Уровни модели OSI. Сетевые модели устанавливают соглашения о том, как передавать и принимать данные для всех этапов взаимодействия по сети

Сетевые модели устанавливают соглашения о том, как передавать и принимать данные для всех этапов взаимодействия по сети, начиная от передачи битов, до определения того, как информация должна быть интерпретирована.

Для упорядочивания и обеспечения возможности стандартизировать все выполняемые при взаимодействии по сети процедуры используют архитектурный подход, согласно которому сетевые системы описываются с помощью сетевых моделей.

Сетевые модели. Модель OSI

Тема 1.3 Сетевые модели. Модель OSI. Модель IEEE Project 802

Модели построения компьютерной сети

Существуют две модели построения компьютерной сети - модель рабочих групп и модель доменов.

В модели рабочих групп пользователи управляют ресурсами, которые распределены среди множества компьютеров. Фактически, ресурсы и управление окружением рабочей группы распределены по сети, т. е. каждый пользователь является сетевым администратором своей собственной машины.

В практических целях рабочую группу можно рассматривать как множество машин, логически сгруппированных под одним именем (названием рабочей группы). Объединение компьютеров в рабочую группу помогает упорядочить список машин, упрощая поиск нужной машины для соединения с ней.

В сетях рабочих групп каждый компьютер поддерживает свою собственную систему безопасности и собственные бюджеты пользователей и групп. Каждый индивидуальный пользователь отвечает за предоставление прав доступа, использование паролей и назначение общедоступных ресурсов.

Домен это тоже группа компьютеров, логически объединенных под одним именем (имя домена) плюс централизованная система безопасности. Концепция домена привносит централизованное администрирование в функционирование рабочей группы. Домен имеет один компьютер - основной контроллер домена, который отвечает за систему безопасности. Бюджеты пользователей регистрируются и хранятся в контроллере домена (в одном месте).

Модель OSI. Уровни модели OSI: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительский, прикладной

Для стандартизации взаимодействия сетевых компонентов бала разработана открытая система, которая представляет собой вычислительную среду, состоящую из аппаратных и программных продуктов и использующая технологии, разработанные в соответствии с общедоступными и общепринятыми стандартами.

Стандарты взаимодействия открытых систем были разработаны в начале 80-х годов международной организацией по стандартизации (ISO) и названа моделью OSI эта модель разбивает все процессы взаимодействия и передачи данных по сети на семь уровней и для каждого уровня определяются выполняемые ими функции, даются термины и определения основных понятий.

Физический уровень (Physical layer) - имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или цифровой территориальный канал. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, передающих дискретную информацию, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта.

Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. На физическом уровне просто пересылаются биты.

Одной из задач канального уровня (Data Link layer) является проверка доступности среды передачи. Другой задачей является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, для его выделения, а также вычисляет контрольную сумму, обрабатывая все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит по сети, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка. Канальный уровень может не только обнаруживать ошибки, но и исправлять их за счет повторной передачи поврежденных кадров. Необходимо отметить, что функция исправления ошибок не является обязательной для канального уровня, поэтому в некоторых протоколах этого уровня она отсутствует.

К типовым топологиям, поддерживаемым протоколами канального уровня локальных сетей, относятся общая шина, кольцо и звезда, а также структуры, полученные из них с помощью мостов и коммутаторов. Примерами протоколов канального уровня являются Eternet, Token Ring, FDDI.

В локальных сетях протоколы канального уровня используются компьютерами, мостами, коммутаторами и маршрутизаторами. В компьютерах функции канального уровня реализуются совместными усилиями сетевых адаптеров и их драйверов.

В целом канальный уровень представляет собой весьма мощный и законченный набор функций по пересылке сообщений между узлами сети.

Сетевой уровень (Network layer) служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать совершенно разные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей.

На сетевом уровне под сетью понимается совокупность компьютеров, соединенных между собой в соответствии с одной из стандартных типовых топологий и использующих для передачи данных один из протоколов канального уровня, определенный для этой топологии.

Доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень, который и поддерживает возможность правильного выбора маршрута передачи сообщения даже в том случае, когда структура связей между составляющими сетями имеет характер, отличный от принятого в протоколах канального уровня. Сети соединяются между собой маршрутизаторами. Чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество транзитных передач между сетями, или хопов (от hop - прыжок), каждый раз выбирая подходящий маршрут. Таким образом, маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет.

Сетевой уровень решает также задачи согласования разных технологий, упрощения адресации в крупных сетях и создания надежных и гибких барьеров на пути нежелательного трафика между сетями.

Сообщения сетевого уровня принято называть пакетами (packets). При организации доставки пакетов на сетевом уровне используется понятие "номер сети". В этом случае адрес получателя состоит из старшей части - номера сети и младшей - номера узла в этой сети. Все узлы одной сети должны иметь одну и ту же старшую часть адреса, поэтому термину "сеть" на сетевом уровне можно дать и другое, более формальное определение: сеть - это совокупность узлов, сетевой адрес которых содержит один и тот же номер сети.

Транспортный уровень (Transport layer) является ответственным за то, чтобы данные не содержали ошибок, а сегменты были переданы в соответствующей последовательности. Если в данных обнаруживаются ошибки, то они передаются повторно.

Транспортный уровень связывает нижние уровни (физический, канальный, сетевой) с верхними, которые реализуются программными средствами. Этот уровень помогает разделить средства формирования данных в сети от средств передачи. Выполняется разделение информации по определенной длине и уточняется адрес назначения. Транспортный уровень позволяет разбивать данные и передавать их по разным линиям и по одной линии передавать данные для разных получателей.

Транспортный уровень отвечает за выбор соответствующего протокола, обеспечивающего требуемое качество обслуживания на сети. Транспортный уровень отвечает за надежность доставки данных: после проверки контрольной суммы принимается решение о сборке сообщения в одно целое. Если сетевой уровень определяет только правила доставки информации, то транспортный уровень отвечает за целостность доставляемых данных.

Сеансовый уровень (Session layer) осуществляет управление сеансами (сессиями) связи между двумя взаимодействующими прикладными пользовательскими процессами (пользователями). Определяется начало и окончание сеанса связи: нормальное или аварийное; определяется время, длительность и режим сеанса связи, точки синхронизации для промежуточного контроля и восстановления данных при их передачи, восстанавливается соединение после ошибок во время сеанса связи без потери данных.

Сеансовый уровень также поддерживает функции управления паролями, подсчета платы за пользование ресурсами сети, управления диалогом, синхронизации и отмены связи в сеансе передачи после сбоя вследствие ошибок в нижерасположенных уровнях.

На этом уровне происходит преобразование данных из кадров, используемых для передачи данных, в экранный формат или формат для печатающих устройств оконечной системы.

Представительный уровень (Presentation layer) обеспечивает возможность обмена данными между приложениями, использующими различные методы кодирования, форматы и структуры данных.

На рабочих станциях могут использоваться разные ОС. Задачей данного уровня является преобразование данных при их передачи, в формат понятный данной ОС. При приеме этот уровень выполняет обратное преобразование. Таким образом появляется возможность организации обмена информацией между разными ОС.

С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например кодов ASCII и EBCDIC. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных служб. Примером такого протокола является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.

Прикладной уровень (Application layer) - это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message).

Он определяет возможность осуществления обмена данными между приложениями компьютеров и, если такая возможность есть, инициирует действия нижних уровней модели. Получив от соответствующего компонента приложения запрос на обслуживание, прикладной уровень определяет наличие в сети партнера, возможность установления с ним связи и достаточность ресурсов для реализации обмена. Напрямую взаимодействуя с приложениями, прикладные уровни синхронизируют их работу в рамках обмена данных.

Дата добавления: 2014-01-13