модель взаимодействия открытых систем. Физический уровень (Physical Layer)
 Скачать 26.57 Kb.
|
|
Введение На заре развития компьютерных сетей перед их создателями встала необходимость разработать стандарт, который бы обеспечивал возможность взаимодействия различных устройств между собой. В противном случае многие возникшие в то время сети так бы и оставались разделёнными, поскольку они основывались на совершенно разных протоколах и стеках протоколов, что логично вызывало несовместимость и крайнюю сложность проектов по объединению этих сетей. Тогда же и начали появляться первые стандарты на взаимодействие систем. Подход к решению этой проблемы начался с разработки модели OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, Open Systems Interconnection Basic Reference Model) и занял семь лет (с 1977 по 1984 год). Она разрабатывалась в качестве универсального языка для сетевых специалистов, в связи с чем ее иногда называют справочной моделью. Основной вклад в разработку OSI внесли ISO (International Standards Organization) и ITU (International Telecommunication Union) В 1984 году шестилетняя работа ISO над эталонной моделью архитектуры сети передачи данных завершилась публикацией рекомендации 7498, который был использован Международным союзом по телекоммуникациям при разработке стандарта ITU-T Х.200. С тех пор ее используют практически все производители сетевых продуктов. Как и любая универсальная модель, OSI довольно громоздка, избыточна и не отличается гибкостью. Поэтому реальные сетевые средства, предлагаемые рядом фирм, не всегда ей соответствуют. Физический уровень (Physical Layer) Физический самый нижний уровень модели. По сути он описывает среду передачи сигнала и взаимодействие с ней сетевого устройства. На физическом уровне работают концентраторы (Hub), повторители (Repeater), медиаконверторы, сетевые адаптеры. Физический уровень определяет электротехнические, механические, процедурные и функциональные характеристики физического канала между оконечными устройствами. Спецификации физического уровня определяют такие характеристики, как уровни напряжений, синхронизацию изменения напряжений, скорость передачи физической информации, максимальные расстояния передачи информации, физические соединители и другие аналогичные характеристики. Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. Канальный уровень (Data Link Layer) Предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками которые могут возникать. Здесь же производится управление доступом к сети. Канальный уровень обеспечивает надежный транзит данных через физический канал. Полученные с физического уровня данные упаковываются в кадры, проверяется целостность данных, если это предусмотрено исправляются ошибки или осуществляется запрос на повтор. Упакованые кадры отправлятся на сетевой уровень. На этом уровне работают коммутаторы на уровне MAC адресов. Сетевой уровень (Network Layer) Предназначен для определения пути передачи данных от отправителя к получателю через одну или несколько сетей. Кадры, полученные с предыдущего уровня собираются в пакеты с адресами отправителя и получателя. Сетевой уровень отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работают маршрутизаторы (Router). Проблемы взаимодействия сетей использующих различные технологии также решаются на сетевом уровне. Транспортный уровень (Transport Layer ) Обеспечивает прозрачную передачу данных между пользователями без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. Транспортный уровень предоставляет исключительно механизм передачи данных, не отвечая за то, какие данные передаются, откуда и куда. На этом уровне поток данных делится на блоки, размер которых зависит от протокола. Протоколы транспортного уровня могут обеспечивать различные функции, как например, проверка достоверности принятых данных, мультиплексирование данных, поддержание правильной последовательности принятых пакетов. Граница между транспортным и сеансовым уровнями может быть представлена как граница между протоколами прикладного уровня и протоколами низших уровней. В то время как четыре низших уровня решают проблемы транспортировки данных следующие уровни (сеансовый, представительный и прикладной) заняты прикладными вопросами. Модель OSI определяет пять классов транспортного сервиса от низшего класса 0 до высшего класса 4 (например передача файла документа и телефонный разговор или видеоконференция в реальном времени). Эти виды сервиса отличаются качеством предоставляемых услуг срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, а главное - способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов. Сеансовый уровень (Session Layer) Отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием и завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия. Существует три режима установки сеансов: симплексный (передача данных в одном направлении), полудуплексный (передача данных поочередно в двух направлениях) и полнодуплексный (передача данных одновременно в двух направлениях). Уровень представления (Presentation Layer) Отвечает за преобразование протоколов и кодирование декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, он преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу если они не могут обработать локально. Именно на этом уровне осуществляется, к примеру, декодирование и преобразование текстовых кодировок. Прикладной уровень или уровень приложений (Application Layer ) Обеспечивает взаимодействие пользовательских приложений и сети. К некоторым функциям этого уровня относится идентификация партнёров соединения, проверка доступности ресурсов и клиентов и т.п. К уровню приложений относятся такие протоколы как FTP, HTTP, NTP, SMTP и другие. При взаимодействии двух систем по сети данные проходят путь с уровня приложений к физическому, постепенно делясь на более мелкие сегменты и приобретая служебные заголовки уровней, по которым они проходят, передаются на физический уровень другой системы, где раскрываются в обратном порядке, проходя те же семь уровней модели. Служебные устройства, как например, роутеры, могут частично или полностью раскрывать проходящие через них данные до необходимого уровня, чтобы узнать данные, необходимые для своей функции, к примеру прочтение заголовков с адресом получателя пакета (3 уровень). Прикладной уровень - это самый близкий к пользователю уровень OSI. Он отличается от других уровней тем, что не обеспечивает услуг ни одному из других уровней OSI; однако он обеспечивает ими прикладные процессы, лежащие за пределами масштаба модели OSI. Он обеспечивает услуги, непосредственно поддерживающие приложения пользователя, например, программные средства передачи файлов, доступа к базам данных, средства электронной почты, службу регистрации на сервере. Заключение Модель взаимодействия открытых систем это основа, которую должен знать любой специалист связанный с сетевыми технологиями. Понимая семиуровневую модель и научившись "узнавать" ее уровни в сетевых технологиях, без труда можно двигаться дальше в любом избранном направлении сетевой отрасли. Модель OSI суть тот каркас, на который можно закреплять любое новое знание о сетях. |