Уровни модели osi

1. Физический (Physical) – передача по физическим линиям связи (передающей среде)Протоколы (последовательность действий) определяются характеристиками передающей среды: полоса пропускания, помехозащищенность линии… На выходе у уровня сигналы с определенными характеристиками, наилучшим образом подходящие для передачи в данной передающей среде: уровни напряжения, кодировка, частота, фаза сигнала.

Например, физический уровень реализуется в сетевом адаптере ЛВС; протокол спецификации 10Base-T означает: технология Ethernet, неэкранированная витая пара категории 3 с волновым сопротивлением 100 Ом, разъемом RJ-45, максимальная длина между репитерами – 100 метров, кодировка данных – Manchester code.

2. Канальный (Datalink) – одной из задач является определение доступности (готовности среды передачи) – пример – общая шина, эфир. Сеть, в которой начинают передавать несколько станций одновременно, данные накладываются друг на друга – разобраться невозможно. Выход – установить порядок (устранить конфликт).

Для борьбы с ошибками биты группируются в кадры (frame). Уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, для этого он помещает специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра. А так же вычисляет контрольную сумму, обрабатывая все биты кадра, и записывает ее значение в заголовок. При получении адресат заново вычисляет контрольную сумму и сравнивает ее значение с принятым. Должны совпасть! Ошибка исправляется при использовании исправляющих кодов или при повторной передаче.

Пример: Ethernet, Token Ring, FDDI.

Протоколы канального уровня используются рабочими станциями, коммутаторами, мостами и маршрутизаторами. В рабочих станциях реализуется драйвером и сетевым адаптером совместно. Обычно рабочие станции связываются по протоколу «точка-точка» и используют дополнительное оборудование – сеть на основе мейнфреймов, кот. объединяет информацию нескольких каналов связи и передает их по линии.

Часто функции канального уровня объединяются с сетевым уровнем, и выделить канальный уровень не всегда возможно. Пример: сети по технологии ATM.

Доставка сообщений за счет функций только канального уровня до любого узла составной сети (многосегментной) не представляется возможным – должны быть использованы сетевой и транспортный уровни. Для автономной сети (односегментной) доставка может быть выполнена на канальном уровне (практически не используется).

3. Сетевой (Network) – служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей (составная сеть). В общем случае, под сетью понимается некоторая совокупность рабочих станций, соединенных между собой в соответствии с одним из стандартных сетевых технологий и использующаяся для передачи данных, определенных для канального уровня в соответствии с этой сетевой технологией. Составные сети объединяются между собой с помощью маршрутизаторов. Совершаются транзитные передачи между сетями. Каждый раз выбирается подходящий оптимальный маршрут (последовательность прохождения пакетом маршрутизаторов).

Задача выбора наилучшего маршрута – маршрутизация – одна из главных задач сетевого уровня.

Как правило, критерии выбора маршрута могут быть следующие: минимальный трафик, время доставки, надежность передачи и так далее. Элементы данных, которые передаются на сетевом уровне, называются пакетами. При адресации применяются понятия «номер сети», «номер узла в сети». Все узлы 1 сети имеют одинаковый адрес сети.

На сетевом уровне различают следующие виды протоколов:

1. Сетевые протоколы (routed protocols) реализуют продвижение пакетов по сети.

2. Протоколы маршрутизации (routing protocols) с помощью этих протоколов маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений (существующих маршрутах).

Эти два типа протоколов реализуются обычно компонентами ОС и аппаратными средствами маршрутизаторов.

3. Протоколы разрешения адресов (address resolution protocols ARP) отвечают за отображение адреса узла на сетевом уровне в локальный адрес внутри сети.

Примеры: IP из стека TCP/IP, IPX из стека IPX/SPX, Novel Network.

4. Транспортный (Transport) – обеспечивает верхним уровнем стека (высокоуровневыми протоколами) передачу данных с определенной степенью надежности.

Моделью OSI определено 5 классов сервиса? предостовляемых на транспортном уровне. Классы отличаются качеством предоставления услуг: срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, обнаружение и исправление ошибок передачи (искажение, потеря, дублирование пакетов), наличие средств мультиплексирования нескольких соединений различных приложений через один протокол. Облегченные (менее качественные) сервисы используются, когда вероятность ошибок, необнаруженных протоколами более низких уровней не велика, отсутствуют проверки и другие способы повышения надежности. Компоненты транспортного уровня реализуются ОС.

Пример: TCP, UDP, SPX.

Примечание: Протоколы первых 4-х уровней (физический – транспортный) называются транспортной подсистемой, которая обеспечивает доставку информации до адресата. Последующие уровни отвечают только за представление информации.

5. Сеансовый (Session) – управление диалогом при взаимодействии – фиксирование, какая из сторон является активной в настоящий момент; осуществление синхронизации; вставка контрольных точек в длинные передачи для отката в случае нештатного разрыва соединения. Редко реализуется отдельным уровнем – обычно объединяется с более высокими уровнями.

6. Представительский (Presentation) уровень определяет форму представления передаваемой информации, не меняя ее содержимое. Информация в кодировке одной системы понятна системам, использующим другую кодировку. На этом уровне могут использоваться компоненты криптографической защиты (SSL – Secure Socket Layer)

7. Прикладной (Application) уровень – набор протоколов, по которым пользователи получают доступ к ресурсам. Единица данных на этом уровне – сообщение.

Пример: FTP, SMB в MS Windows.

Выводы:

1. 3 нижних уровня – сетезависимые, то есть их реализация зависит от топологии сети и коммутационного оборудования. Например, переход с коаксиального кабеля на оптоволокно означает полную смену этих протоколов.

2. Остальные уровни не зависят от сетевого оборудования.

3. Модель OSI не является единственной моделью сетевого взаимодействия.

Источники стандартов по сетевому взаимодействию следующие:

1. Стандарты фирм;

2. Стандарты международных комитетов и объединений (ATM Forum);

3. Национальные стандарты (FDDJ, ANSI);

4. Международные стандарты (ISO).

Основные организации стандартизации:

1. ISO – International Standard

2. IEEE – Institute

3. ANSI – American National Standard Institute

4. ISOC – International Soviet

5. IAB – Intermit Architecture Board

6. IETF – Intend Engineer Task Force

7. IRTF – Intend Research Task Force

8. NIST (MIT) – National Institute