Voi începe prin a defini cum se face. Modelul OSI este un model teoretic ideal pentru transmiterea datelor printr-o rețea. Asta înseamnă că în practică nu vei întâlni niciodată o potrivire exactă cu acest model, acesta este punctul de referință la care aderă dezvoltatorii. programe de rețeași producătorii de echipamente de rețea pentru a menține compatibilitatea produselor lor. Puteți compara acest lucru cu ideile oamenilor despre persoana ideală - nu o veți găsi nicăieri, dar toată lumea știe pentru ce să se străduiască.

Vreau să subliniez imediat o nuanță - ceea ce se transmite prin rețea în cadrul modelului OSI, voi apela date, ceea ce nu este în întregime corect, dar pentru a nu confunda cititorul începător cu termeni, am făcut un compromis cu mine. conştiinţă.

Mai jos este cea mai cunoscută și mai înțeleasă diagramă a modelului OSI. Vor fi mai multe desene în articol, dar îmi propun să îl considerăm pe primul drept principal:

Tabelul este format din două coloane, la etapa inițială ne interesează doar cea potrivită. Vom citi tabelul de jos în sus (dar cum altfel :)). De fapt, acesta nu este capriciul meu, dar o fac pentru comoditatea asimilării informațiilor - de la simplu la complex. Merge!

În partea dreaptă a tabelului de mai sus, de jos în sus, este afișată calea datelor transmise prin rețea (de exemplu, de la routerul de acasă la computer). Clarificare - dacă citiți nivelurile OSI de jos în sus, atunci aceasta va fi calea datelor pe partea de recepție, dacă de sus în jos, atunci invers - partea de trimitere. Sper sa fie clar. Pentru a înlătura complet îndoielile, iată o altă diagramă pentru claritate:

Pentru a urmări traseul datelor și modificările care apar cu ele prin niveluri, este suficient să ne imaginăm cum se deplasează acestea de-a lungul liniei albastre din diagramă, deplasându-se mai întâi de sus în jos prin nivelurile OSI de la primul computer, apoi de jos în sus până la al doilea. Acum să aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre niveluri.

1) fizică(fizic) - așa-numitul „mediu de transmitere a datelor” se referă la acesta, i.e. fire, cablu optic, unde radio (în cazul conexiunilor fără fir) și altele asemenea. De exemplu, dacă computerul dvs. este conectat la Internet printr-un cablu, atunci firele, contactele de la capătul firului, contactele conectorului plăcii de rețea a computerului dvs., precum și circuite electrice pe plăcile computerelor. Inginerii de rețea au conceptul unei „probleme cu fizica” - asta înseamnă că specialistul a văzut dispozitivul stratului fizic ca fiind vinovatul „netransferului” de date, de exemplu, undeva spart. cablu de rețea, sau nivel scăzut al semnalului.

2) Canalul(datalink) - acest lucru este mult mai interesant. Pentru a înțelege stratul de legătură, va trebui mai întâi să înțelegem conceptul adresei MAC, deoarece aceasta va fi personajul principal în acest capitol :). Adresa MAC este numită și „adresă fizică”, „adresă hardware”. Este un set de 12 caractere în hexazecimal sistemul de numere împărțit la 6 octeți liniuță sau două puncte, de exemplu 08:00:27:b4:88:c1. Este necesar pentru a identifica în mod unic un dispozitiv de rețea în rețea. Teoretic, o adresă MAC este unică la nivel global, adică. nu poate exista o astfel de adresă nicăieri în lume și este „cusut” în dispozitivul de rețea în etapa de producție. Cu toate acestea, există modalități simple de a-l schimba într-una arbitrară și, în plus, unii producători lipsiți de scrupule și puțin cunoscuți nu ezită să nituiască, de exemplu, un lot de 5000 de plăci de rețea cu exact același MAC. În consecință, dacă cel puțin doi astfel de „frați acrobatici” apar pe aceeași rețea locală, vor începe conflictele și problemele.

Deci, la nivelul de legătură de date, datele sunt procesate de un dispozitiv de rețea care este interesat doar de un singur lucru - adresa noastră MAC notorie, adică. este interesat de adresa de livrare. Dispozitivele la nivel de legătură includ, de exemplu, comutatoare (sunt și comutatoare) - păstrează în memoria lor adresele MAC ale dispozitivelor de rețea cu care au o conexiune directă, directă și, atunci când primesc date pe portul lor de primire, verifică MAC-ul adresele din datele cu adresele MAC disponibile în memorie. Dacă există potriviri, atunci datele sunt transmise destinatarului, restul sunt pur și simplu ignorate.

3) Rețea(rețea) - nivel „sacru”, înțelegerea principiului de funcționare care, în cea mai mare parte, face ca un inginer de rețea să fie astfel. Aici, „adresa IP” guvernează deja cu o mână de fier, aici este baza fundațiilor. Datorită absenței unei adrese IP, devine posibilă transferul de date între computere care nu fac parte din aceeași rețea locală. Transferul de date între diferite rețele locale se numește rutare, iar dispozitivele care permit acest lucru se numesc routere (sunt și routere, deși în ultimii ani conceptul de router a fost foarte pervertit).

Deci, adresa IP - dacă nu intrați în detalii, atunci acesta este un anumit set de 12 cifre în sistemul numeric zecimal ("normal"), împărțit în 4 octeți, separați printr-un punct, care este atribuit unui dispozitiv de rețea atunci când este conectat la rețea. Aici trebuie să mergeți puțin mai adânc: de exemplu, mulți oameni cunosc adresa din intervalul 192.168.1.23. Este destul de evident că nu există 12 cifre. Cu toate acestea, dacă scrieți adresa în format complet, totul se încadrează la loc - 192.168.001.023. Nu vom săpa nici mai profund în această etapă, deoarece adresarea IP este un subiect separat pentru poveste și spectacol.

4) Stratul de transport(transport) - după cum sugerează și numele, este necesar special pentru livrarea și trimiterea datelor către destinatar. Făcând o analogie cu corespondența noastră îndelungată, adresa IP este de fapt adresa de livrare sau de primire, iar protocolul de transport este poștașul care poate citi și știe să livreze scrisoarea. Protocoalele sunt diferite, în scopuri diferite, dar au același sens - livrarea.

Stratul de transport este ultimul, care este, în general, de interes pentru inginerii de rețea, administratorii de sistem. Dacă toate cele 4 niveluri inferioare au funcționat așa cum ar trebui, dar datele nu au ajuns la destinație, atunci problema trebuie căutată deja în software-ul unui anumit computer. Protocoalele așa-numitelor niveluri superioare sunt de mare îngrijorare pentru programatori și, uneori, încă administratorii de sistem (dacă este angajat în întreținerea serverului, de exemplu). Prin urmare, voi descrie în continuare scopul acestor niveluri în treacăt. În plus, dacă priviți situația în mod obiectiv, cel mai adesea în practică, funcțiile mai multor straturi superioare ale modelului OSI sunt preluate de o aplicație sau serviciu simultan și este imposibil să spuneți fără echivoc unde să o atribuiți.

5) Sesiune(sesiune) - gestionează deschiderea, închiderea unei sesiuni de transfer de date, verifică drepturile de acces, controlează sincronizarea începutului și sfârșitului transferului. De exemplu, dacă descărcați un fișier de pe Internet, atunci browserul dvs. (sau prin ceea ce descărcați acolo) trimite o solicitare către serverul pe care se află fișierul. În acest moment sunt activate protocoalele de sesiune, care asigură descărcarea cu succes a fișierului, după care, teoretic, sunt dezactivate automat, deși există opțiuni.

6) Executiv(prezentare) - Pregătește datele pentru prelucrare de către aplicația finală. De exemplu, dacă acesta este un fișier text, atunci trebuie să verificați codificarea (pentru a nu se dovedi a fi „crack-uri”), este posibil să despachetați din arhivă .... dar aici ce am scris despre mai devreme se vede clar - este foarte dificil să se separe unde se termină reprezentantul la nivel și unde începe următorul:

7) Aplicat(Aplicație (aplicație)) - după cum sugerează și numele, nivelul aplicațiilor care utilizează datele primite și vedem rezultatul muncii tuturor nivelurilor modelului OSI. De exemplu, citiți acest text pentru că l-ați deschis în codificarea corectă, cu fontul corect etc. browser-ul dvs.

