые нужно выполнять для того, чтобы в сети можно было передать сообщение.

Классификация протоколов

Ассоциация автомобильных инженеров (SAE) определила три различных класса протоколов: протокол класса A, протокол класса B и протокол класса C. Протокол класса A - самый медленный из трех; он может обеспечивать скорость 10 000 байт/с или 10 Кбайт/с. В стандарте ISO9141 используется протокол класса A. Протокол класса B в 10 раз быстрее; он поддерживает обмен сообщениями со скоростью 100 Кбайт/с. Стандарт SAE J1850 представляет собой протокол класса B. Протокол класса C обеспечивает скорость 1 Мбайт/c. Наиболее широко используемый стандарт класса C для автомобилей - это протокол CAN (Controller Area Network - сеть зоны контроллеров). В будущем должны появиться протоколы с большей производительностью - от 1 до 10 Мбайт/с. По мере возрастания потребностей в увеличении полосы пропускания и производительности может появиться класс D. При работе в сети с протоколами класса C (а в будущем - с протоколами класса D) мы можем использовать оптическое волокно.

Протокол J1850 PWM

Существует два вида протокола J1850. Первый из них является высокоскоростным и обеспечивает производительность в 41,6 Кбайт/с. Данный протокол носит название PWM (Pulse Width Modulation - модуляция ширины импульса). Он используется в марках Ford, Jaguar и Mazda. Впервые такой тип связи был применен в автомобилях Ford. В соответствии с протоколом PWM сигналы передаются по двум проводам, подсоединенным к контактам 2 и 10 диагностического разъема.

Протокол ISO9141

Третий из обсуждаемых нами протоколов диагностики - ISO9141. Он разработан ISO и применяется в большинстве европейских и азиатских автомобилей, а также в некоторых автомобилях Chrysler. Протокол ISO9141 не так сложен, как стандарты J1850. В то время как последние требуют применения специальных коммуникационных микропроцессоров, для работы ISO9141 нужны обычные последовательные коммуникационные микросхемы, которые лежат на полках магазинов.

Протокол J1850 VPW

Другой разновидностью протокола диагностики J1850 является VPW (Variable Pulse Width - переменная ширина импульса). Протокол VPW поддерживает передачу данных со скоростью 10,4 Кбайт/с и применяется в автомобилях марок General Motors (GM) и Chrysler. Он очень похож на протокол, используемый в автомобилях Ford, но является существенно более медленным. Протокол VPW предусматривает передачу данных по одному проводу, подсоединенному к контакту 2 диагностического разъема.

С точки зрения дилетанта, OBD II использует стандартный диагностический коммуникационный протокол, так как Агентство по защите окружающей среды (EPA) потребовало, чтобы автосервисы получили стандартный способ, позволяющий качественно диагностировать и ремонтировать автомобили без затрат на покупку дилерского оборудования. Перечисленные протоколы будут более подробно описаны в последующих публикациях. Лампочка индикации неисправностей Когда система управления двигателем обнаруживает проблему с составом выхлопных газов, на приборном щитке загорается надпись Check Engine (“Проверьте двигатель”). Этот индикатор называется лампочкой индикации неисправностей (Malfunction Indication Light - MIL). Индикатор обычно выдает следующие надписи: Service Engine Soon (“Отрегулируйте двигатель в ближайшее время”), Check Engine (“Проверьте двигатель”) и Check (“Выполните проверку”).

Назначение индикатора состоит в информировании водителя о том, что в процессе работы системы управления двигателем возникла проблема. Если загорается индикатор, не стоит впадать в панику! Вашей жизни ничто не угрожает, и двигатель не взорвется. Паниковать надо тогда, когда загорается индикатор масла или предупреждение о перегреве двигателя. Индикатор OBD II лишь сообщает водителю о проблеме в системе управления двигателем, которая может привести к избыточному количеству вредных выбросов из выхлопной трубы или загрязнению абсорбера.

