Эталонная модель OSI

Модель и уровни OSI

Все устройства, работающие в одной сети, должны общаться на одном языке — передавать данные в соответствии с общеизвестным алгоритмом в формате, ко­торый будет понят другим устройством. В некоторых случаях, однако, воз­никают ситуации, когда два устройства не понимают друг друга. Различные компании, даже работающие в одной отрасли, имеют различные приорите­ты, подходы к построению сети и т. д. Различия во взглядах разработчиков на фундаментальные основы сети могут привести к несовместимости устройств. Самые первые сети вообще были работоспособны только при условии, что все их компоненты поставлялись одним производителем. Это приводило к тому, что заказчики группировались вокруг ведущих производителей, образовывая как бы клубы, вход в которые был закрыт для приверженцев других фирм. При таком положении вещей замена существующего сетевого оборудования продуктами других производителей означала серьезные денежные затраты.

Взаимодействие устройств подразумевает, что все устройства следуют обще­признанным правилам. Для одобрения этих правил были созданы специальные комитеты и институты по стандартизации. Данные организации формируются из представителей фирм в определенной области промышленности, которые добровольно предлагают свою помощь. Эти добровольцы занимаются разра­боткой и утверждением стандартов, которые должны поддерживаться любым продуктом, претендующим на соответствие стандарту. Продукты, несоответст­вующие стандартам, могут вызывать проблемы в сети. Большинство произво­дителей понимают важность предоставления заказчикам стандартизованных продуктов для построения гибких и открытых сетей.

В 1984 году с целью упорядочения описания принципов взаимодействия устройств в сетях Международная организация по стандартизации (International Organization of Standardization — ISO) предложила семиуровневую эталонную коммуникационную модель «Взаимодействие Открытых Систем» (Open System Interconnection, OSI). Модель OSI стала основой для разработки стандартов на взаимодействие систем. Она определяет только схему выполнения необходимых задач, но не дает конкретного описания их выполнения. Это описывается кон­кретными протоколами или правилами, разработанными для определенной технологии с учетом модели OSI. Уровни OSI могут реализовываться как аппаратно, так и программно.

Существует семь основных уровней модели OSI (рис. 4.1). Они начинаются с физического уровня и заканчиваются прикладным. Каждый уровень предо­ставляет услуги для более высокого уровня. Седьмой уровень обслуживает не­посредственно пользователей.

Прикладной (Application)  

Представления (Presentation)  

Сеансовый (Session)  

Транспортный (Transport)  

Сетевой (Network)  

Канальный (Data Link)  

Физический (Physical)  

Рис. 4.1. Семиуровневая эталонная модель OSI

Ранее проблемы несовместимости частично сглаживались сравнительно не­большим набором протоколов разного уровня. Но появление новых технологий, таких как Fast Ethernet, l00VG-AnyLan, FDDI привело к повышению неод­нородности локальных сетей. К этому же времени резко расширился список фирм-производителей сетевого оборудования. И сразу возникли проблемы не­совместимости оборудования, в основном, по трем причинам:

q Отсутствие стандарта либо неточная его реализация;

q Использование своего, фирменного, стандарта;

q Одностороннее улучшение действующего стандарта.

Но пользователи прекрасно понимают важность следования стандартам и знают, что лучшие сети — это те, в которых оборудование работает одинаково независимо от поставщика. Иными словами, пользователи хотят получить совместимое оборудование. Помимо прочего, это избавляет от тягостной зависи­мости от одного-единственного поставщика. Появляется свобода выбора. Стан­дарты — ключевой фактор при объединении сетей.

Модель OSI послужила основой для стандартизации всей сетевой индустрии. Кроме того, модель OSI является хорошей методологической основой для изуче­ния сетевых технологий. Несмотря на то что были разработаны и другие модели (в основном, патентованные), большинство поставщиков сетевого оборудования определяет свои продукты в терминах эталонной модели OSI.

Эталонная модель OSI сводит передачу информации в сети к семи отно­сительно простым подзадачам. Каждая из них соответствует своему строго оп­ределенному уровню модели OSI. Тем не менее, в реальной жизни некоторые аппаратные и программные средства отвечают сразу за несколько уровней. Два самых низких уровня модели OSI реализуются как аппаратно, так и программно. Остальные пять уровней, в основном, — программные.

Эталонная модель OSI определяет назначение каждого уровня и правила вза­имодействия уровней (табл. 4.1).

Таблица 4.1. Уровни модели OSI

Уровень	Ключевое слово	Данные	Ответственность
Прикладной	Разделение	Сообщение	Предоставляет сетевой сервис
Представ­ления	Форматирование	Пакет	Трансляция данных и файлов Шифрование данных Сжатие данных
Сеансовый	Диалог	Пакет	Управление сессией Диалог Контроль за ошибками Обработка транзакций Поддержка вызовов удаленных процедур RPC
Транспорт­ный	Надежность	Сегмент, дейтаграмма, пакет	Надежность передачи Гарантированная доставка Мультиплексирование сессий верхнего уровня
Сетевой	Дейтаграмма	Дейтаграмма	Маршрутизация логических адресов Создание и ведение таблиц маршрутизации Фрагментация и сборка данных Неориентированная на соединение и ненадежная доставка
Канальный	Кадр	Кадр,пакет	Окончательная доставка по физическому адресу устройства Синхронизация кадров Доступ к среде передачи
Физический	Биты	Биты	Синхронизация битов Сигнализация, аналоговая или цифровая Электрическая и механические спецификации

Модель OSI описывает путь информации через сетевую среду от одной при­кладной программы на одном компьютере до другой программы на другом компьютере. При этом пересылаемая информация проходит вниз через все уров­ни системы. Уровни на разных системах не могут общаться между собой напря­мую. Это умеет только физический уровень. По мере прохождения информации вниз внутри системы она преобразуется в вид, удобный для передачи по физи­ческим каналам связи. Для указания адресата к этой преобразованной информа­ции добавляется заголовок с адресом. После получения адресатом этой информации, она проходит через все уровни наверх. По мере прохождения ин­формация преобразуется в первоначальный вид. Каждый уровень системы до­лжен полагаться на услуги, предоставляемые ему смежными уровнями.

Основная идея модели OSI в том, что одни и те же уровни на разных систе­мах, не имея возможности связываться непосредственно, должны работать абсо­лютно одинаково. Одинаковым должен быть и сервис между соответствующими уровнями различных систем. Нарушение этого принципа может привести к тому, что информация, посланная от одной системы к другой, после всех преоб­разований будет не похожа на исходную.

Проходящие через уровни данные имеют определенный формат. Сообщение, как правило, делится на заголовок и информационную часть. Конкретный фор­мат зависит от функционального назначения уровня, на котором информация находится в данное время. Например, на сетевом уровне информационный блок состоит из сетевого адреса и следующими за ним данными. Данные сетевого уровня, в свою очередь, могут содержать заголовки более высоких уровней — транспортного, сеансового, уровня представления и прикладного. И, наконец, не все уровни нуждаются в присоединении заголовков. Некоторые уровни просто выполняют преобразование получаемых физических данных к формату, подхо­дящему для смежных уровней. На рис. 4.2 проиллюстрирован процесс преобра­зования информации.

Эталонная модель OSI не определяет реализацию сети. Она только описыва­ет функции каждого уровня и общую схему передачи данных в сети. Она служит основой сетевой стратегии в целом.

Дата добавления: 2015-07-13