Взаимодействие уровней модели OSI

Протоколы четырех нижних уровней обобщенно называют сетевым транспортом или транспортной подсистемой, так как они полностью решают задачу транспортировки сообщений с заданным уровнем качества в составных сетях с произвольной топологией и различными технологиями. Остальные три верхних уровня решают задачи предоставления прикладных сервисов на основании имеющейся транспортной подсистемы.

Уровень 7 (прикладной уровень) - это самый близкий к пользователю уровень OSI. Он сделан на программном уровне и обеспечивает интерфейс взаимодействия. Не обеспечивает услуг ни одному из других уровней OSI; однако обеспечивает ими прикладные процессы(программы обработки таблиц, слов). Также он идентифицирует и устанавливает наличие партнеров для связи, синхронизирует совместно работающие прикладные программы. Прикладной уровень определяет, имеется ли в наличии достаточно ресурсов для предполагаемой связи, а также определ способ подключ к сети(skype\gmail).

Уровень 6 (Представительный уровень) отвечает за то, чтобы информация, посылаемая из прикладного уровня одной системы, была читаемой для прикладного уровня другой системы. Данный уровень имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. На этом уровне может выполняться шифрование\дешифрование данных.

Уровень 5 (Сеансовый уровень) - для организации управления обменом данными. Уровень предоставляет услуги по установлению сеансового соединения между двумя объектами и поддержанию взаимодействия при обмене данными между ними. Функции сеансового уровня: -установление и расторжение сеансового соединения; -обмен нормальными и срочными данными; -управление взаимодействием; -синхронизация сеанса; -восстановлению сеанса.

Синхронизацию сеансовый уровень обеспечивает посредством расстановки в потоке данных контрольных точек (chekpoints->в случае ошибки, потребуется заново передать данные, следующие за последней контрольной точкой. На этом уровне выполняется управление диалогом между взаимодействующими процессами, т.е. регулируется, какая из сторон осуществляет передачу, когда, как долго и т.д.

На 3 верхних уровнях работают протоколы: SMTP(передача email),HTTP, Telnet (удален. администрирование), FTP.

Уровень 4 (Транспортный уровень) обеспечивает передачу данных с требуемым качеством и степенью надежности между узлами сети. Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем: срочность, возможность восстановления прерванной связи, а главное - способность к обнаружению и исправлению ошибок передачи.

Выбор класса сервиса транспортного уровня определяется приложениями и протоколами более высоких уровней, а с другой стороны, зависит от того, насколько надежной является система транспортировки данных в сети, обеспечиваемая уровнями ниже транспортного - сетевым, канальным и физическим. Т.е, если качество каналов передачи связи очень высокое, и вероятность наличия ошибок мала, то стоит исп один из облегченных сервисов транспортного уровня. А если ненадежны, то лучше исп максимум средств для обнаружения и устранения ошибок(с помощью предварительного установления логического соед, отслеживания доставки сообщений по контрольным суммам).

На уровне выполн: -разбиение сообщения сеансового уровня на сегменты, их нумерация;

-буферизация принимаемых сегментов; -адресация прикладных процессов (с помощью присвоения номера порта); -управление потоком. На данном уровне работают протоколы UDP, TCP.

Уровень 3 (Сетевой уровень) служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей. На этом уровне работают маршрутизаторы. При этом используются схемы логической адресации, которыми может управлять сетевой администратор. Этот уровень использует схему адресации протокола IP, а также схемы адресации AppleTalk, DECNet, IPX.

Проблема выбора наилучшего пути называется маршрутизацией, и ее решение является одной из главных задач сетевого уровня. Сообщения сетевого уровня принято называть пакетами (packet).

На сетевом уровне определяется два вида протоколов. *сетевые протоколы (routed protocols) - обеспеч продвижение пакетов через сеть. Пример: IP, AppleTalk, DECNet, IPX. *протоколы маршрутизации (routing protocols). С помощью этих протоколов маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений. Примеры этих протоколов: RIP, OSPF, BGP, IS-IS. Протоколы сетевого уровня реализуются программными модулями операционной системы, а также программными и аппаратными средствами маршрутизаторов. Также на данном уровне работают протоколы ICMP, ARP, RARP.

Уровень 2 (Канальный уровень) - одна из задач канального уровня (Data Link layer) - проверка доступности среды передачи. Другая задача- обнаружение и коррекция ошибок(биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames)). Канальный уровень обеспечивает передачу каждого кадра, помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, для его выделения, а также вычисляет контрольную сумму, и добавляет её 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. Этот ур-нь не только обнаруживает ошибки, но и исправляет их за счет повторной передачи поврежденных кадров(ф-ция не обязательная на ур-не->в некоторых протоколах её нет, например в Ethernet)

Реализуется программно-аппаратно. Примерами явл протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI, PPP, Frame Relay.

Канальный уровень использует физическую адресацию, а именно MAC – адреса в технологии Ethernet. В локальных сетях протоколы канального уровня используются компьютерами, коммутаторами и маршрутизаторами.

В общем, канальный уровень представляет собой весьма мощный набор функций по пересылке сообщений между узлами сети.

Уровень 1 (Физический уровень) обеспечивает передачу потока бит в физическую среду передачи информации. Исп физические передающие среды: витая пара, коаксиальные и оптоволоконные кабели. Этот уровень определяет спецификацию на кабель и разъемы, т.е. механические, электрические и функциональные характеристики сетевой среды и интерфейсов.

На этом уровне определяется: -физическая среда передачи – тип кабеля для соединения устройств; -механические параметры – количество контактов (пинов) (тип разъема); -электрические параметры (напряжение, длительность единичного импульса сигнала); -функциональные параметры (для чего используется каждый пин сетевого разъема, как устанавливается начальное физическое соединение и как оно разрывается).

Примерами реализации стандартов физического уровня являются RS-232, RS-449, RS-530 и множество спецификаций МСЭ-Т серии V и X (например, V.35, V.24, X.21). [5]

Функции физического уровня: -передача битов по физическим каналам; -формирование электрических сигналов; -кодирование информации; -синхронизация; -модуляция.

Данный уровень реализуется аппаратно. Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом.