Еталонна модель ISO OSI. Еталонна мережева модель OSI

Для узгодження роботи пристроїв мережі від різних виробників, забезпечення взаємодії мереж, які використовують різне середовище поширення сигналу, створено еталонну модель взаємодії. відкритих систем(ВІС). Еталонна модель побудована за ієрархічним принципом. Кожен рівень забезпечує сервіс вищого рівня та користується послугами нижчого рівня.

Обробка даних починається з прикладного рівня. Після цього дані проходять через всі рівні еталонної моделі, і через фізичний рівень відправляються в канал зв'язку. На прийомі відбувається зворотна обробка даних.

У еталонній моделі OSI вводяться два поняття: протоколі інтерфейс.

Протокол – це набір правил, з урахуванням яких взаємодіють рівні різних відкритих систем.

Інтерфейс – це сукупність засобів та методів взаємодії між елементами відкритої системи.

Протокол визначає правила взаємодії модулів одного рівня різних вузлах, а інтерфейс – модулів сусідніх рівнів одному вузлі.

Усього існує сім рівнів еталонної моделі OSI. Варто зазначити, що у реальних стеках використовується менше рівнів. Наприклад, у популярному TCP/IP використовується лише чотири рівні. Чому так? Пояснимо трохи пізніше. А зараз розглянемо кожен із семи рівнів окремо.

Рівні моделі OSI:

  • фізичний рівень. Визначає вид середовища передачі даних, фізичні та електричні характеристикиінтерфейсів, вигляд сигналу. Цей рівень має справу з бітами інформації. Приклади протоколів фізичного рівня: Ethernet, ISDN, Wi-Fi.
  • Канальний рівень. Відповідає за доступ до середовища передачі, виправлення помилок, надійну передачу даних. На прийоміотримані з фізичного рівня дані упаковуються в кадри, після чого перевіряється їх цілісність. Якщо помилок немає, дані передаються на мережевий рівень. Якщо помилки є, кадр відкидається і формується запит на повторну передачу. Канальний рівень поділяється на два підрівні: MAC (Media Access Control) та LLC (Locical Link Control). MAC регулює доступ до фізичного середовища, що розділяється. LLC забезпечує обслуговування мережевого рівня. На канальному рівні працюють комутатори. Приклади протоколів: Ethernet, PPP.
  • Мережевий рівень. Його основними завданнями є маршрутизація – визначення оптимального шляху передачі, логічна адресація вузлів. Крім того, на цей рівень можуть бути покладені завдання пошуку несправностей в мережі (протокол ICMP). Мережевий рівень працює із пакетами. Приклади протоколів IP, ICMP, IGMP, BGP, OSPF).
  • Транспортний рівень. Призначений для доставки даних без помилок, втрат та дублювання у тій послідовності, як вони були передані. Виконує наскрізний контроль передачі від відправника до одержувача. Приклади протоколів TCP, UDP.
  • Сеансовий рівень. Керує створенням/підтримкою/завершенням сеансу зв'язку. Приклади протоколів: L2TP, RTCP.
  • Представницький рівень. Здійснює перетворення даних у потрібну форму, шифрування/кодування, стиснення.
  • Прикладний рівень. Здійснює взаємодію між користувачем та мережею. Взаємодіє з додатками за клієнта. Приклади протоколів: HTTP, FTP, Telnet, SSH, SNMP.

Після знайомства з стандартною моделлю, розглянемо стек протоколів TCP/IP.

У моделі TCP/IP визначено чотири рівні. Як видно з малюнку вище – один рівень TCP/IP може відповідати кільком рівням моделі OSI.

Рівні моделі TCP/IP:

  • Рівень мережних інтерфейсів. Відповідає двом нижнім рівням моделі OSI: канальному та фізичному. Виходячи з цього, відомо, що цей рівень визначає властивості середовища передачі ( кручена пара, оптичне волокно, радіоефір), вид сигналу, спосіб кодування, доступ до середовища передачі, виправлення помилок, фізичну адресацію (MAC-адреси). У моделі TCP/IP цьому рівні працює протокол Ethrnet та її похідні ( Fast Ethernet, Gigabit Ethernet).
  • Рівень між мережевої взаємодії. Відповідає мережевому рівню моделі OSI. Бере він всі його функції: маршрутизацію, логічну адресація (IP-адреси). На цьому рівні працює протокол IP.
  • Транспортний рівень. Відповідає транспортному рівню OSI. Відповідає за доставку пакетів від джерела до одержувача. На цьому рівні використовуються два протоколи: TCP і UDP. TCP є більш надійним, ніж UDP за рахунок створення попереднього з'єднання запитів на повторну передачу при виникненні помилок. Однак, в той же час, TCP повільніше, ніж UDP.
  • Прикладний рівень. Його головне завдання – взаємодія з додатками та процесами на хостах. Приклади протоколів: HTTP, FTP, POP3, SNMP, NTP, DNS, DHCP.

Інкапсуляція - це метод упаковки пакета даних, при якому незалежні один від одного службові заголовки пакета абстрагуються від заголовків нижчестоящих рівнів шляхом їх включення до вищестоящих рівнів.

Розглянемо на конкретному прикладі. Нехай ми хочемо потрапити із комп'ютера на сайт. Для цього комп'ютер повинен підготувати http-запит на отримання ресурсів веб-сервера, на якому зберігається потрібна нам сторінка сайту. На прикладному рівні до даних браузера додається HTTP-заголовок. Далі на транспортному рівні до нашого пакету додається TCP-заголовок, що містить номери портів відправника та одержувача (80 порт – для HTTP). На мережному рівні формується IP-заголовок, що містить IP-адреси відправника та одержувача. Безпосередньо перед передачею, на канальному рівні додається Ethrnet-заголовок, який містить фізичні (MAC-адреси) відправника та одержувача. Після всіх цих процедур пакет у вигляді біт інформації передається по мережі. На прийомі відбувається зворотна процедура. Web-сервер на кожному рівні перевірятиме відповідний заголовок. Якщо перевірка пройшла вдало, заголовок відкидається і пакет переходить на верхній рівень. В іншому випадку, весь пакет відкидається.


Підписуйтесь на нашу

Еталонна модель OSI

Для наочності процес роботи мережі в еталонній моделі OSI поділено на сім рівнів. Ця теоретична конструкція полегшує вивчення та розуміння досить складних концепцій. У верхній частині моделі OSI розташовується додаток, якому потрібен доступ до ресурсів мережі, в нижній - саме мережеве середовище. У міру того як дані просуваються від рівня до рівня вниз, протоколи, що діють на цих рівнях, поступово готують їх для передачі по мережі. Діставшись цільової системи, дані просуваються за рівнями вгору, причому самі протоколи виконують самі дії, лише у зворотному порядку. У 1983 р. Міжнародна організація зі стандартизації(International Organization for Standardization, ISO) та Сектор стандартизаціїтелекомунікацій Міжнародної телекомунікаційної спілки(Telecommunication Standardization Sector of International Telecommunication Union, ITU-T) опублікували документ "The Basic Reference Model for Open Systems Interconnection", де було описано модель розподілу мережевих функцій між 7 різними рівнями (рис. 1.7). Передбачалося, що ця семирівнева структура стане основою для нового стека протоколів, але у комерційній формі він не був реалізований. Натомість модель OSI використовується з існуючими стеками протоколів як навчальний та довідковий посібник. Більшість популярних в наші дні протоколів з'явилася до розробки моделі OSI, тому в точності з її семирівневою структурою вони не узгоджуються. Найчастіше в одному протоколі поєднані функції двох або навіть кількох рівнів моделі, та й межі протоколів часто не відповідають межам рівнів OSI. Проте модель OSI залишається чудовим наочним посібником для дослідження мережевих процесів, і професіонали часто пов'язують функції та протоколи з певними рівнями.