Și acum, când avem cel puțin o înțelegere generală a tehnologiei procesului, consider că este necesar să spunem despre ce sunt biții, cadrele, pachetele, blocurile și datele. Dacă vă amintiți, la începutul articolului v-am rugat să nu fiți atenți la coloana din stânga din tabelul principal. Deci, este timpul ei! Acum vom trece din nou peste toate straturile modelului OSI și vom vedea cum biții simpli (0 și 1) sunt transformați în date. Vom merge și de jos în sus, pentru a nu încălca succesiunea de asimilare a materialului.

Pe fizic nivel avem un semnal. Poate fi electrică, optică, unde radio etc. Până acum, aceștia nu sunt nici măcar biți, dar dispozitivul de rețea analizează semnalul primit și îl convertește în zerouri și unu. Acest proces se numește „conversie hardware”. În plus, deja în interiorul dispozitivului de rețea, biții sunt combinați în octeți (un octet are opt biți), procesați și transmisi la stratul de legătură.

Pe canal nivel avem așa-numitul cadru.În linii mari, acesta este un pachet de octeți, de la 64 la 1518 într-un singur pachet, din care comutatorul citește antetul, care conține adresele MAC ale destinatarului și expeditorului, precum și Informații tehnice. Vederea potrivirilor adresei MAC în antet și în ea masa de comutare(memorie), comutatorul trimite cadre cu astfel de potriviri către dispozitivul de destinație

Pe reţea nivel, la toate aceste bunătăți se adaugă și adresele IP ale destinatarului și ale expeditorului, care sunt toate extrase din același antet și asta se numește pachet.

Pe transport nivel, pachetul este adresat protocolului corespunzător, al cărui cod este indicat în informațiile de serviciu din antet și este dat pentru serviciul protocoalelor de nivel superior, pentru care acestea sunt deja date cu drepturi depline, adică informații într-o formă digerabilă, utilizabilă de aplicație.

Diagrama de mai jos va arăta acest lucru mai clar:

Cu siguranță mai bine să începeți cu teorie și apoi, fără probleme, să treceți la practică. Prin urmare, vom lua în considerare mai întâi modelul de rețea (modelul teoretic), apoi vom deschide ușor cortina asupra modului în care modelul teoretic de rețea se încadrează în infrastructura rețelei (pe hardware de rețea, computere utilizator, cabluri, unde radio etc.).

Asa de, model de rețea este un model de interacțiune a protocoalelor de rețea. Și protocoalele, la rândul lor, sunt standarde care determină modul în care diverse programe vor face schimb de date.

Permiteți-mi să vă explic cu un exemplu: atunci când deschideți orice pagină de pe Internet, serverul (unde se află pagina care se deschide) trimite date (document hipertext) către browser-ul dvs. prin protocolul HTTP. Datorită protocolului HTTP, browserul tău, atunci când primește date de la server, știe cum trebuie procesate acestea și le procesează cu succes, arătându-ți pagina solicitată.

Dacă nu știți încă ce este o pagină de pe Internet, atunci vă voi explica pe scurt: orice text de pe o pagină web este inclus în etichete speciale care spun browserului ce dimensiune text să folosească, culoarea acestuia, locația pe pagina (stânga, dreapta sau în centru). Acest lucru se aplică nu numai textului, ci și imaginilor, formelor, elementelor active și, în general, întregului conținut, de ex. ce este pe pagina. Browserul, atunci când detectează etichete, acționează conform instrucțiunilor acestora și vă arată datele prelucrate care sunt incluse în aceste etichete. Tu însuți poți vedea etichetele acestei pagini (și acest text între etichete), pentru a face acest lucru, mergi la meniul browserului tău și selectează - vezi codul sursă.

Să nu ne abatem prea mult, „Modelul de rețea” este un subiect necesar pentru cei care vor să devină specialist. Acest articol este format din 3 părți și pentru tine, am încercat să scriu nu plictisitor, ușor de înțeles și scurt. Pentru mai multe detalii, sau pentru clarificări suplimentare, scrieți în comentariile din partea de jos a paginii și cu siguranță vă voi ajuta.

Noi, ca și în Cisco Networking Academy, vom lua în considerare două modele de rețea: modelul OSI și modelul TCP/IP (numit uneori DOD), și în același timp le vom compara.

OSI înseamnă Open System Interconnection. În rusă, sună așa: Model de interacțiune de rețea sisteme deschise(model de referinta). Acest model poate fi numit în siguranță standard. Acest model este urmat de producătorii de dispozitive de rețea atunci când dezvoltă produse noi.

Modelul de rețea OSI este format din 7 straturi și se obișnuiește să înceapă numărarea de jos.

Să le enumerăm:

• 7. Stratul de aplicare (stratul de aplicare)
• 6. Stratul de prezentare sau stratul de prezentare
• 5. Stratul de sesiune (stratul de sesiune)
• 4. Strat de transport
• 3. Stratul de rețea (stratul de rețea)
• 2. Strat de legătură (stratul de legătură de date)
• 1. Stratul fizic (stratul fizic)

După cum sa menționat mai sus, modelul de rețea este un model pentru interacțiunea protocoalelor de rețea (standarde), iar fiecare nivel are propriile protocoale. Este un proces plictisitor să le enumerați (și nu este nimic de făcut), așa că este mai bine să analizați totul cu un exemplu, deoarece digerabilitatea materialului cu exemple este mult mai mare;)

Strat de aplicație

Stratul de aplicare sau stratul de aplicare este stratul superior al modelului. Acesta comunică aplicațiile utilizatorului cu rețeaua. Cu toții suntem familiarizați cu aceste aplicații: navigarea pe web (HTTP), trimiterea și primirea de mail (SMTP, POP3), primirea și primirea fișierelor (FTP, TFTP), acces de la distanță(Telnet), etc.

Nivel executiv

Strat de prezentare sau strat de prezentare - convertește datele în formatul adecvat. Este mai ușor de înțeles cu un exemplu: acele imagini (toate imaginile) pe care le vedeți pe ecran sunt transmise atunci când trimiteți un fișier sub formă de porțiuni mici de unu și zero (biți). Deci, atunci când trimiteți prin e-mail o fotografie prietenului dvs., protocolul SMTP Application Layer trimite fotografia la stratul inferior, adică. la nivelul de prezentare. Unde este convertită fotografia ta vedere confortabilă date pentru niveluri inferioare, cum ar fi biți (unu și zerouri).

Exact în același mod, atunci când prietenul tău începe să primească fotografia ta, o va primi sub forma tuturor acelorași și zerouri, iar stratul Reprezentare este cel care convertește biții într-o fotografie cu drepturi depline, cum ar fi JPEG.

Așa funcționează acest nivel cu protocoale (standarde) pentru imagini (JPEG, GIF, PNG, TIFF), codificări (ASCII, EBDIC), muzică și video (MPEG) etc.

stratul de sesiune

Strat de sesiune sau strat de sesiune (stratul de sesiune) - după cum sugerează și numele, organizează o sesiune de comunicare între computere. Un bun exemplu ar fi conferința audio și video, la acest nivel este setat ce codec va codifica semnalul, iar acest codec trebuie să fie prezent pe ambele mașini. Un alt exemplu este protocolul SMPP (Short message peer-to-peer protocol), cu ajutorul căruia sunt trimise și cunoscute mesaje SMS. Solicitări USSD. ȘI ultimul exemplu R: PAP (Password Authentication Protocol) este un protocol vechi pentru trimiterea unui nume de utilizator și a unei parole către un server fără criptare.