Индикатор неисправностей MIL загорается при возникновении проблемы в системе управления двигателем, например при неисправности искрового промежутка или загрязнении абсорбера. В принципе, это может быть любая неисправность, приводящая к повышенному выбросу вредных примесей в атмосферу. Для того чтобы проверить функционирование индикатора OBD II MIL, следует включить зажигание (когда на приборном щитке загораются все индикаторы). При этом загорается и индикатор MIL. Спецификация OBD II требует, чтобы этот индикатор горел некоторое время. Некоторые производители делают так, чтобы индикатор оставался включенным, а другие - чтобы он выключался по истечении определенного промежутка времени. При запуске двигателя и отсутствии в нем неисправностей лампочка “Check Engine” должна погаснуть. Лампочка “Check Engine” не обязательно загорается при первом появлении неисправности. Срабатывание этого индикатора зависит от того, насколько серьезна неисправность. Если она считается серьезной и ее устранение не терпит отлагательств, лампочка загорается немедленно. Такая неисправность относится к разряду активных (Active). В случае если устранение неисправности может быть отложено, индикатор не горит и неисправности присваивается сохраняемый статус (Stored). Для того чтобы такая неисправность стала активной, она должна проявиться в течение нескольких драйв-циклов. Обычно драйв-циклом считается процесс, при котором холодный двигатель запускается и работает до достижения нормальной рабочей температуры (при этом температура охлаждающей жидкости должна быть 122 градуса по Фаренгейту). В течение этого процесса должны быть выполнены все бортовые тестовые процедуры, относящиеся к выхлопным газам. Различные автомобили имеют двигатели разного размера, и поэтому драйв-циклы для них могут несколько различаться. Как правило, если проблема возникает в течение трех драйв-циклов, то лампочка Check Engine должна загораться. Если же три драйв-цикла не выявляют неисправности, лампочка гаснет. Если лампочка Check Engine загорается, а затем гаснет, - не следует беспокоиться. Информация об ошибке сохраняется в памяти и может быть извлечена оттуда с помощью сканера.

Итак, имеются два статуса неисправностей: сохраняемый и активный. Сохраняемый статус соответствует ситуации, когда неисправность обнаружена, но индикатор Check Engine не загорается - или же загорается, а затем гаснет. Активный статус означает, что при наличии неисправности индикатор горит.

Альфа-указатель DTC

Как видим, каждый символ имеет свое назначение. Первый символ принято называть альфа-указателем DTC. Этот символ указывает, в какой части автомобиля обнаружена неисправность. Выбор символа (P, B, C или U) определяется диагностируемым блоком управления. Когда получен ответ от двух блоков, используется буква для блока с более высоким приоритетом.

В первой позиции могут находиться лишь четыре буквы:

P (двигатель и трансмиссия);
B (кузов);
С (шасси);
U (сетевые коммуникации).

Стандартный набор диагностических кодов ошибок (DTC)

В OBD II неисправность описывается с помощью диагностических кодов неисправностей (Diagnostic Trouble Code - DTC). Коды DTC в соответствии со спецификацией J2012 представляют собой комбинацию одной буквы и четырех цифр. На рис. 3 показано, что означает каждый символ. Рис. 3. Код ошибки

Типы кодов

Второй символ - наиболее противоречивый. Он показывает, что определил код. 0 (известный как код P0). Базовый, открытый код неисправности, определенный Ассоциацией автомобильных инженеров (SAE). 1 (или код P1). Код неисправности, определяемый производителем автомобиля. Большинство сканеров не могут распознавать описание или текст кодов P1. Однако такой сканер, как, например, Hellion, способен распознать большинство из них. Ассоциация SAE определила исходный перечень диагностических кодов ошибок DTC. Однако производители стали говорить о том, что у них уже есть собственные системы, при этом ни одна система не похожа на другую. Система кодов для автомобилей Mercedes отличается от системы Honda, и они не могут использовать коды друг друга. Поэтому ассоциация SAE пообещала разделить стандартные коды (P0) и коды производителей (P1).

Система, в которой обнаружена неисправность

Третий символ обозначает систему, где обнаружена неисправность. Об этом символе знают меньше, но он относится к наиболее полезным. Глядя на него, мы сразу можем сказать, какая система неисправна, даже не глядя на текст ошибки. Третий символ помогает быстро идентифицировать область, где возникла проблема, не зная точного описания кода ошибки.

Топливно-воздушная система.
- Топливная система (например, инжекторы).
- Система зажигания.
- Вспомогательная система ограничения выбросов, например: клапан рециркуляции выхлопных газов (Exhaust Gas Recirculation System - EGR), система впуска воздуха в выпускной коллектор двигателя (Air Injection Reaction System - AIR), каталитический конвертер или система вентиляции топливного бака (Evaporative Emission System - EVAP).
- Система управления скоростным режимом или холостым ходом, а также соответствующие вспомогательные системы.
- Бортовая компьютерная система: модуль управления двигателем (Power-train Control Module - PCM) или сеть зоны контроллеров (CAN).
- Трансмиссия или ведущий мост.