Інкапсуляція даних

По суті, взаємодія протоколів, що працюють на різних рівнях моделі OSI, проявляється в тому, що кожний протокол додає Заголовок(header) або (в одному випадку) трейлер(Footer) до інформації, яку він отримав від рівня, розташованого вище. Наприклад, програма генерує запит до мережного ресурсу. Цей запит просувається стеком протоколів вниз. Коли він досягає транспортного рівня, протоколи цього рівня додають до запиту власний заголовок, що складається з полів з інформацією, специфічною для функцій цього протоколу. Сам вихідний запит стає протоколу транспортного рівня полем даних (корисним навантаженням). Додавши свій заголовок, протокол транспортного рівня передає запит мережному рівню. Протокол мережного рівня додає до заголовка протоколу транспортного рівня свій власний заголовок. Таким чином, для протоколу мережного рівня корисним навантаженням стають вихідний запит та заголовок протоколу транспортного рівня. Вся ця конструкція стає корисним навантаженням для протоколу канального рівня, який додає до неї заголовок та трейлер. Підсумком цієї діяльності є пакет(Packet), готовий для передачі по мережі. Коли пакет досягає місця призначення, процес повторюється у зворотному порядку. Протокол кожного наступного рівня стека (тепер знизу нагору) обробляє і видаляє заголовок еквівалентного протоколу передавальної системи. Коли процес завершено, вихідний запит досягає додатку якому він призначений, у тому вигляді, в якому він був згенерований. Процес додавання заголовків до запиту (рис. 1.8), згенерованого додатком, називається інкапсуляцією даних(Data encapsulation). По суті, ця процедура нагадує процес підготовки листа для відправки поштою. Запит - це сам лист, а додавання заголовків аналогічне вкладанню листа в конверт, написання адреси, штемпелювання та власне відправлення.

Фізичний рівень

На найнижчому рівні моделі OSI - фізичному(physical) - визначаються характеристики елементів обладнання мережі - мережне середовище, спосіб встановлення, тип сигналів, що використовуються передачі по мережі двійкових даних. Крім того, фізично визначається, який тип мережного адаптера потрібно встановити на кожному комп'ютері і який використовувати концентратор (якщо це потрібно). Фізично ми маємо справу з мідним або оптоволоконним кабелем або з яким-небудь бездротовим з'єднанням. У ЛОМ специфікації фізичного рівня безпосередньо пов'язані з протоколом канального рівня, що використовується в мережі. Вибравши протокол канального рівня, Ви повинні використовувати одну зі специфікацій фізичного рівня, яку підтримує цей протокол. Наприклад, протокол канального рівня Ethernet підтримує кілька різних варіантів фізичного рівня - один із двох типів коаксіального кабелю, будь-який кабель типу «кручена пара», оптоволоконний кабель. Параметри кожного з цих варіантів формуються з численних відомостей про вимоги фізичного рівня, наприклад, до типу кабелю та роз'ємів, допустимої довжини кабелів, кількості концентраторів та ін Дотримання цих вимог необхідне нормальної роботипротоколів. Наприклад, в надто довгому кабелі система Ethernet може не помітити колізію пакетів, а якщо система не в змозі виявити помилки, вона не може виправити їх, результат - втрата даних. Стандартом протоколу канального рівня визначаються в повному обсязі аспекти фізичного рівня. Деякі їх визначаються окремо. Одна з найбільш часто використовуваних специфікацій фізичного рівня описана в документі Commercial Building Telecommunications Cabling Standard, відомому як EIA/TIA 568A. Він опублікований спільно Американським національним інститутом стандартів(American National Standards Institute, ANSI), Асоціації відраслей електронної промисловості(Electronics Industry Association, EIA) та Асоціацією промисловості засобів зв'язку(Telecommunications Industry Association, TIA). У цей документ включено докладний опискабелів для мереж передачі даних у промислових умовах, у тому числі мінімальна відстань від джерел електромагнітних перешкод та інші правила прокладання кабелю. Сьогодні кладку кабелю у великих мережах найчастіше доручають спеціалізованим фірмам. Найнятий підрядник повинен бути добре знайомий з EIA/TIA 568A та іншими подібними документами, а також правилами експлуатації будівель у місті. Інший комунікаційний елемент, який визначається фізично, - тип сигналу передачі даних по мережному середовищі. Для кабелів із мідною основою таким сигналом є електричний заряд, для оптоволоконного кабелю – світловий імпульс. У мережевих середовищах інших типів можуть використовуватися радіохвилі, інфрачервоні імпульси та інші сигнали. Крім природи сигналів, фізично встановлюється схема їх передачі, тобто комбінація електричних зарядів або світлових імпульсів, що використовується для кодування двійкової інформації, яка згенерована вищими рівнями. У системах Ethernet застосовується схема передачі сигналів, відома як манчестерське кодування(Manchester encoding), а системах Token Ring використовується диференційнаманчестерська(Differential Manchester) схема.

Канальний рівень

Протокол канального(data-link) рівня забезпечує обмін інформацією між апаратною частиною включеного в мережу комп'ютера та мережним програмним забезпеченням. Він готує для відправки до мережі дані, передані йому протоколом мережного рівня, і передає на мережевий рівень дані, отримані системою з мережі. При проектуванні та створенні ЛОМ використовуваний протокол канального рівня - найважливіший чинник вибору обладнання та способу його установки. Для реалізації протоколу канального рівня необхідно наступне апаратне та програмне забезпечення: адаптери мережного інтерфейсу (якщо адаптер є окремим пристроєм, що підключається до шини, його називають платою мережевого інтерфейсу або просто мережевою платою); драйвери мережевого адаптера; мережеві кабелі(або інше мережеве середовище) та допоміжне сполучне обладнання; мережеві концентратори (у деяких випадках). Як мережеві адаптери, і концентратори розробляються для певних протоколів канального рівня. Деякі мережеві кабелі також пристосовані для конкретних протоколів, але є й кабелі, які підходять для різних протоколів. Безумовно, сьогодні (як і завжди) найпопулярніший протокол канального рівня – Ethernet. Далеко відстав від нього Token Ring, за яким йдуть інші протоколи, наприклад, FDDI (Fiber Distributed Data Interface). У специфікацію протоколу канального рівня зазвичай включаються три основні елементи: формат кадру (тобто заголовок і трейлер, що додаються до даних мережного рівня перед передачею до мережі); механізм контролю доступу до мережного середовища; одна або кілька специфікацій фізичного рівня, які застосовуються з цим протоколом.