Nu voi mai spune nimic despre nivelul de sesiune, altfel vom aprofunda în caracteristicile plictisitoare ale protocoalelor. Și dacă acestea (funcțiile) vă interesează, scrieți-mi scrisori sau lăsați un mesaj în comentarii cu o solicitare de a dezvălui subiectul mai detaliat, iar un nou articol nu va dura mult;)

strat de transport

Stratul de transport (stratul de transport) - acest strat asigură fiabilitatea transmiterii datelor de la expeditor la destinatar. De fapt, totul este foarte simplu, de exemplu, comunici folosind o cameră web cu prietenul sau profesorul tău. Este nevoie de livrare fiabilă a fiecărui bit din imaginea transmisă? Bineînțeles că nu, dacă se pierd câțiva biți din fluxul video, nici nu vei observa asta, nici măcar imaginea nu se va schimba (poate că culoarea unui pixel din 900.000 pixeli se va schimba, care va clipi cu o viteză de 24 de cadre pe secundă).

Acum să dăm un exemplu: un prieten vă trimite (de exemplu, prin poștă) în arhivă Informații importante sau program. Descărcați această arhivă pe computer. Aici este nevoie de fiabilitate 100%, pentru că. dacă se pierd câțiva biți la descărcarea arhivei, nu o veți putea dezarhiva mai târziu, de exemplu. extrageți datele necesare. Sau imaginați-vă că trimiteți o parolă către un server și un bit se pierde pe parcurs - parola își va pierde deja forma și valoarea se va schimba.

Astfel, atunci când urmărim videoclipuri pe Internet, uneori vedem unele artefacte, întârzieri, zgomote etc. Iar atunci când citim text de pe o pagină web, pierderea (sau distorsiunea) de litere nu este permisă, iar atunci când descarcăm programe, totul merge și fără erori.

La acest nivel, voi evidenția două protocoale: UDP și TCP. Protocolul UDP (User Datagram Protocol) transmite date fără a stabili o conexiune, nu confirmă livrarea datelor și nu reîncercă. Protocolul TCP (Transmission Control Protocol), care stabilește o conexiune înainte de transmitere, confirmă livrarea datelor, repetă dacă este necesar, garantează integritatea și succesiunea corectă a datelor descărcate.

Prin urmare, pentru muzică, video, videoconferințe și apeluri folosim UDP (transferăm date fără verificare și fără întârziere), iar pentru text, programe, parole, arhive etc. – TCP (transmiterea datelor cu confirmare de primire, durează mai mult timp).

stratul de rețea

Strat de rețea - Acest strat definește calea pe care vor fi transmise datele. Și, apropo, acesta este al treilea nivel al modelului de rețea OSI și există dispozitive care se numesc doar dispozitive de nivel trei - routere.

Cu toții am auzit de adresa IP și asta face IP (Internet Protocol). O adresă IP este o adresă logică dintr-o rețea.

Există destul de multe protocoale la acest nivel și vom analiza toate aceste protocoale mai detaliat mai târziu, în articole și exemple separate. Deocamdată, voi enumera doar câteva dintre cele populare.

După cum toată lumea a auzit despre adresa IP și comanda ping, așa funcționează protocolul ICMP.

Aceleași routere (cu care vom lucra în viitor) folosesc protocoale de acest nivel pentru rutarea pachetelor (RIP, EIGRP, OSPF).

Strat de legătură

Stratul de legătură (stratul de legătură de date) - avem nevoie de el pentru interacțiunea rețelelor la nivel fizic. Probabil că toată lumea a auzit de adresa MAC, aici este adresa fizică. Dispozitive cu strat de legătură - comutatoare, hub-uri etc.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers - Institute of Electrical and Electronics Engineers) definește stratul de legătură ca două substraturi: LLC și MAC.

LLC - Logical Link Control, conceput pentru a interacționa cu nivelul superior.

MAC - Media Access Control, conceput pentru a interacționa cu nivelul inferior.

Permiteți-mi să vă explic cu un exemplu: computerul dvs. (laptop, comunicator) are Card de retea(sau alt adaptor), deci există un driver care să interacționeze cu el (cu un card). Șoferul este unii program- subnivelul superior al nivelului canalului, prin care se poate comunica doar cu nivelurile inferioare, sau mai degrabă cu microprocesorul ( fier) este subnivelul inferior al stratului de legătură.

Există mulți reprezentanți tipici la acest nivel. PPP (Point-to-Point) este un protocol pentru conectarea directă a două computere. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - standardul transmite date pe o distanță de până la 200 de kilometri. CDP (Cisco Discovery Protocol) este un protocol proprietar (proprietar). deținut de companie Cisco Systems, cu ajutorul acestuia puteți descoperi dispozitivele din apropiere și puteți obține informații despre aceste dispozitive.

Strat fizic

Stratul fizic (stratul fizic) este cel mai de jos strat care transferă direct fluxul de date. Protocoalele sunt bine cunoscute de noi toți: Bluetooth, IRDA (infraroșu), fire de cupru (pereche răsucită, linie telefonica), WiFi etc.

Concluzie

Deci am analizat modelul de rețea OSI. În partea următoare, să începem cu modelul de rețea TCP / IP, este mai mic și protocoalele sunt aceleași. Pentru a trece cu succes testele CCNA, trebuie să comparați și să identificați diferențele, ceea ce va fi făcut.

Alexander Goryachev, Alexey Niskovsky

Pentru ca serverele și clienții rețelei să poată comunica, aceștia trebuie să funcționeze folosind același protocol de schimb de informații, adică trebuie să „vorbească” aceeași limbă. Protocolul definește un set de reguli pentru organizarea schimbului de informații la toate nivelurile de interacțiune a obiectelor din rețea.

Există un model de referință de interconectare în sistem deschis, adesea denumit model OSI. Acest model a fost dezvoltat de Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO). Modelul OSI descrie schema de interacțiune a obiectelor de rețea, definește lista sarcinilor și regulile de transfer de date. Include șapte niveluri: fizic (Fizic - 1), canal (Data-Link - 2), rețea (Rețea - 3), transport (Transport - 4), sesiune (Sesiunea - 5), prezentarea datelor (Prezentare - 6) și aplicat (Aplicație - 7). Se crede că două computere pot comunica între ele la un anumit nivel al modelului OSI dacă software-ul lor care implementează funcțiile de rețea de acest nivel interpretează aceleași date în același mod. În acest caz, între cele două calculatoare se stabilește o interacțiune directă, numită „point-to-point”.

Implementările modelului OSI prin protocoale se numesc stive (seturi) de protocoale. În cadrul unui anumit protocol, este imposibil să se implementeze toate funcțiile modelului OSI. De obicei, sarcinile unui anumit nivel sunt implementate de unul sau mai multe protocoale. Protocoalele din aceeași stivă ar trebui să funcționeze pe un singur computer. În acest caz, un computer poate folosi simultan mai multe stive de protocoale.

Să luăm în considerare sarcinile rezolvate la fiecare dintre nivelurile modelului OSI.

Strat fizic

La acest nivel al modelului OSI sunt definite următoarele caracteristici ale componentelor rețelei: tipuri de conexiuni ale mediilor de transmisie a datelor, topologii fizice ale rețelei, metode de transmitere a datelor (cu codificare digitală sau analogică a semnalelor), tipuri de sincronizare date transmise, separarea canalelor de comunicație folosind multiplexarea în frecvență și timp.

Implementările de protocoale de nivel fizic ale modelului OSI coordonează regulile de transmitere a biților.

Stratul fizic nu include o descriere a mediului de transmisie. Cu toate acestea, implementările protocoalelor de nivel fizic sunt specifice media. Conexiunea următoarelor echipamente de rețea este de obicei asociată cu stratul fizic:

• concentratoare, hub-uri și repetoare care regenerează semnalele electrice;
• conectori pentru mediul de transmisie care asigură o interfață mecanică pentru conectarea dispozitivului la mediul de transmisie;
• modemuri și diverse dispozitive de conversie care efectuează conversii digitale și analogice.

Acest strat model definește topologiile fizice dintr-o rețea de întreprindere, care sunt construite folosind un set de bază de topologii standard.

Prima din setul de bază este topologia magistralei. În acest caz, totul dispozitive de rețea iar computerele sunt conectate la o magistrală de date comună, care este cel mai adesea formată folosind un cablu coaxial. Cablul care formează magistrala comună se numește coloana vertebrală. De la fiecare dintre dispozitivele conectate la magistrală, semnalul este transmis în ambele sensuri. Pentru a elimina semnalul din cablu, la capetele magistralei trebuie utilizate întrerupătoare speciale (terminatoare). Deteriorarea mecanică a liniei afectează funcționarea tuturor dispozitivelor conectate la aceasta.

Topologia inel implică conectarea tuturor dispozitivelor de rețea și computerelor într-un inel fizic (ring). În această topologie, informațiile sunt întotdeauna transmise de-a lungul inelului într-o singură direcție - de la stație la stație. Fiecare dispozitiv de rețea trebuie să aibă un receptor de informații pe cablul de intrare și un transmițător pe cablul de ieșire. Deteriorarea mecanică a suportului într-un singur inel va afecta funcționarea tuturor dispozitivelor, cu toate acestea, rețelele construite folosind un inel dublu, de regulă, au o marjă de toleranță la erori și funcții de auto-vindecare. În rețelele construite pe un inel dublu, aceeași informație este transmisă în jurul inelului în ambele direcții. În cazul unei defecțiuni a cablului, inelul va continua să funcționeze în modul de inel unic pentru o lungime dublă (funcțiile de auto-vindecare sunt determinate de hardware-ul utilizat).

Următoarea topologie este topologia stea, sau stea. Acesta prevede prezența unui dispozitiv central la care alte dispozitive de rețea și computere sunt conectate prin grinzi (cabluri separate). Rețelele construite pe o topologie în stea au un singur punct de defecțiune. Acest punct este dispozitivul central. În cazul unei defecțiuni a dispozitivului central, toți ceilalți participanți la rețea nu vor putea face schimb de informații între ei, deoarece toate schimburile au fost efectuate numai prin intermediul dispozitivului central. În funcție de tipul dispozitivului central, semnalul primit de la o intrare poate fi transmis (cu sau fără amplificare) către toate ieșirile sau către o anumită ieșire la care este conectat dispozitivul - destinatarul informațiilor.

Topologia complet conectată (mesh) are o toleranță ridicată la erori. Când construiți rețele cu o topologie similară, fiecare dintre dispozitivele de rețea sau computerele sunt conectate la fiecare altă componentă a rețelei. Această topologie are redundanță, ceea ce o face să pară nepractică. Într-adevăr, în rețelele mici această topologie este rar folosită, dar în mari rețele corporative o topologie complet mesh poate fi folosită pentru a conecta cele mai importante noduri.

Topologiile considerate sunt cel mai adesea construite folosind conexiuni prin cablu.

Există o altă topologie care utilizează conexiuni wireless, - celular (celular). În ea, dispozitivele de rețea și computerele sunt combinate în zone - celule (celulă), interacționând numai cu transceiver-ul celulei. Transferul de informații între celule este efectuat de transceiver.

Strat de legătură

Acest nivel definește topologia logică a rețelei, regulile de obținere a accesului la mediul de transmisie a datelor, rezolvă problemele legate de adresarea dispozitivelor fizice din cadrul rețelei logice și gestionarea transferului de informații (serviciu de sincronizare a transmisiei și conectare) între dispozitivele din rețea.

Protocoalele stratului de legătură definesc:

• reguli pentru organizarea biților de strat fizic (binari și zerouri) în grupuri logice de informații numite cadre (cadru) sau cadre. Un cadru este o unitate de strat de legătură de date constând dintr-o secvență adiacentă de biți grupați, având un antet și un capăt;
• reguli pentru detectarea (și uneori corectarea) erorilor de transmisie;
• reguli de control al fluxului de date (pentru dispozitivele care funcționează la acest nivel al modelului OSI, cum ar fi podurile);
• reguli de identificare a calculatoarelor din rețea după adresele lor fizice.

Ca majoritatea celorlalte straturi, stratul de legătură adaugă propriile informații de control la începutul pachetului de date. Aceste informații pot include adrese de sursă și de destinație (fizice sau hardware), informații despre lungimea cadrelor și o indicație a protocoalelor de nivel superior active.

Următorii conectori de rețea sunt de obicei asociați cu stratul de legătură:

• poduri;
• hub-uri inteligente;
• întrerupătoare;
• plăci de interfață de rețea (plăci de interfață de rețea, adaptoare etc.).

Funcțiile stratului de legătură sunt împărțite în două subnivele (Tabelul 1):

• controlul accesului la mediul de transmisie (Media Access Control, MAC);
• controlul legăturii logice (Logical Link Control, LLC).

Substratul MAC definește astfel de elemente ale stratului de legătură ca topologia logică a rețelei, metoda de acces la mediul de transmitere a informaţiei şi regulile de adresare fizică între obiectele din reţea.

Abrevierea MAC este folosită și la definirea adresei fizice a unui dispozitiv de rețea: adresa fizică a unui dispozitiv (care este determinată intern de un dispozitiv de rețea sau de o placă de rețea în etapa de fabricație) este adesea denumită adresa MAC a dispozitivului respectiv. . Pentru un numar mare dispozitive de rețea, în special plăci de rețea, este posibil să se schimbe programatic adresa MAC. În același timp, trebuie amintit că stratul de legătură al modelului OSI impune restricții privind utilizarea adreselor MAC: într-o rețea fizică (segment al unei rețele mai mari), nu pot exista două sau mai multe dispozitive care utilizează aceleași adrese MAC. . Conceptul de „adresă de nod” poate fi utilizat pentru a determina adresa fizică a unui obiect de rețea. Adresa gazdei se potrivește cel mai adesea cu adresa MAC sau este determinată logic de reatribuirea adresei software.

Substratul LLC definește regulile de sincronizare a serviciului de transmisie și conectare. Acest substrat de legătură funcționează îndeaproape cu stratul de rețea al modelului OSI și este responsabil pentru fiabilitatea conexiunilor fizice (folosind adrese MAC). Topologia logică a unei rețele definește modul și regulile (secvența) transferului de date între computerele din rețea. Obiectele de rețea transmit date în funcție de topologia logică a rețelei. Topologia fizică definește calea fizică a datelor; totuși, în unele cazuri, topologia fizică nu reflectă modul în care funcționează rețeaua. Calea reală a datelor este determinată de topologia logică. Pentru a transfera date pe o cale logică, care poate diferi de calea pe mediul fizic, sunt utilizate dispozitive de conexiune la rețea și scheme de acces media. Bun exemplu diferențe între topologiile fizice și cele logice - rețea inel cu simboluri de IBM. Rețelele LAN Token Ring folosesc adesea cablu de cupru, care este așezat într-un circuit în formă de stea cu un splitter central (hub). Spre deosebire de topologia normală în stea, hub-ul nu transmite semnalele de intrare către toate celelalte dispozitive conectate. circuit intern Hub-ul trimite secvenţial fiecare semnal de intrare către următorul dispozitiv într-un inel logic predeterminat, adică într-un model circular. Topologia fizică a acestei rețele este o stea, iar topologia logică este un inel.

Un alt exemplu de diferență dintre topologiile fizice și cele logice este rețeaua Ethernet. Rețeaua fizică poate fi construită folosind cabluri de cupru și un hub central. Se formează o rețea fizică, realizată conform topologiei în stea. Cu toate acestea, tehnologia Ethernet implică transferul de informații de la un computer la toate celelalte din rețea. Hub-ul trebuie să transmită semnalul primit de la unul dintre porturile sale către toate celelalte porturi. S-a format o rețea logică cu topologie magistrală.

Pentru a determina topologia rețelei logică, trebuie să înțelegeți cum sunt recepționate semnalele în ea:

• în topologiile de magistrală logică, fiecare semnal este recepționat de toate dispozitivele;
• în topologiile de inel logic, fiecare dispozitiv primește doar acele semnale care i-au fost trimise în mod specific.

De asemenea, este important să știți cum accesează dispozitivele din rețea media.

Acces media

Topologiile logice folosesc reguli speciale care controlează permisiunea de a transmite informații către alte entități din rețea. Procesul de control controlează accesul la mediul de comunicare. Luați în considerare o rețea în care toate dispozitivele au voie să funcționeze fără reguli pentru obținerea accesului la mediul de transmisie. Toate dispozitivele dintr-o astfel de rețea transmit informații pe măsură ce datele devin disponibile; aceste transmisii se pot suprapune uneori în timp. Ca urmare a suprapunerii, semnalele sunt distorsionate și datele transmise se pierd. Această situație se numește coliziune. Coliziunile nu permit organizarea unui transfer fiabil și eficient de informații între obiectele din rețea.