Индивидуальный код ошибки

Четвертый и пятый символы нужно рассматривать совместно. Они обычно соответствуют старым кодам ошибок OBDI. Эти коды, как правило, состоят из двух цифр. В системе OBD II также берутся эти две цифры и вставляются в конец кода ошибки - так ошибки легче различать .

Теперь, когда мы ознакомились с тем, как формируется стандартный набор диагностических кодов ошибок (DTC), рассмотрим в качестве примера код DTC P0301. Даже не глядя на текст ошибки, можно понять, в чем она состоит. Буква P говорит о том, что ошибка возникла в двигателе. Цифра 0 позволяет заключить, что это базовая ошибка. Далее следует цифра 3, относящаяся к системе зажигания. В конце мы имеем пару цифр 01. В данном случае эта пара цифр говорит нам о том, в каком цилиндре имеет место пропуск зажигания. Собирая все эти сведения воедино, мы можем сказать, что возникла неисправность двигателя с пропусками зажигания в первом цилиндре. Если бы выдавался код ошибки P0300, это означало бы, что имеются пропуски зажигания в нескольких цилиндрах и система управления не может определить, какие именно цилиндры неисправны.

Самодиагностика неисправностей, приводящих к повышенной токсичности выбросов

Программное обеспечение, управляющее процессом самодиагностики, называется по-разному. Производители автомобилей Ford и GM именуют его администратором диагностики (Diagnostic Executive), а Daimler Chrysler - диспетчером задач (Task Manager). Это набор программ, совместимых с OBD II, которые выполняются в блоке управления двигателем (PCM) и наблюдают за всем, что происходит вокруг. Блок управления двигателем - самая настоящая рабочая лошадка! В течение каждой микросекунды он выполняет огромное количество вычислений и должен определять, когда следует открывать и закрывать инжекторы, когда нужно подавать напряжение на катушку зажигания, каково должно быть опережение угла зажигания и т. д. Во время этого процесса программное обеспечение OBD II проверяет, все ли перечисленные характеристики соответствуют нормам. Это программное обеспечение:

Управляет состоянием лампочки Check Engine;
- сохраняет коды ошибок;
- проверяет драйв-циклы, определяющие генерацию кодов ошибок;
- запускает и выполняет мониторы компонентов;
- определяет приоритет мониторов;
- обновляет статус готовности мониторов;
- выводит тестовые результаты для мониторов;
- не допускает конфликтов между мониторами.

Как показывает этот перечень, для того чтобы программное обеспечение выполняло возложенные на него задачи, оно должно обеспечивать и завершать работу мониторов в системе управления двигателем. Что же такое монитор? Его можно рассматривать как тест, выполняемый системой OBD II в блоке управления двигателем (PCM) для оценки правильности функционирования компонентов, ответственных за состав выбросов. Согласно OBD II, имеется 2 типа мониторов: непрерывный монитор (работает все время, пока выполняется соответствующее условие); дискретный монитор (срабатывает один раз в течение поездки). Мониторы - очень важное понятие для OBD II. Они созданы для тестирования конкретных компонентов и обнаружения неисправностей в этих компонентов. Если компонент не может пройти тест, соответствующий код ошибки заносится в блок управления двигателем.

Стандартизация названий компонентов

В любой области существуют различные названия и жаргонные словечки для обозначения одного и того же понятия. Возьмем, к примеру, код ошибки. Некоторые называют его кодом, другие - ошибкой, третьи - “штуковиной, которая сломалась”. Обозначение DTC - это и есть ошибка, код или “штуковина, которая сломалась”. До появления OBD II каждый производитель придумывал свои имена компонентам автомобиля. Очень трудно было понять терминологию Ассоциации автомобильных инженеров (SAE) тому, кто пользовался названиями, принятыми в Европе. Теперь же благодаря OBD II во всех автомобилях должны использоваться стандартные имена компонентов. Жизнь стала намного легче для тех, кто ремонтирует автомобили и заказывает запасные части. Как всегда, когда во что-то вмешивается правительственная организация, сокращения и жаргон стали обязательными. Ассоциация SAE выпустила стандартизованный список терминов для компонентов автомобиля, относящихся к OBD II. Этот стандарт называется J1930. Сегодня по дорогам ездят миллионы автомобилей, в которых применяется система OBD II. Нравится это кому-то или нет - OBD II влияет на жизнь каждого человека, делая более чистым воздух вокруг нас. Система OBD II позволяет разрабатывать универсальные методики ремонта автомобилей и по-настоящему интересные технологии. Поэтому можно смело сказать, что OBD II - мостик в будущее автомобилестроения.