Рівні моделі osi Фізичний (Physical)

Фізичний (Physical) займається в буквальному значенні цього слова – передачею даних середовищем передачі (мідним чи оптичним провідником, радіоканалом тощо).

На цьому рівні моделі OSI визначаються такі характеристики мережних компонентів: типи з'єднань середовищ передачі даних, фізичні топології мережі, способи передачі даних (із цифровим або аналоговим кодуванням сигналів), види синхронізації переданих даних, поділ каналів зв'язку. Цей рівень вимагає наявності деяких знань основ передачі даних. Фізичний (Physical) рівень має справу з передачею бітів фізичними каналами зв'язку. До цього рівня мають відношення наступні характеристики фізичних середовищ передачі даних: смуга пропускання, перешкодозахищеність, хвильовий опір та ін. Також визначаються характеристики електричних сигналів, що передають інформацію, наприклад, крутизна фронтів імпульсів, рівні напруги або струму переданого сигналу, тип кодування, швидкість передачі сигналів.

Із фізичним рівнем асоціюється підключення наступного мережного встаткування: концентраторів, хабів і регенеруючих повторювачів електричних сигналів; роз’ємів середовища передачі, що забезпечують механічний інтерфейс для зв'язку пристрою із середовищем передачі; модемів та різних перетворюючих пристроїв, що виконують цифрові й аналогові перетворення. Цей рівень моделі OSI визначає фізичні топології в мережі, які будуються з використанням базового набору стандартних топологій. З боку комп'ютера функції фізичного рівня виконуються мережним адаптером або послідовним портом.

Канальний (Data Link)

Канальний рівень, по-перше, перевіряє доступність середовища передачі, а по-друге, реалізує механізми виявлення й корекції помилок.

Для роботи на канальному рівні біти групуються в набори. Ці набори називаються кадрами (frame). Канальний рівень забезпечує коректність передачі кожного кадру. Для цього канальний рівень застосовує метод підрахунку контрольної суми.

Якщо на фізичному рівні одиниця інформації – біти, то на канальному рівні – кадри.

Спеціальна послідовність біт поміщається в початок і кінець кожного кадру для його виділення, а також обчислюється контрольна сума, всі байти обробляються певним способом та додається контрольна сума до кадру. У такому вигляді кадр приходить мережею до одержувача, який знову обчислює контрольну суму отриманих даних, порівнює результат із контрольною сумою з кадру. Якщо вони збігаються, то кадр правильний і одержувач його приймає. Якщо ж контрольні суми не збігаються, то про подальшу його обробку ніякої мови й бути не може – фіксується помилка передачі. У такий спосіб забезпечується контроль правильності кожного кадру інформації, але, крім цього, канальний рівень може виправляти ці помилки за рахунок повторної передачі кадрів.

Слід зауважити, що в принципі виправлення помилок – це необов'язкова функція канального рівня.

Якщо фізичний рівень визначає фізичну структуру мережі, то канальний рівень визначає логічну топологію цієї ж мережі, правила одержання доступу до середовища передачі даних, розв’язує питання, пов'язані з адресацією фізичних пристроїв у рамках логічної мережі й керуванням передачею інформації (синхронізація передачі й сервіс з'єднань) між мережними пристроями.

Канальний рівень визначає:

• правила організації бітів фізичного рівня (двійкові одиниці та нулі) у логічні групи інформації, що називаються кадрами або фреймами (frame).

• правила виявлення (й іноді виправлення) помилок при передачі;

• правила керування потоками даних (для пристроїв, що працюють на цьому рівні моделі OSI, наприклад, мостів);

• правила ідентифікації комп'ютерів у мережі за фізичними адресами.

Із канальним рівнем звичайно пов'язані наступні мережні сполучні пристрої:

• мости;

• інтелектуальні концентратори;

• комутатори;

• мережні інтерфейсні плати (мережні інтерфейсні карти, адаптери).

Інформація, що додається до початку пакета даних на канальному рівні, може включати адресу джерела й адресу призначення (фізичну або апаратну), інформацію про довжину фрейму й інформацію про активні протоколи верхнього рівня.

Незважаючи на те, що в локальній мережі канальний рівень забезпечує доставку кадру між будь-якими двома вузлами локальної мережі, він це робить тільки в мережах із визначеною топологією зв'язків – тією топологією, для якої він був розроблений. До типових топологій, які підтримує канальний рівень локальних мереж, належать спільна шина, кільце й зірка, а також структури, отримані з них за допомогою мостів і комутаторів.

У глобальних мережах, у яких рідко зустрінеш стабільну топологію, канальний рівень часто забезпечує обмін повідомленнями тільки між двома сусідніми комп'ютерами, з'єднаними індивідуальною лінією зв'язку.

У цілому канальний рівень – дуже потужний та закінчений набір функцій із пересилання повідомлень між вузлами мережі.

Проте для забезпечення якісного транспортування повідомлень у мережах довільних топологій і технологій функцій канального рівня виявляється недостатньо, тому в моделі OSI розв’язання цього завдання покладається на два наступні рівні – мережний та транспортний рівні.