Coliziunile de rețea se extind la segmentele fizice de rețea la care sunt conectate obiectele de rețea. Astfel de conexiuni formează un singur spațiu de coliziune, în care influența coliziunilor se extinde asupra tuturor. Pentru a reduce dimensiunea spațiilor de coliziune prin segmentarea rețelei fizice, puteți utiliza poduri și alte dispozitive de rețea care au funcții de filtrare a traficului la nivelul de legătură.

O rețea nu poate funcționa normal până când toate entitățile din rețea nu pot controla, gestiona sau atenua coliziunile. În rețele, este necesară o anumită metodă pentru a reduce numărul de coliziuni, interferența (suprapunerea) semnalelor simultane.

Există metode standard de acces media care descriu regulile prin care este controlată permisiunea de a transmite informații pentru dispozitivele din rețea: disputa, transmiterea unui token și sondaj.

Înainte de a alege un protocol care implementează una dintre aceste metode de acces media, ar trebui să acordați o atenție deosebită următorilor factori:

• natura transmisiilor - continue sau impulsive;
• numărul de transferuri de date;
• necesitatea transferului de date la intervale de timp strict definite;
• număr dispozitive active pe net.

Fiecare dintre acești factori, combinați cu avantaje și dezavantaje, va ajuta la determinarea metodei de acces media este cea mai potrivită.

Concurență. Sistemele bazate pe conflicte presupun că accesul la mediul de transmisie este implementat pe principiul primul venit, primul servit. Cu alte cuvinte, fiecare dispozitiv de rețea concurează pentru controlul asupra mediului de transmisie. Sistemele de curse sunt proiectate astfel încât toate dispozitivele din rețea să poată transmite date numai după cum este necesar. Această practică duce în cele din urmă la pierderea parțială sau completă a datelor, deoarece ciocnirile apar de fapt. Pe măsură ce fiecare dispozitiv nou este adăugat în rețea, numărul de coliziuni poate crește exponențial. O creștere a numărului de coliziuni reduce performanța rețelei, iar în cazul saturării complete a mediului de transmitere a informațiilor, reduce performanța rețelei la zero.

Pentru reducerea numărului de coliziuni au fost dezvoltate protocoale speciale care implementează funcția de ascultare a mediului de transmitere a informațiilor înainte de începerea transmiterii datelor de către stație. Dacă postul de ascultare detectează o transmisie de semnal (de la un alt post), atunci se abține de la transmiterea informațiilor și va încerca să o repete ulterior. Aceste protocoale se numesc protocoale CSMA (Carer Sense Multiple Access). Protocoalele CSMA reduc semnificativ numărul de coliziuni, dar nu le elimină complet. Coliziunile apar, totuși, atunci când două stații interoghează cablul, nu detectează niciun semnal, decid că mediul este liber și apoi încep să transmită în același timp.

Exemple de astfel de protocoale de disputa sunt:

• acces multiplu cu control transportator / detectie coliziuni (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection, CSMA / CD);
• acces multiplu cu control transportator / evitare a coliziunilor (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance, CSMA / CA).

protocoale CSMA/CD. Protocoalele CSMA/CD nu numai că ascultă pe cablu înainte de a transmite, dar detectează și coliziunile și inițiază retransmisii. Când este detectată o coliziune, stațiile care au transmis date inițializează cronometre interne speciale cu valori aleatorii. Cronometrele încep numărătoarea inversă, iar când se ajunge la zero, stațiile trebuie să încerce să retransmită datele. Deoarece cronometrele au fost inițializate cu valori aleatorii, una dintre stații va încerca să repete transmisia de date înaintea celeilalte. În consecință, a doua stație va stabili că mediul de date este deja ocupat și va aștepta ca acesta să devină liber.

Exemple de protocoale CSMA/CD sunt Ethernet versiunea 2 (Ethernet II dezvoltat de DEC) și IEEE802.3.

protocoale CSMA/CA. CSMA/CA folosește astfel de scheme, cum ar fi accesul în timp sau trimiterea unei cereri de acces la mediu. Când utilizați time slicing, fiecare stație poate transmite informații numai la momente strict definite pentru această stație. În același timp, mecanismul de gestionare a intervalelor de timp trebuie implementat în rețea. Fiecare stație nouă conectată la rețea își anunță apariția, inițiind astfel procesul de redistribuire a intervalelor de timp pentru transmiterea informațiilor. În cazul utilizării controlului accesului media centralizat, fiecare stație generează o cerere specială de transmisie, care este adresată stației de control. Stația centrală reglează accesul la mediul de transmisie pentru toate obiectele din rețea.

Un exemplu de CSMA/CA este protocolul LocalTalk de la Apple Computer.

Sistemele bazate pe curse sunt cele mai potrivite pentru traficul în rafală (transmisie fișiere mari) în rețele cu relativ puțini utilizatori.

Sisteme cu transferul markerului.În sistemele de trecere a simbolurilor, un cadru mic (token) este trecut într-o anumită ordine de la un dispozitiv la altul. Un simbol este un mesaj special care transferă controlul media temporar către dispozitivul care deține simbolul. Transmiterea simbolului distribuie controlul accesului între dispozitivele din rețea.

Fiecare dispozitiv știe de la ce dispozitiv primește jetonul și la ce dispozitiv ar trebui să-l transmită. De obicei, astfel de dispozitive sunt cei mai apropiați vecini ai proprietarului jetonului. Fiecare dispozitiv preia periodic controlul asupra jetonului, își realizează acțiunile (transmite informații) și apoi transmite jetonul următorului dispozitiv pentru utilizare. Protocoalele limitează timpul în care un jeton poate fi controlat de fiecare dispozitiv.

Există mai multe protocoale de transmitere a simbolurilor. Două standarde de rețea care utilizează transmiterea de simboluri sunt IEEE 802.4 Token Bus și IEEE 802.5 Token Ring. O rețea Token Bus folosește controlul accesului prin transmitere de simboluri și o topologie de magistrală fizică sau logică, în timp ce o rețea Token Ring utilizează controlul accesului prin trecerea simbolurilor și o topologie inel fizică sau logică.

Rețelele de transmitere a jetoanelor ar trebui utilizate atunci când există trafic prioritar în funcție de timp, cum ar fi date audio sau video digitale, sau când există un număr foarte mare de utilizatori.

Studiu. Sondajul este o metodă de acces care identifică un dispozitiv (numit controler, dispozitiv principal sau „master”) ca arbitru de acces media. Acest dispozitiv interogează toate celelalte dispozitive (secundare) într-o ordine predefinită pentru a vedea dacă au informații de trimis. Pentru a primi date de la un dispozitiv secundar, dispozitivul principal îi trimite o solicitare adecvată, apoi primește date de la dispozitivul secundar și le trimite către dispozitivul destinatar. Apoi, dispozitivul principal interogează un alt dispozitiv secundar, primește date de la acesta și așa mai departe. Protocolul limitează cantitatea de date pe care o poate transmite fiecare dispozitiv secundar după ce a fost interogat. Sistemele de sondare sunt ideale pentru dispozitivele de rețea sensibile la timp, cum ar fi automatizarea instalațiilor.

Acest strat oferă și serviciul de conectare. Există trei tipuri de servicii de conectare:

• serviciu fără confirmare și fără stabilire de conexiuni (necknowledged connectionless) - trimite și primește cadre fără control al fluxului și fără control al erorilor sau secvență de pachete;
• serviciu orientat pe conexiune – asigură controlul fluxului, controlul erorilor și secvența pachetelor prin emiterea de chitanțe (confirmări);
• Serviciu recunoscut fără conexiune - utilizează bilete pentru a controla fluxul și a controla erorile în transmisiile între două noduri de rețea.

Substratul LLC al stratului de legătură oferă capacitatea utilizare simultană mai multe protocoale de rețea (din diferite stive de protocoale) atunci când lucrați printr-o interfață de rețea. Cu alte cuvinte, dacă în computer este instalată o singură placă de rețea, dar este nevoie de a lucra cu diverse servicii de rețea de la diferiți producători, atunci software-ul de rețea client la subnivelul LLC oferă posibilitatea unei astfel de lucrări.

stratul de rețea

Stratul de rețea definește regulile de livrare a datelor între rețelele logice, formarea adreselor logice ale dispozitivelor de rețea, definirea, selectarea și întreținerea informațiilor de rutare, funcționarea gateway-urilor (gateway-urilor).

Scopul principal al stratului de rețea este de a rezolva problema deplasării (livrării) datelor către punctele specificate din rețea. Livrarea datelor la nivelul de rețea este, în general, similară cu livrarea de date la nivelul de legătură de date al modelului OSI, unde adresarea fizică a dispozitivelor este utilizată pentru a transfera date. Cu toate acestea, adresarea stratului de legătură se referă doar la o singură rețea logică și este valabilă numai în cadrul acestei rețele. Stratul de rețea descrie metodele și mijloacele de transfer de informații între multe rețele logice independente (și adesea eterogene), care, atunci când sunt conectate împreună, formează o singură rețea mare. O astfel de rețea se numește rețea interconectată (interconectare), iar procesele de transfer de informații între rețele se numesc interconectare.

Cu ajutorul adresei fizice la nivelul de legătură de date, datele sunt livrate către toate dispozitivele care fac parte din aceeași rețea logică. Fiecare dispozitiv de rețea, fiecare computer determină destinația datelor primite. Dacă datele sunt destinate computerului, atunci le prelucrează; dacă nu, le ignoră.

Spre deosebire de stratul de legătură, stratul de rețea poate alege o rută specifică în interconectare și poate evita trimiterea de date către acele rețele logice cărora nu le sunt adresate datele. Stratul de rețea face acest lucru prin comutare, adresarea stratului de rețea și folosind algoritmi de rutare. Stratul de rețea este, de asemenea, responsabil pentru furnizarea căilor corecte pentru date prin internetwork, care este alcătuit din rețele eterogene.

Elementele și metodele de implementare a stratului de rețea sunt definite după cum urmează:

• toate rețelele separate logic trebuie să aibă adrese de rețea unice;
• comutarea definește modul în care sunt stabilite conexiunile pe internetwork;
• capacitatea de a implementa rutarea astfel încât computerele și routerele să determină cea mai bună cale pentru ca datele să treacă prin internetwork;
• rețeaua va efectua diferite niveluri de serviciu de conexiune, în funcție de numărul de erori așteptate în cadrul internetwork-ului.

Routerele și unele dintre comutatoare funcționează la acest nivel al modelului OSI.

Stratul de rețea definește regulile pentru generarea adreselor de rețea logice pentru obiectele de rețea. Într-o rețea mare, fiecare obiect de rețea trebuie să aibă o adresă logică unică. În formarea adresei logice sunt implicate două componente: adresa logică a rețelei, care este comună tuturor obiectelor din rețea, și adresa logică a obiectului rețelei, care este unică pentru acest obiect. Când se formează adresa logică a unui obiect de rețea, poate fi utilizată fie adresa fizică a obiectului, fie poate fi determinată o adresă logică arbitrară. Utilizarea adresei logice vă permite să organizați transferul de date între diferite rețele logice.

Fiecare obiect de rețea, fiecare computer poate îndeplini mai multe funcții de rețea simultan, oferind funcționarea diferitelor servicii. Pentru a accesa servicii, se folosește un identificator de serviciu special, care se numește port (port) sau priză (socket). Când accesați un serviciu, identificatorul serviciului urmează imediat adresa logică a computerului care rulează serviciul.

Multe rețele rezervă grupuri de adrese logice și identificatori de servicii în scopul efectuării unor acțiuni specifice predefinite și binecunoscute. De exemplu, dacă este necesar să se trimită date către toate obiectele din rețea, acestea vor fi trimise la o adresă de difuzare specială.

Stratul de rețea definește regulile de transfer de date între două entități de rețea. Această transmisie poate fi efectuată folosind comutare sau rutare.

Există trei metode de comutare în transmisia de date: comutare de circuit, comutare de mesaje și comutare de pachete.

Când se utilizează comutarea circuitelor, se stabilește un canal de transmisie a datelor între expeditor și destinatar. Acest canal va fi activ pe toată durata sesiunii de comunicare. Când se utilizează această metodă, sunt posibile întârzieri mari în alocarea unui canal din cauza lipsei de lățime de bandă suficientă, a sarcinii de lucru a echipamentului de comutare sau a ocupației destinatarului.

Comutarea mesajelor permite transmiterea unui mesaj întreg (nu împărțit în părți) pe bază de stocare și redirecționare. Fiecare dispozitiv intermediar primește un mesaj, îl stochează local și, atunci când canalul de comunicare prin care urmează să fie trimis acest mesaj, este eliberat, îl trimite. Această metodă este potrivită pentru transmiterea mesajelor E-mailși organizarea managementului documentelor electronice.

Când se utilizează comutarea de pachete, avantajele celor două metode anterioare sunt combinate. Fiecare mesaj grozav este împărțit în pachete mici, fiecare dintre acestea fiind trimis secvenţial destinatarului. La trecerea prin internetwork, pentru fiecare dintre pachete, se determină calea cea mai bună la acel moment în timp. Se pare că părți dintr-un mesaj pot ajunge la destinatar în momente diferite și numai după ce toate părțile sunt puse împreună, destinatarul va putea lucra cu datele primite.

De fiecare dată când este determinată o cale de date, trebuie aleasă cea mai bună cale. Sarcina de a determina cea mai bună cale se numește rutare. Această sarcină este efectuată de routere. Sarcina routerelor este de a determina posibile căi de transmisie a datelor, de a menține informațiile de rutare și de a selecta cele mai bune rute. Rutarea se poate face static sau dinamic. Când se definește rutarea statică, toate relațiile dintre rețelele logice trebuie să fie definite și să rămână neschimbate. Rutarea dinamică presupune că routerul însuși poate determina noi căi sau poate modifica informații despre cele vechi. Rutarea dinamică utilizează algoritmi speciali de rutare, dintre care cei mai obișnuiți sunt vectorul distanță și starea legăturii. În primul caz, routerul folosește informații second-hand despre structura rețelei de la routerele vecine. În al doilea caz, routerul operează cu informații despre propriile canale de comunicație și interacționează cu un router reprezentativ special pentru a construi o hartă completă a rețelei.

Alegerea celei mai bune rute este influențată cel mai adesea de factori precum numărul de hopuri prin routere (număr de hop) și numărul de tick (unități de timp) necesare pentru a ajunge la rețeaua de destinație (tick count).

Serviciul de conexiune la nivel de rețea funcționează atunci când serviciul de conexiune la nivelul substratului de legătură LLC al modelului OSI nu este utilizat.

Când construiți o rețea de internet, trebuie să conectați rețele logice construite folosind diferite tehnologii și oferind o varietate de servicii. Pentru ca o rețea să funcționeze, rețelele logice trebuie să fie capabile să interpreteze corect datele și să controleze informațiile. Această sarcină este rezolvată cu ajutorul unui gateway, care este un dispozitiv sau un program de aplicație care traduce și interpretează regulile unei rețele logice în regulile alteia. În general, gateway-urile pot fi implementate la orice nivel al modelului OSI, dar ele sunt cel mai frecvent implementate la niveluri superioare modele.

strat de transport

Stratul de transport vă permite să ascundeți structura fizică și logică a rețelei de aplicațiile straturilor superioare ale modelului OSI. Aplicațiile funcționează numai cu funcții de serviciu care sunt destul de universale și nu depind de topologiile rețelei fizice și logice. Caracteristicile rețelelor logice și fizice sunt implementate la nivelurile anterioare, unde stratul de transport transmite date.