Формат кадру

Протокол канального рівня додає до даних, отриманих від протоколу мережного рівня, заголовок і трейлер, перетворюючи їх на кадр(Frame) (рис. 1.9). Якщо знову вдатися до аналогії з поштою, заголовок та трейлер – це конверт для надсилання листа. Вони містяться адреси системи-відправника і системи-одержувача пакета. Для протоколів ЛОМ, подібних Ethernet і Token Ring, ці адреси є 6-байтні шістнадцяткові рядки, присвоєні мережевим адаптерамна заводі-виробнику. Вони, на відміну від адрес, які використовуються на інших рівнях моделі OSI, називаються апа ратними адресами(hardware address) або МАС-адресами (див. нижче).

ПриміткаПротоколи різних рівнів моделі OSI по-різному називають структури, які вони створюють шляхом додавання заголовка до даних, що прийшли від вищестоящого протоколу. Наприклад, те, що протокол канального рівня називає кадром, для мережного рівня буде дейтаграмою. Найбільш загальною назвою для структурної одиниці даних на будь-якому рівні є пакет.

Важливо розуміти, що протоколи канального рівня забезпечують зв'язок лише між комп'ютерами однієї й тієї ЛВС. Апаратна адреса в заголовку завжди належить комп'ютеру в тій же мережі, навіть якщо цільова система знаходиться в іншій мережі. Інші важливі функції кадру канального рівня - ідентифікація протоколу мережного рівня, що згенерував дані в пакеті, та інформація для виявлення помилок. На мережному рівні можуть використовуватися різні протоколи, і тому кадр протоколу канального рівня зазвичай включається код, з допомогою якого можна встановити, який саме протокол мережного рівня згенерував дані у цьому пакеті. Керуючись цим кодом, протокол канального рівня комп'ютера-отримувача пересилає дані відповідного протоколу мережного рівня. Для виявлення помилок передавальна система обчислює циклічні кий надлишковий код(Cyclical redundancy check, CRC) корисного навантаження і записує його в трейлер кадру. Отримавши пакет, цільовий комп'ютер виконує ті самі обчислення та порівнює результат із вмістом трейлера. Якщо результати збігаються, інформація надана без помилок. В іншому випадку одержувач припускає, що пакет зіпсований, і не приймає його.

Управління доступом до середовища

Комп'ютери в ЛОМ зазвичай використовують загальне напівдуплексне мережеве середовище. При цьому цілком можливо, що передавати дані почнуть одночасно два комп'ютери. У таких випадках відбувається свого роду зіткнення пакетів, колізія(collision), при якому дані в обох пакетах губляться. Одна з головних функцій протоколу канального рівня - керування доступом до мережного середовища (media access control, MAC), тобто контроль за передачею даних кожним з комп'ютерів та мінімізація випадків зіткнення пакетів. Механізм управління доступом до середовища - одна з найважливіших характеристик протоколу канального рівня. В Ethernet для керування доступом до середовища використовується механізм з контролем несучої та виявлення колізій (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD). У деяких інших протоколах, наприклад, Token Ring, використовується передача маркера (token passing).

Специфікації фізичного рівня

Протоколи канального рівня, що використовуються в ЛОМ, часто підтримують більше одного мережевого середовища, і стандарт протоколу включені одна або кілька специфікацій фізичного рівня. Канальний і фізичний рівні тісно пов'язані, тому що властивості мережного середовища істотно впливають на те, як протокол управляє доступом до середовища. Тому можна сказати, що у локальних мережах протоколи канального рівня здійснюють також функції фізичного рівня. У глобальних мережах використовуються протоколи канального рівня, які інформація фізичного рівня не включається, наприклад, SLIP (Serial Line Internet Protocol) і РРР (Point-to-Point Protocol).

Мережевий рівень

На перший погляд може здатися, що мережевий(Network) рівень дублює деякі функції канального рівня. Але це не так: протоколи мережевого рівня «відповідають» за наскрізні(end-to-end) зв'язку, тоді як протоколи канального рівня функціонують лише межах ЛВС. Інакше кажучи, протоколи мережного рівня повністю забезпечують передачу пакета від вихідної до цільової системи. Залежно від типу мережі, відправник і одержувач можуть знаходитися в одній ЛОМ, в різних ЛОМ в межах однієї будівлі або ЛВС, розділених тисячами кілометрів. Наприклад, коли ви зв'язуєтеся з сервером в Інтернеті, на шляху до нього пакети, створені вашим комп'ютером, проходять через десятки мереж. Підлаштовуючись під ці мережі, протокол канального рівня неодноразово зміниться, але протокол мережного рівня по всьому шляху залишиться тим самим. Наріжним каменем набору протоколів TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) і найчастіше використовуваним протоколом мережного рівня є протокол IP (Internet Protocol). Novell NetWare має власний мережевий протокол IPX (Internetwork Packet Exchange), а в невеликих мережах Microsoft Windowsзазвичай використовується протокол NetBEUI (NetBIOS Enhanced User Interface). Більшість функцій, що приписуються мережному рівню, визначаються можливостями протоколу IP. Подібно до протоколу канального рівня, протокол мережного рівня додає заголовок до даних, які він отримав від вищого рівня (рис. 1.10). Елемент даних, соз даний протоколом мережного рівня, складається з даних транспортного рівня та заголовка мережевого рівня і називається дейтаграмою(Datagram).

Адресація

Заголовок протоколу мережного рівня, як і заголовок протоколу канального рівня, містить поля з адресами вихідної та цільової систем. Однак в даному випадку адреса цільової системи належить кінцевому призначенню пакета і може відрізнятися від адреси одержувача заголовку протоколу канального рівня. Наприклад, коли Ви вводите в адресному рядкубраузера адресу Web-вузла, в пакеті, згенерованому Вашим комп'ютером, як адреса цільової системи мережевого рівня вказана адреса Web-сервера, тоді як на канальному рівні на цільову систему вказує адресу маршрутизатора у Вашій ЛОМ, що забезпечує вихід в Інтернет. В IP використовується власна система адресації, яка не залежить від адрес канального рівня. Кожному комп'ютеру в мережі з протоколом IP вручну або автоматично призначається 32-бітовий IP-адреса, що ідентифікує як сам комп'ютер, і мережу, де він перебуває. У IPX для ідентифікації самого комп'ютера використовується апаратний адресу, крім того, спеціальна адреса використовується для ідентифікації мережі, в якій знаходиться комп'ютер. У NetBEUI комп'ютери розрізняються за NetBIOS-іменами, що присвоюються кожній системі під час її встановлення.

Фрагментація

Дейтаграм мережного рівня на шляху до місця призначення доводиться проходити через безліч мереж, стикаючись при цьому зі специфічними властивостями та обмеженнями різних протоколів канального рівня. Одне з таких обмежень – максимальний розмір пакета, дозволений протоколом. Наприклад, розмір кадру Token Ring може досягати 4500 байт, тоді як розмір кадру Ethernet не може перевищувати 1500 байтів. Коли велика дейтаграма, сформована у мережі Token Ring, передається в мережу Ethernet, протокол мережного рівня повинен розбити її кілька фрагментів розміром трохи більше 1500 байт. Цей процес називається фрагментацією(frag mentation). У процесі фрагментації протокол мережного рівня розбиває дейтаграму на фрагменти, розмір яких відповідає можливостям протоколу канального рівня. Кожен фрагмент стає самостійним пакетом і продовжує шлях до цільової системи мережного рівня. Вихідна дейтаграма формується лише після того, як місця призначення досягнуть усі фрагменти. Іноді шляху до цільової системі фрагменти, куди розбита дейтаграмма, доводиться фрагментувати повторно.

Маршрутизація

Маршрутизацією(routing) називається процес вибору в інтермережі найефективнішого маршруту для передачі дейтаграм від системи-відправника до системи-одержувача. У складних інтермережах, наприклад, в Інтернеті або великих корпоративних мережах, часто від одного комп'ютера до іншого можна дістатись кількома шляхами. Проектувальники мереж спеціально створюють надлишкові зв'язки, щоб трафік знайшов дорогу до місця призначення навіть у разі збою одного з маршрутизаторів. За допомогою маршрутизаторів з'єднують окремі ЛОМ, що входять до мережі. Призначення маршрутизатора – приймати вхідний трафік від однієї мережі та передавати його конкретній системі до іншої. В інтермерті розрізняють системи двох видів: кінцеві(end systems) та проміжні(Intermediate systems). Кінцеві системи є відправниками та одержувачами пакетів. Маршрутизатор – проміжна система. В кінцевих системах використовуються всі сім рівнів моделі OSI, тоді як пакети, що надходять у проміжні системи, не піднімаються вище за мережний рівень. Там маршрутизатор обробляє пакет і відправляє його вниз по стеку передачі наступній цільової системі (рис. 1.11).

Щоб правильно спрямувати пакет до мети, маршрутизатори зберігають у пам'яті таблиці з інформацією про мережу. Ця інформація може бути внесена адміністратором вручну або зібрана автоматично з інших маршрутизаторів за допомогою спеціалізованих протоколів. До складу типового елемента таблиці маршрутизації входять адреса іншої мережі та адреса маршрутизатора, через який пакети повинні діставатися цієї мережі. Крім того, в елементі таблиці маршрутизації міститься метрика маршруту -умовна оцінка його ефективності. Якщо до певної системи є кілька маршрутів, маршрутизатор вибирає їх найефективніший і відправляє дейтаграму на канальний рівень передачі маршрутизатору, зазначеному елементі таблиці з найкращою метрикою. У великих мережах маршрутизація може бути надзвичайно складним процесом, але найчастіше вона здійснюється автоматично та непомітно для користувача.

Ідентифікація протоколу транспортного рівня

Так само, як у заголовку канального рівня вказаний протокол мережного рівня, що згенерував і передав дані, у заголовку мережного рівня міститься інформація про протокол транспортного рівня, від якого ці дані були отримані. Відповідно до цієї інформації, система-одержувач передає вхідні дейтаграми відповідному протоколу транспортного рівня.

Транспортний рівень

Функції, що виконуються протоколами транспортного(Transport) рівня, доповнюють функції протоколів мережного рівня. Часто протоколи цих рівнів, що використовуються передачі даних, утворюють взаємозв'язану пару, що видно з прикладу TCP/IP: протокол TCP функціонує транспортному рівні, IP - на мережевому. У більшості наборів протоколів є два або кілька протоколів транспортного рівня, які виконують різні функції. Альтернативою TCP є протокол UDP (User Datagram Protocol). До набору протоколів IPX також включено кілька протоколів транспортного рівня, у тому числі NCP (NetWare Core Protocol) та SPX (Sequenced Packet Exchange). Різниця між протоколами транспортного рівня з певного набору у тому, деякі з них орієнтовані з'єднання, інші - немає. Системи, що використовують протокол, орієнтований на з'єднання(connection-oriented), перед передачею даних обмінюються повідомленнями, щоб встановити зв'язок друг з одним. Це гарантує, що системи включені та готові до роботи. Протокол TCP, наприклад, орієнтовано з'єднання. Коли Ви за допомогою браузера підключаєтеся до Інтернет-сервера, браузер і сервер для встановлення зв'язку спочатку виконують так зване трикроковий рукостискання(three-way handshake). Лише після цього браузер передає серверу адресу потрібної веб-сторінки. Коли передача даних завершена, системи виконують той самий рукостискання для припинення зв'язку. Крім того, протоколи, орієнтовані на з'єднання, виконують додаткові дії, наприклад, відправляють сигнал підтвердження прийому пакета, сегментують дані, керують потоком, а також виявляють та виправляють помилки. Як правило, протоколи цього типу використовуються для передачі великих обсягів інформації, в яких не повинно бути жодного помилкового біта, наприклад, файлів даних або програм. Додаткові функції протоколів з орієнтацією на з'єднання гарантують правильну передачу даних. Ось чому ці протоколи часто називають надійними(Reliable). Надійність у цьому випадку є технічним терміном і означає, що кожен пакет, що передається, перевіряється на наявність помилок, крім того, система-відправник повідомляється про доставку кожного пакета. Недолік протоколів цього полягає у значному обсязі управляючих даних, якими обмінюються дві системи. По-перше, додаткові повідомлення надсилаються при встановленні та завершенні зв'язку. По-друге, заголовок, що додається до пакета протоколом з орієнтацією на з'єднання, значно перевищує за розміром заголовок протоколу, не орієнтованого на з'єднання. Наприклад, заголовок протоколу TCP/IP займає 20 байтів, а заголовок UDP – 8 байтів. Протокол, не орієнтований на з'єднання(connectionless), не встановлює з'єднання між двома системами до передачі. Відправник просто передає інформацію цільовій системі, не турбуючись про те, чи готова вона прийняти дані і чи існує ця система взагалі. Зазвичай системи вдаються до протоколів, не орієнтованих на з'єднання, наприклад, UDP, для коротких транзакцій, що складаються тільки з запитів і сигналів у відповідь. Сигнал у відповідь від одержувача неявно виконує функцію сигналу підтвердження про передачу.

ПриміткаОрієнтовані та не орієнтовані на з'єднання протоколи є не лише на транспортному рівні. Наприклад, протоколи мережного рівня зазвичай не орієнтовані на з'єднання, оскільки забезпечення надійності зв'язку вони покладають на транспортний рівень.

Протоколи транспортного рівня (як і мережевого та канального рівнів) зазвичай містять інформацію з вищих рівнів. Наприклад, у заголовки TCP і UDP включаються номери портів, що ідентифікують додаток, що породив пакет, і додаток, якому він призначений. на сеансовому(session) рівні починається суттєва розбіжність між реально застосовуваними протоколами та моделлю OSI. На відміну від нижчестоящих рівнів, виділених протоколів сеансового рівня немає. Функції цього рівня інтегровані в протоколи, які виконують також функції представницького та прикладного рівнів. Транспортний, мережевий, канальний та фізичний рівні займаються власне передачею даних через мережу. Протоколи сеансового та вищих рівнів до процесу зв'язку відношення не мають. До сеансового рівня належать 22 служби, багато з яких задають способи обміну інформацією між системами, включеними до мережі. Найбільш важливі служби управління діалогом та поділу діалогу. Обмін інформацією між двома системами у мережі називається діалогом(Діалог). Управління діалогом(dialog control) полягає у виборі режиму, в якому системи обмінюватимуться повідомленнями. Таких режимів два: напівдуплексний(two-way alternate, TWA) та дуплексний(Two-way simultaneous, TWS). У напівдуплексному режимі дві системи разом із даними передають також маркери. Передавати інформацію можна лише комп'ютеру, у якого зараз знаходиться маркер. Так вдається уникнути зіткнення повідомлень у дорозі. Дуплексна модель складніша. Маркерів у ній немає; обидві системи можуть передавати дані будь-якої миті, навіть одночасно. Поділ діалогу(dialog separation) полягає у включенні до потоку даних контрольних точок(checkpoints), що дозволяють синхронізувати роботу двох систем. Ступінь складності поділу діалогу залежить від цього, в якому режимі він здійснюється. У напівдуплексному режимі системи виконують малу синхронізацію, яка полягає в обміні повідомленнями про контрольні точки. У дуплексному режимі системи виконують повну синхронізацію за допомогою головного/активного маркера.