Stratul de transport compensează adesea lipsa unui serviciu de conexiune fiabil sau orientat spre conexiune în straturile inferioare. Termenul „de încredere” nu înseamnă că toate datele vor fi livrate în toate cazurile. Cu toate acestea, implementările de încredere ale protocoalelor stratului de transport pot, de obicei, să recunoască sau să respingă livrarea datelor. Dacă datele nu sunt livrate corect către dispozitivul de recepție, stratul de transport poate retransmite sau informa straturile superioare că livrarea nu a fost posibilă. Nivelurile superioare pot lua apoi acțiunile corective necesare sau pot oferi utilizatorului o alegere.

Multe protocoale din rețelele de calculatoare oferă utilizatorilor posibilitatea de a lucra cu nume simple în limbaj natural în loc de adrese alfanumerice complexe și greu de reținut. Rezoluția adresei/numelor este funcția de identificare sau mapare a numelor și adreselor alfanumerice între ele. Această funcție poate fi îndeplinită de fiecare entitate din rețea sau de furnizori speciali de servicii numiți servere de directoare, servere de nume și altele asemenea. Următoarele definiții clasifică metodele de rezoluție a adreselor/numelor:

• inițierea serviciului de către consumator;
• iniţierea furnizorului de servicii.

În primul caz, utilizatorul rețelei accesează un serviciu după numele său logic, fără a cunoaște locația exactă a serviciului. Utilizatorul nu știe dacă acest serviciu este disponibil în prezent. Când este accesat, numele logic este mapat cu numele fizic și stație de lucru utilizatorul inițiază un apel direct către serviciu. În al doilea caz, fiecare serviciu se anunță la toți clienții de rețea în mod periodic. Fiecare dintre clienți la un moment dat știe dacă serviciul este disponibil și poate accesa serviciul direct.

Metode de adresare

Adresele de servicii identifică procesele software specifice care rulează pe dispozitivele din rețea. Pe lângă aceste adrese, furnizorii de servicii țin evidența diferitelor conversații pe care le au cu dispozitivele care solicită servicii. Două metoda diferita dialogurile folosesc următoarele adrese:

• identificatorul conexiunii;
• ID-ul de tranzacție.

Un identificator de conexiune, numit și ID de conexiune, port sau soclu, identifică fiecare conversație. Cu un ID de conexiune, un furnizor de conexiune poate comunica cu mai mult de un client. Furnizorul de servicii se referă la fiecare entitate de comutare prin numărul său și se bazează pe stratul de transport pentru a coordona alte adrese de nivel inferior. ID-ul conexiunii este asociat cu un anumit dialog.

ID-urile tranzacției sunt ca ID-urile conexiunii, dar funcționează în unități mai mici decât conversația. O tranzacție este formată dintr-o cerere și un răspuns. Furnizorii de servicii și consumatorii urmăresc plecarea și sosirea fiecărei tranzacții, nu conversația în ansamblu.

stratul de sesiune

Stratul de sesiune facilitează interacțiunea între dispozitivele care solicită și furnizează servicii. Sesiunile de comunicare sunt controlate prin mecanisme care stabilesc, mențin, sincronizează și gestionează o conversație între entitățile care comunică. Acest strat ajută, de asemenea, straturile superioare să identifice și să se conecteze la un serviciu de rețea disponibil.

Stratul de sesiune folosește informații despre adrese logice furnizate de straturile inferioare pentru a identifica numele și adresele serverului cerute de nivelurile superioare.

Stratul de sesiune inițiază, de asemenea, conversații între dispozitivele furnizorilor de servicii și dispozitivele consumatorilor. În îndeplinirea acestei funcții, stratul de sesiune reprezintă adesea, sau identifică, fiecare obiect și coordonează drepturile de acces la acesta.

Stratul de sesiune implementează controlul conversației folosind unul dintre cele trei moduri de comunicare - simplex, semi-duplex și full-duplex.

Comunicarea simplex implică doar transmisia unidirecțională de la sursă la receptorul informațiilor. Această metodă de comunicare nu oferă niciun feedback (de la receptor la sursă). Half-duplex permite utilizarea unui singur mediu de transmisie a datelor pentru transferuri bidirecționale de informații, cu toate acestea, informațiile pot fi transmise doar într-o direcție la un moment dat. Full duplex asigură transmiterea simultană a informațiilor în ambele direcții pe mediul de transmisie a datelor.

Administrarea unei sesiuni de comunicare între două entități de rețea, constând în stabilirea unei conexiuni, transferul de date, terminarea unei conexiuni, se realizează și la acest nivel al modelului OSI. După stabilirea sesiunii, software-ul care implementează funcțiile acestui nivel poate verifica starea de sănătate (menține) conexiunea până la terminarea acesteia.

Stratul de prezentare

Sarcina principală a stratului de prezentare a datelor este de a converti datele în formate convenite de comun acord (sintaxă de schimb) care sunt înțelese de toate aplicațiile de rețea și computerele pe care rulează aplicațiile. La acest nivel sunt rezolvate și sarcinile de comprimare și decompresie a datelor și de criptare a acestora.

Transformarea se referă la schimbarea ordinii biților în octeți, a ordinii octeților într-un cuvânt, a codurilor de caractere și a sintaxei numelor fișierelor.

Necesitatea de a schimba ordinea biților și octeților se datorează prezenței unui număr mare de diferite procesoare, computere, complexe și sisteme. Procesoarele de la diferiți producători pot interpreta în mod diferit biții zero și al șaptelea dintr-un octet (fie bitul zero este cel mai înalt bit, fie al șaptelea bit). În mod similar, octeții care alcătuiesc unități mari de informație - cuvinte - sunt interpretați diferit.

Pentru ca utilizatorii diferitelor sisteme de operare să primească informații sub formă de fișiere cu nume și conținut corect, acest nivel asigură transformarea corectă a sintaxei fișierului. Diferite sisteme de operare funcționează diferit cu sistemele lor de fișiere, implementează diferite moduri de formare a numelor de fișiere. Informațiile din fișiere sunt, de asemenea, stocate într-o anumită codificare de caractere. Când două obiecte de rețea interacționează, este important ca fiecare dintre ele să poată interpreta informațiile fișierului în felul său, dar sensul informațiilor nu ar trebui să se schimbe.

Stratul de prezentare convertește datele într-un format convenit de comun acord (o sintaxă de schimb) care este înțeles de toate aplicațiile de rețea și de computerele care rulează aplicațiile. De asemenea, poate comprima și decomprima, precum și cripta și decripta datele.

Calculatoarele folosesc reguli diferite pentru reprezentarea datelor cu 0 și 1 binari. Deși toate aceste reguli încearcă să atingă un obiectiv comun de prezentare a datelor care pot fi citite de om, producătorii de computere și organizațiile de standardizare au creat reguli care se contrazic reciproc. Când două computere care folosesc seturi diferite de reguli încearcă să comunice între ele, adesea trebuie să efectueze unele transformări.

Sistemele de operare locale și de rețea criptează adesea datele pentru a le proteja împotriva utilizării neautorizate. Criptarea este un termen general care descrie unele dintre metodele de protecție a datelor. Protecția se realizează adesea prin codificarea datelor, care utilizează una sau mai multe dintre cele trei metode: permutare, substituție, metoda algebrică.

Fiecare dintre aceste metode este doar o modalitate specială de a proteja datele în așa fel încât să poată fi înțeles doar de cei care cunosc algoritmul de criptare. Criptarea datelor poate fi efectuată atât în ​​hardware cât și în software. Cu toate acestea, criptarea datelor de la capăt la capăt este de obicei efectuată în mod programaticși este considerat parte a funcțiilor stratului de prezentare. Pentru a notifica obiectele despre metoda de criptare folosită, se folosesc de obicei 2 metode - chei secrete și chei publice.

Metodele de criptare a cheilor secrete folosesc o singură cheie. Entitățile din rețea care dețin cheia pot cripta și decripta fiecare mesaj. Prin urmare, cheia trebuie ținută secretă. Cheia poate fi încorporată în cipurile hardware sau instalată de administratorul de rețea. De fiecare dată când se schimbă cheia, toate dispozitivele trebuie modificate (de preferință nu se utilizează rețeaua pentru a transmite valoarea noii chei).