Представницький рівень

на представницькому(Presentation) рівні виконується єдина функція: трансляція синтаксису між різними системами. Іноді комп'ютери в мережі використовують різні синтаксиси. Представницький рівень дозволяє їм домовитися про загальний синтаксис для обміну даними. Встановлюючи з'єднання на представницькому рівні, системи обмінюються повідомленнями з інформацією про те, які синтаксиси в них є, і вибирають той, який вони будуть використовувати під час сеансу. Обидві системи, що беруть участь у з'єднанні, мають абстрактнийсинтаксис(abstract syntax) - їхня «рідна» форма зв'язку. Абстрактні синтаксиси різних комп'ютерних платформ можуть відрізнятися. У процесі узгодження системи обирають загальний синтаксис передачіданих(Transfer syntax). Передавальна система перетворює свій абстрактний синтаксис на синтаксис передачі, а система-одержувач по завершенню передачі - навпаки. При необхідності система може вибрати синтаксис передачі даних із додатковими функціями, наприклад, стисненням або шифруванням даних.

Прикладний рівень

Прикладний рівень – це точка входу, через яку програми отримують доступ до моделі OSI та мережевих ресурсів. Більшість протоколів прикладного рівня надає послуги доступу до мережі. Наприклад, протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) більшість програм електронної пошти користується для надсилання повідомлень. Інші протоколи прикладного рівня, наприклад FTP (File Transfer Protocol), самі є програмами. У протоколи прикладного рівня часто включають функції сеансового та представницького рівня. В результаті типовий стек протоколів містить чотири окремі протоколи, які працюють на прикладному, транспортному, мережевому та канальному рівнях.

У мережі виконується безліч операцій, що забезпечують передачу даних від комп'ютера до комп'ютера. Користувача не цікавить, як саме це відбувається, йому необхідний доступ до програми чи комп'ютерного ресурсу, розташованого в іншій комп'ютерній мережі. Насправді ж вся інформація, що передається, проходить багато етапів обробки.

Насамперед, вона розбивається на блоки, кожен із яких забезпечується управляючою інформацією. Отримані блоки оформляються у вигляді мережевих пакетів, потім ці пакети кодуються, передаються за допомогою електричних або світлових сигналів по мережі відповідно до обраного методу доступу, потім з прийнятих пакетів знову відновлюються блоки даних, блоки з'єднуються в дані, які і стають доступними. іншому додатку. Це, звичайно, спрощений опис процесів, що відбуваються.

Частина із зазначених процедур реалізується лише програмно, інша частина – апаратно, а якісь операції можуть виконуватися як програмами, і апаратурою.

Упорядкувати всі процедури, що їх виконують, розділити їх на рівні та підрівні, що взаємодіють між собою, якраз і покликані моделі мереж. Ці моделі дозволяють правильно організувати взаємодію як абонентам всередині однієї мережі, так і різним мережам на різних рівнях. В даний час найбільшого поширення набула так звана еталонна модель обміну інформацією відкритої системи OSI (Open System Interconnection). Під терміном " відкрита система" розуміється не замкнута у собі система, має можливість взаємодії з якимись іншими системами (на відміну закритої системи).

Еталонна модель OSI

Модель OSI була запропонована Міжнародною організацією стандартів ISO (International Standards Organization) у 1984 році. З того часу її використовують (менш-менш суворо) всі виробники мережевих продуктів. Як і будь-яка універсальна модель, OSI досить громіздка, надмірна, і не надто гнучка. Тому реальні мережеві засоби, пропоновані різними фірмами, необов'язково дотримуються прийнятого поділу функцій. Однак знайомство з моделлю OSI дозволяє краще зрозуміти, що відбувається в мережі.

Усі мережні функції моделі розділені на 7 рівнів(рис. 5.1). У цьому вищестоящие рівні виконують складніші, глобальні завдання, навіщо використовують у своїх цілях нижчі рівні , і навіть управляють ними. Мета нижчестоящого рівня – надання послуг вищому рівню, причому вищому рівню не важливі деталі виконання цих послуг. Нижчі рівні виконують більш прості та конкретні функції. В ідеалі кожен рівень взаємодіє тільки з тими, що знаходяться поруч з ним (вище і нижче за нього). Верхній рівень відповідає прикладній задачі, що працює в даний момент додатку, нижній - безпосередньої передачі сигналів каналу зв'язку.


Мал. 5.1.

Модель OSI стосується не тільки локальних мереж, але й будь-яких мереж зв'язку між комп'ютерами або іншими абонентами. Зокрема, функції мережі Інтернет також можна розділити на рівні відповідно до моделі OSI . Принципові відмінності локальних мережвід глобальних, з погляду моделі OSI, спостерігаються лише на нижніх рівнях моделі.

Функції, що входять у показані на рис. 5.1 рівні , що реалізуються кожним абонентом мережі. При цьому кожен рівень на одному абоненті працює так, начебто він має прямий зв'язок із відповідним рівнем іншого абонента. Між однойменними рівнями абонентів мережі існує віртуальний (логічний) зв'язок, наприклад, між прикладними рівнями абонентів, що взаємодіють по мережі. Реальний же, фізичний зв'язок (кабель, радіоканал) абоненти однієї мережі мають лише на нижньому, першому, фізичному рівні. У передавальному абоненті інформація проходить усі рівні , починаючи з верхнього та закінчуючи нижнім. У приймаючому абоненті отримана інформація здійснює зворотний шлях: від нижнього рівня до верхнього (рис. 5.2).


Мал. 5.2.

Дані, які необхідно передати через мережу, на шляху від верхнього (сьомого) рівня до нижнього (першого) проходять процес інкапсуляції ( Мал. 4.6). Кожен нижченаведений рівень як виробляє обробку даних, які надходять із вищого рівня , а й забезпечує їх своїм заголовком, і навіть службовою інформацією. Такий процес обростання службовою інформацією продовжується до останнього (фізичного) рівня. Фізично

Еталонна модель OSI є 7-рівневою мережевою ієрархією створеною міжнародною організацією за стандартами (ISO). Представлена ​​модель на рис.1 має 2 різні моделі:

  • горизонтальна модель на основі протоколів, що реалізує взаємодію процесів та ПЗ на різних машинах
  • вертикальну модель на основі послуг, що реалізуються сусідніми рівнями одна одній на одній машині

У вертикальній – сусідні рівні змінюються інформацією за допомогою інтерфейсів API. p align="justify"> Горизонтальна модель вимагає загальний протокол для обміну інформацією на одному рівні.

Малюнок 1

Модель OSI визначає лише системні методи взаємодії, що реалізуються ОС, ПЗ тощо. Модель не включає способи взаємодії кінцевих користувачів. В ідеальних умовах програми повинні звертатися до верхнього рівня моделі OSI, проте на практиці багато протоколів та програм мають методи звернення до нижніх рівнів.

Фізичний рівень

Фізично дані представлені у вигляді електричних або оптичних сигналів, відповідні 1 і 0 бінарного потоку. Параметри середовища передачі визначаються фізично:

  • тип роз'ємів та кабелів
  • розведення контактів у роз'ємах
  • схема кодування сигналів 0 та 1

Найпоширеніші види специфікацій на цьому рівні:

  • - Параметри незбалансованого послідовного інтерфейсу
  • - Параметри збалансованого послідовного інтерфейсу
  • IEEE 802.3 -
  • IEEE 802.5 -

Фізично не можна вникнути в зміст даних, так як вона представлена ​​у вигляді бітів.

Канальний рівень

На цьому каналі реалізовано транспортування та прийом кадрів даних. Рівень реалізує запити мережного рівня та використовує фізичний рівень для прийому та передачі. Специфікації IEEE 802.x поділяють цей рівень на два рівні управління логічним каналом (LLC) і управління доступом до середовища (MAC). Найпоширеніші протоколи на цьому рівні:

  • IEEE 802.2 LLC та MAC
  • Ethernet
  • Token Ring

Також на цьому рівні реалізується виявлення та виправлення помилок під час передачі. На канальному рівні пакет міститься у полі даних кадру - інкапсуляція. Виявлення помилок можливе за допомогою різних методів. Наприклад реалізація фіксованих меж кадру, чи контрольної сумою.

Мережевий рівень

На цьому рівні відбувається розподіл користувачів мережі на групи. Тут реалізується маршрутизація пакетів на основі MAC-адрес. Мережевий рівень реалізує прозору передачу пакетів транспортного рівня. На цьому рівні стираються межі мереж різних технологій. працюють на цьому рівні. Приклад роботи мережевого рівня показано на рис.2 Найчастіші протоколи:

Малюнок - 2

Транспортний рівень

На цьому рівні потоки інформації поділяються на пакети передачі їх на мережному рівні. Найпоширеніші протоколи цього рівня:

  • TCP - протокол управління передачею

Сеансовий рівень

На цьому рівні відбувається організація сеансів обміну інформацією між кінцевими машинами. На цьому рівні йде визначення активної сторони та реалізується синхронізація сеансу. Насправді багато протоколів інших рівнів включають функцію сеансового рівня.

Рівень вистави

На цьому рівні відбувається обмін даними між програмним забезпеченням на різних ОС. У цьому рівні реалізовано перетворення інформації ( , стиск тощо) передачі потоку інформації на транспортний рівень. Протоколи рівня використовуються і ті, що використовують найвищі рівні моделі OSI.

Прикладний рівень

Прикладний рівень реалізує доступ програми до мережі. Рівень керує перенесенням файлів та керування мережею. Використовувані протоколи:

  • FTP/TFTP – протокол передачі файлів
  • X 400 - електронна пошта
  • Telnet
  • CMIP - управління інформацією
  • SNMP — керування мережею
  • NFS - мережна файлова система
  • FTAM – метод доступу для перенесення файлів

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

гарну роботуна сайт">

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Еталонна модель OSI

У 1984 році з метою упорядкування опису принципів взаємодії пристроїв у мережах Міжнародна організація стандартизації (ISO) запропонувала семирівневу еталонну модель «Взаємодія Відкритих Систем». Модель OSI є основою розробки стандартів на взаємодію систем. Існує 7 основних рівнів моделі OSI:

Модель OSI послужила основою для стандартизації всієї мережевої індустрії, так само є гарною методологічною основою вивчення мережевих технологій.

Передача інформації в мережі відповідає чітко визначеному рівню моделі OSI. Хоча в реального життядеякі апаратні та програмні засоби відповідають відразу за кілька рівнів. Як припустимо, два перших рівня реалізуються, як апаратно, і програмно, інші ж 5,переважно, програмні.

Еталонна модель визначає призначення кожного рівня та правила взаємодії рівнів (таблиця нижче)

Модель OSI визначає шлях інформації через мережеве середовище від однієї прикладної програми на одному ПК до іншої програми на іншому ПК. При цьому інформація, що пересилається, проходить вниз через всі рівні системи. Рівні на різних системахне можуть спілкуватися між собою прямо. Це має лише фізичний рівень. У міру проходження інформації вниз усередині системи вона перетворюється на вигляд, зручний для передачі фізичними каналами зв'язку. Для вказівки адресата до цієї конвертованої інформації додається заголовок з адресою. Після отримання адресатом цієї інформації вона проходить через усі рівні вгору. У міру проходження інформація перетворюється на первісний вигляд. Кожен рівень системи повинен покладатися на послуги, що надаються суміжними рівнями.

Основна ідея моделі OSI у тому, що одні й самі рівні на різних системах, не маючи можливості зв'язуватися безпосередньо, повинні працювати абсолютно однаково. Одинаковим має бути і сервіс між відповідними рівнями різних систем. Порушення цього принципу може призвести до того, що інформація, надіслана від однієї системи до іншої, після всіх перетворень буде не схожа на вихідну.

Дані, що проходять через рівні, мають певний формат. Повідомлення, як правило, ділитися на заголовок та інформаційну частину. Конкретний формат залежить від функціонального призначення, на якому інформація знаходиться зараз. Але деякі рівні не потребують приєднання заголовків, вони просто можуть виконувати перетворення отриманих фізичних даних до формату, що підходить для суміжних рівнів.

ПРОЦЕС ПЕРЕТВОРЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ:

Протоколи та інтерфейси

При надсиланні повідомлень обидва учасники мережного обміну повинні дотримуватися багатьох угод. Угоди мають бути єдиними всім рівнів, від найнижчого передачі бітів до найвищого рівня, визначального інтерпретацію інформації. Такі формалізовані правила, що визначають послідовність та формат повідомлень на одному рівні, називаються протоколами. Ієрархічно організована сукупність протоколів називаються стеком комунікаційних протоколів.

Протоколи сусідніх рівнів на одному вузлі взаємодіють один з одним відповідно до чітко визначених правил, що описують формат повідомлень. Ці правила прийнято називати інтерфейсом. Він визначає набір послуг, які надає нижчележачий рівень.

Додаток може використовувати системні засоби взаємодії як організації діалогу з іншим додатком, але й отримання послуг тієї чи іншої мережевого сервісу.

У моделі OSI відрізняється два основних типи протоколів. У протоколах з підключенням (Connectionless- Oriented Network Service, CONS) перед обміном даними відправник і одержувач повинні спочатку встановити з'єднання і, можливо, вибрати протокол, який вони використовуватимуть. Після завершення діалогу вони мають розірвати з'єднання.

Протоколи без попереднього встановлення з'єднання (Connectionless Network Service, CLNS) або діаграмні протоколи. Відправник просто надсилає повідомлення, коли воно готове.

Рівні моделі OSI

Фізичний рівень

На цьому рівні виконуються електричні, механічні, функціональні та інші параметри фізичного зв'язку. Описує процес проходження сигналів через середовище передачі між мережними пристроями. Нею може бути мідний кабель, коаксіальний і т.д. Тому до фізичного рівня відносяться характеристики середовищ передачі: смуги пропускання, перешкодозахищеність, хвильовий опір та ін, а так само фронти імпульсів, рівні напруги, струму сигналу, що передається, типи кодування, швидкості передачі сигналів. Стандартизуються типи роз'ємів, та опр. призначення кожного контакту.

Єдиним типом обладнання, яке працює тільки фізично, є повторювачі.

Fast Ethernet - є еволюційним розвитком Ethernet. Ця таблицяпоказує, що основні відмінності Fast Ethernet від Ethernet зосереджені фізично.

Більш складна структура пояснюється тим, що в ній використовується три середовища передачі: оптоволоконний кабель, неекранована кручена пара категорії 5 (задіяні дві пари) і неекранована кручена пара категорії 3 (задіяні чотири пари), причому в порівнянні з варіантами фізичної реалізації Ethernet тут відмінності кожного варіанти від інших глибші.

Для технології Fast Ethernet розроблено різні варіанти фізичного рівня. Фізичний рівень складається з трьох підрівнів: узгодження, інтерфейсу, MII (Media Independent Interface-інтерфейсу, незалежного від середовища) та фізичного рівня. Фіз.рівень забезпечує кодування даних, що надходять від підрівня МАС, для передачі їх по фізичному середовищі певного типу, синхронізацію даних, що передаються, а також їх прийом і декодування. Інтерфейс MII підтримує незалежний від використовуваного фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC та підрівнем PHY. Подуровень узгодження потрібен для того, щоб узгодити роботу підрівня MAC з інтерфейсом MII.

Подальшим розвитком став Gigabit Ethernet, який забезпечує взаємодію між рівнем МАС та фізичним рівнем. Цей інтерфейс є розширенням інтерфейсу MII і може підтримувати швидкість передачі 10,100 і 1000 Мбіт/c

Фізичний рівень розділений на 2 підрівні: незалежний від середовища (PHY) і залежить від середовища (PMD). Роботу всіх рівнів контролює протокол керування станцією STM (Station Management). Підрівень PMD забезпечує передачу даних від однієї станції до іншої за конкретним фізичним середовищем, а підрівень PHY виконує кодування та декодування даних, що циркулюють між підрівнем МАС та підрівнем PMD, а також забезпечує тактування інформаційних сигналів.

Фізичний рівень ділитися на два підрівні: підрівень узгодження з системою передачі (Transmission Convergence, TC) і рівень фізичного середовища (Physical Medium-PM). Підрівень ТЗ виконує упаковку осередків, що надходять з верхнього рівня моделі АТМ, транспортні кадри, що передаються. Підрівень фізичного середовища регламентує швидкість передачі даних та відповідає за синхронізацію між передачею та прийомом.

Існують 3 організації, що визначають фізичний рівень технології АТМ: ANSI, ITU/CCITT та форум АТМ.

Канальний рівень

Забезпечує надійну передачу даних через канал. Канальний рівень оперує блоками даних, званими кадрами(frame) Основним призначенням є прийом кадру з мережі та відправлення їх у мережу. За виконання цього завдання канальний рівень здійснює:

1. фізичну адресацію переданих повідомлень

2. дотримання правил використання фізичного каналу

3. виявлення несправностей

4. керування потоками інформації.

Замість прямої адресації у міру проходження осередків з інформацією через комутатори АТМ у заголовках осередків відбувається перетворення індетифікаторів віртуальних шляхів та каналів. Додається також нова функція: мультиплексування та демультиплексування осередків.

Для доступу до середовища в локальних мережах використовуються два методи:

1.метод випадкового доступу

2. метод маркерного доступу

1.Будь-яка станція мережі намагається отримати доступ до каналу передачі в необхідний момент часу. Якщо канал зайнятий, станція повторює спроби доступу до звільнення (Ethernet)

2. Застосовується в мережах Token Ring, ArcNet, FDDI та 100VG-AnyLan. Заснований на передачі від однієї станції до іншої маркера доступу. При отриманні маркера станція має право передати інформацію.

Особливість у цьому, що це станції беруть участь у передачі на рівних підставах.

Канальний рівень забезпечує правильність передачі кожного кадру, додаючи до кадру його контрольну суму. Одержувач кадру перевіряє достовірність отриманих даних шляхом порівняння обчисленої та переданої з кадром контрольних сум.

Функції канального рівня реалізуються встановленими в кс адаптерами та відповідними драйверами, а також різним комунікаційним обладнанням: мостами, комутаторами, маршрутизаторами.

Ці пристрої повинні: формувати кадри, а аналізувати та обробляти кадри, приймати кадри з мережі та відправляти кадри до мережі.

IEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) запропонував інший варіант, де канальний рівень поділяється на 2 підрівні:

1. Рівень управління логічним каналом (LLC)

2. рівень доступу до середовища (МАС)

1.Відповідає за достовірну передачу кадрів між станціями мережі та взаємодію з мережевим рівнем. МАС рівень лежить нижче LLC-рівня та забезпечує доступ до каналу передачі даних. Рівень LLC дає вищим рівням можливість керувати якістю послуг. LLC забезпечує сервіс трьох типів:

1. Сервіс без підтвердження доставки та встановлення з'єднання

2. Сервіс із встановленням з'єднання

3. Сервіс без встановлення з'єднання з підтвердженням доставки

Головною функцією рівня МАС є забезпечення доступу до каналу. На цьому рівні формується фізична адреса пристрою, підключеного до каналу. (МАС-адреса) Кожен пристрій мережі ідентифікується цією унікальною адресою, яка надається всім мережевим інтерфейсам пристрою. МАС-адреса дозволяє виконувати точкову адресацію кадрів, групову широкомовну. При передачі даних у мережі відправник вказує МАС-адресу одержувача в кадрі, що передається.

МАС-рівень має узгоджувати дуплексний режим роботи рівня LLC із фізичним рівнем. Для цього він буферезує кадри для передачі їх за призначенням у момент отримання доступу до середовища.

Функції протоколів канального рівня різняться залежно від цього, призначений цей протокол передачі інформації у локальних чи глобальних мережах. Протоколи канального рівня в локальних мережах орієнтуються використання розділяється між комп'ютерами середовища передачі. Тому в протоколах є підрівень доступу до середовища, що розділяється. Хоча канальний рівень локальної мережі і забезпечує доставку кадру між будь-якими двома вузлами локальної мережі, він робить це тільки в мережі з певною топологією зв'язків, а саме з тією топологією для якої він був розроблений.

Особливістю канального рівня локальних мереж є широке використання дейтаграмного методу доставки даних.

Прикладами протоколів канального рівня для локальних мереж є Token Ring, Ethernet, Fast Ethernet, 100-VG-AnyLan, FDDI

У глобальних мережах, які рідко мають регулярну топологію, канальний рівень забезпечує обмін повідомленнями між двома сусідніми ПК. До таких протоколів типу "точка-точка" відносяться PPP, SLIP, LAP-B, LAP-D.

Мережевий рівень

Займає у моделі проміжне положення. Його послугами користується вищі рівні, а виконання своїх функцій він використовує канальний рівень. Мережевий рівень служить до роботи у довільних мережевих топологіях із збереженням простоти передачі пакета базових топологій.

При об'єднанні мереж кадри канального рівня додається заголовок мережного рівня. Цей заголовок дозволяє знаходити адресата у мережі з будь-якою топологією.

Заголовок пакета мережного рівня має уніфікований формат, що не залежить від форматів кадрів канального рівня мереж, що входять до об'єднаної мережі. Основне місце в заголовку мережного рівня приділяється адресату одержувача. При цьому використовується МАС-адреса. Така адресація дозволяє протоколам мережного рівня складати точну схему зв'язку та вибирати оптимальні маршрути за будь-якої топології. Крім адреси, заголовок мережного рівня може містити додаткову інформацію.

Логічне з'єднання на мережному рівні забезпечує механізм доставки пакетів від відправника до одержувача в масштабі часу, що визначається мережним протоколом, що використовується. При цьому охайні мережеві протоколиможуть вносити різні технологічні затримки у передачі даних.

Ряд переваг при комутації передачі маленьких блоків, а не файлів:

1) вона безпосередньо відображається в базове мережне обладнання

2) вона поділяє процеси передачі даних від прикладних програм.

3) вона робить систему гнучкою

4) вона дозволяє адміністраторам мереж вводити нові мережеві технології

2 методи призначення мережевої адреси:

1) у першому методі мережевий та канальний адреси не збігаються, що забезпечує гнучкість за рахунок незалежності від формату адреси канального рівня

2) у другому методі використовується адреса канального рівня. Це позбавляє адміністратора від присвоєння адрес вручну та встановлення відповідності між мережевими адресами одного і того ж абонента в мережі.

Мережевий рівень надає кошти:

1) доставки пакетів у мережах з довільною топологією

2) структуризації мережі методом локалізації широкомовного трафіку

3) узгодження канальних рівнів

Маршрутизатор - це пристрій, який збирає інформацію про топологію міжмережевих з'єднань і на її підставі пересилає пакети мережного рівня в мережу призначення.

Маршрутизація - вона і є головним завданняммережного рівня.

На мережному рівні діють 2 види протоколів:

1) відноситься до визначення правил передачі пакетів від кінцевих вузлів до маршрутизаторів та між маршрутизаторами

2) протоколи обміну інформацією про маршрути

Протоколи мережного рівня реалізуються драйверами операційної системи, а також програмними та апаратними засобами маршрутизаторів.

Рівень адаптації складається з 2 підрівнів: підрівень сходження (CS) та підрівня сегментації та складання (SAR).

Розглянуті 3 рівні моделі OSI є обов'язковими, саме цих рівнях формуються інформаційні потоки, відбувається комутація і маршрутизація мережами і здійснюється доставка даних одержувачу.

Транспортний рівень

мережа інтерфейс локалізація пакет

Призначений для оптимізації передачі від відправника до одержувача, управління потоком даних та реалізації запитаного сеансовим рівнем якості обслуговування. Визначається потрібний розмір пакета. Транспортний рівень гарантує, що дані отримані у правильному порядку, він же перевіряє дублікати та пересилає втрачені пакети. Транспортний рівень забезпечує передачу даних з тим ступенем надійності, який потрібний додаткам. Модель OSI визначає 5 класів сервісу транспортного рівня.

Вибір класу сервісу визначається вмінням програми перевіряти дані та надійністю всієї системи транспортування в мережі.

приклад транспортного протоколу: TCP та UDP стека TCP/IP та протокол SPX Novell

Сеансовий рівень

Керує діалогом між двома пристроями. Встановлюються правила початку та завершення взаємодії та підтримуються функції відновлення після виявлення помилок інформування про них верхніх рівнів. На цьому рівні визначається, яка зі сторін є активною в даний момент, а також надає засоби синхронізації.

Рівень вистави

Виконує перетворення даних між пристроями з різними форматамиданих (ANCII в EBCDIC). Крім того він може здійснювати шифрування та дешифрування даних. У режимі передачі рівень подання передає інформацію від прикладного рівня сеансового рівня після того, як він сам виконає відповідну модифікацію або конвертування даних. У режимі прийому цей рівень передає инф-ия. вгору сеансового рівня до прикладного. Рівень уявлення гарантує, що инф-ия, що передається прикладним рівнем однієї системи, буде зрозуміла прикладному рівню іншої системи. (Приклад протокол Secure Socket Layer)

Прикладний рівень

Служить інтерфейсом користувача з мережею. Цей рівень безпосередньо взаємодіє з користувальницькими прикладними програмами, надаючи їм доступ до мережі. Знаходяться мережеві програми: електронна пошта, передача файлів у мережі, спільна підготовка документів тощо. Як протокол прикладного рівня можна віднести: Novell NetWare, NFS, FTP, TFTP

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

    Взаємодія рівнів у зв'язку, його еталонна модель для відкритих систем. Функції рівнів моделі OSI. Сетозалежні протоколи, а також протоколи, орієнтовані на додатках, їх порівняльний опис та використання у сучасних мережах.

    реферат, доданий 16.04.2015

    Бездротові стандарти IEEE 802.х; модель взаємодії відкритих систем Методи локалізації абонентських пристроїв у стандарті IEEE 802.11 (Wlan): технологія "зняття радіовідбитків"; локалізація на основі радіочастотної ідентифікації RFID у мережах Wi-Fi.

    курсова робота , доданий 04.06.2014

    Еталонна модель взаємодії відкритих систем як головний принцип взаємодії у мережах. Аналіз особливостей взаємодії різнотипних додатків за умов різних стратегій передачі. Призначення рівнів програми, уявлення та сеансу.

    контрольна робота , доданий 10.04.2013

    Вимоги до технічного забезпечення систем автоматизованого проектування. Обчислювальні мережі; еталонна модель взаємозв'язку відкритих систем мережеве обладнанняробочих місць у САПР. Методи доступу до локальних обчислювальних мережах.

    презентація , доданий 26.12.2013

    Активні та пасивні пристрої фізичного рівня. Основні схеми взаємодії устройств. Архітектура фізичного рівня. Базова еталонна модель взаємодії відкритих систем. Параметри середовищ передачі. Характеристики мережевих концентраторів

    курсова робота , доданий 02.02.2014

    Основні концепції об'єднання обчислювальних мереж. Базова еталонна модель взаємодії відкритих систем. Обробка повідомлень за рівнем моделі OSI: ієрархічний зв'язок; формати інформації; проблеми сумісності. Методи доступу до ЛОМ; протоколи.

    презентація , додано 13.08.2013

    Офіційні міжнародні організації, які виконують роботи зі стандартизації інформаційних мереж, протоколи IP, ARP, RARP, семирівнева модель OSI. TCP/IP, розподіл протоколів за рівнями ISO в локальних та глобальних мережах, поділ IP-мереж.

    шпаргалка, доданий 24.06.2010

    Теоретичні засади організації локальних мереж. Загальні відомостіпро мережі. Топологія мереж. Основні протоколи обміну у комп'ютерних мережах. Огляд програмних засобів. Аутентифікація та авторизація. Система Kerberos. Встановлення та налаштування протоколів мережі.

    курсова робота , доданий 15.05.2007

    Визначення ефективності методів RSS та TOA, їх порівняння у позиціонуванні абонентських станцій усередині приміщень та на відкритих просторах. Принципи локалізації абонентів у стандарті IEEE 802.11. Використання систем локалізації об'єктів у мережах Wi-Fi.

    курсова робота , доданий 07.12.2013

    Поширені мережеві протоколи та стандарти, що застосовуються у сучасних комп'ютерних мережах. Класифікація мереж за певними ознаками. Моделі мережевої взаємодії, технології та протоколи передачі даних. Запитання технічної реалізаціїмережі.



ПОХОДЖЕННЯ СТАТТІ