Obiectele de rețea care utilizează metode de criptare cu cheie publică sunt furnizate cu o cheie secretă și o anumită valoare cunoscută. Obiectul creează o cheie publică prin manipularea unei valori cunoscute printr-o cheie privată. Entitatea care inițiază comunicarea își trimite cheia publică către receptor. Cealaltă entitate combină apoi matematic propria sa cheie privată cu cheia publică care i-a fost transmisă pentru a stabili o valoare de criptare reciproc acceptabilă.

Deținerea doar a cheii publice este de puțin folos utilizatorilor neautorizați. Complexitatea cheii de criptare rezultată este suficient de mare pentru a fi calculată într-o perioadă rezonabilă de timp. Chiar și cunoașterea propriei chei private și a cheii publice a altcuiva nu este de mare ajutor în determinarea unei alte chei private, din cauza complexității calculelor logaritmice pentru numere mari.

Strat de aplicație

Stratul de aplicație conține toate elementele și funcțiile specifice fiecărui tip de serviciu de rețea. Cele șase straturi inferioare combină sarcinile și tehnologiile care oferă suport general pentru serviciul de rețea, în timp ce stratul de aplicație oferă protocoalele necesare pentru a îndeplini funcții specifice serviciului de rețea.

Serverele oferă clienților de rețea informații despre tipurile de servicii pe care le oferă. Mecanismele de bază pentru identificarea serviciilor oferite sunt asigurate de elemente precum adresele serviciilor. În plus, serverele folosesc astfel de metode de prezentare a serviciului lor ca prezentare activă și pasivă a serviciului.

Într-o reclamă de serviciu Activ, fiecare server trimite periodic mesaje (inclusiv adresele de servicii) care anunță disponibilitatea acestuia. Clienții pot, de asemenea, să interogheze dispozitivele de rețea pentru un anumit tip de serviciu. Clienții de rețea colectează vizualizări realizate de servere și formează tabele cu serviciile disponibile în prezent. Majoritatea rețelelor care utilizează metoda de prezentare activă definesc, de asemenea, o perioadă de valabilitate specifică pentru prezentările de servicii. De exemplu, dacă un protocol de rețea specifică că reprezentările serviciului trebuie trimise la fiecare cinci minute, atunci clienții vor expira acele servicii care nu au fost prezentate în ultimele cinci minute. Când expiră timpul de expirare, clientul elimină serviciul din tabelele sale.

Serverele implementează un anunț pasiv pentru servicii prin înregistrarea serviciului și a adresei lor în director. Când clienții doresc să stabilească ce servicii sunt disponibile, pur și simplu interogează directorul pentru o locație. serviciul doritși despre adresa lui.

Înainte ca un serviciu de rețea să poată fi utilizat, acesta trebuie să fie pus la dispoziția localului sistem de operare calculator. Există mai multe metode pentru realizarea acestei sarcini, dar fiecare astfel de metodă poate fi determinată de poziția sau nivelul la care sistemul de operare local recunoaște sistemul de operare al rețelei. Serviciile oferite pot fi împărțite în trei categorii:

• interceptarea apelurilor la sistemul de operare;
• modul la distanță;
• prelucrarea în colaborare a datelor.

Când utilizați OC Call Interception, sistemul de operare local nu este complet conștient de existența unui serviciu de rețea. De exemplu, atunci când o aplicație DOS încearcă să citească un fișier de pe un server de fișiere din rețea, presupune că fisierul dat este pe stocare locală. De fapt, o piesă specială software interceptează o solicitare de citire a unui fișier înainte ca acesta să ajungă la sistemul de operare local (DOS) și trimite cererea către un serviciu de fișiere de rețea.

La cealaltă extremă, în Remote Operation, sistemul de operare local este conștient de rețea și este responsabil pentru redirecționarea cererilor către serviciul de rețea. Cu toate acestea, serverul nu știe nimic despre client. Pentru sistemul de operare server, toate cererile către un serviciu arată la fel, indiferent dacă sunt interne sau transmise prin rețea.

În cele din urmă, există sisteme de operare care sunt conștiente de existența rețelei. Atât consumatorul de servicii, cât și furnizorul de servicii își recunosc reciproc existența și lucrează împreună pentru a coordona utilizarea serviciului. Acest tip de utilizare a serviciului este de obicei necesar pentru procesarea de date colaborativă peer-to-peer. Procesarea în colaborare a datelor implică partajarea capacităților de procesare a datelor pentru a îndeplini o singură sarcină. Aceasta înseamnă că sistemul de operare trebuie să fie conștient de existența și capacitățile altora și să poată coopera cu aceștia pentru a îndeplini sarcina dorită.

ComputerPress 6 "1999

Model de rețea OSI(Engleză) deschis sisteme interconectare de bază referinţă model- modelul de referință de bază al interacțiunii sistemelor deschise) - modelul de rețea al stivei de protocol de rețea OSI / ISO.

Datorită dezvoltării prelungite a protocoalelor OSI, stiva de protocoale utilizată în prezent este TCP/IP, care a fost dezvoltat înainte de adoptarea modelului OSI și a ieșit din contact cu acesta.

Model OSI
Tip de date	Nivel	Funcții
	7. Aplicat (aplicație)	Acces la servicii de rețea
	6. Reprezentant (prezentare)	Reprezentarea și criptarea datelor
	5. Sesiune (sesiune)	Managementul sesiunii
Segmente / Datagrame	4. Transport (transport)	Comunicare directă între punctele finale și fiabilitate
	3. Rețea (rețea)	Determinarea rutei și adresarea logică
	2. Canal (link de date)	Adresarea fizică
	1. Fizic (fizic)	Lucrul cu media, semnale și date binare

nivele de model osi

În literatura de specialitate, este cel mai obișnuit să începeți descrierea straturilor modelului OSI din al 7-lea strat, numit strat de aplicație, la care aplicațiile utilizatorului accesează rețeaua. Modelul OSI se termină cu primul strat - fizic, care definește standardele cerute de producătorii independenți pentru mediile de transmisie a datelor:

tipul de mediu de transmisie (cablu de cupru, fibră optică, radio etc.),

tipul de modulație a semnalului,

nivelurile de semnal ale stărilor logice discrete (zero și unu).

Orice protocol al modelului OSI trebuie să interacționeze fie cu protocoalele stratului său, fie cu protocoalele unul deasupra și/sau sub nivelul său. Interacțiunile cu protocoalele de la nivelul lor se numesc orizontale, iar cele cu niveluri unul mai mare sau mai jos se numesc verticale. Orice protocol al modelului OSI poate îndeplini doar funcțiile stratului său și nu poate îndeplini funcțiile altui strat, ceea ce nu este realizat în protocoalele modelelor alternative.

Fiecare nivel, cu un anumit grad de convenționalitate, are propriul său operand - un element de date logic indivizibil care poate fi operat la un nivel separat în cadrul modelului și al protocoalelor utilizate: la nivel fizic, cea mai mică unitate este un pic , la nivel de legătură de date informațiile sunt combinate în cadre, la nivel de rețea - în pachete (datagrame), pe transport - în segmente. Orice bucată de date combinată logic pentru transmisie - un cadru, un pachet, o datagramă - este considerată un mesaj. Mesajele în formă generală sunt operanzii nivelurilor de sesiune, prezentare și aplicație.

la bază tehnologii de rețea include straturile fizice și de legătură de date.

Strat de aplicație

Stratul de aplicație (stratul de aplicație) - nivelul superior al modelului, care asigură interacțiunea aplicațiilor utilizatorului cu rețeaua:

permite aplicațiilor să utilizeze serviciile de rețea:

• acces de la distanță la fișiere și baze de date,

  redirecționare e-mail;

responsabil pentru transferul informațiilor despre servicii;

furnizează aplicațiilor informații despre erori;

generează cereri către nivelul de prezentare.

Protocoale de nivel de aplicație: RDP HTTP (Protocol de transfer hipertext), SMTP (Protocol de transfer simplu de e-mail), SNMP (Protocol simplu de gestionare a rețelei), POP3 (Protocol de birou poștal versiunea 3), FTP (Protocol de transfer de fișiere), XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET și altele.

Nivel executiv

Stratul de prezentare (stratul de prezentare; ing. prezentare strat) asigură conversia protocolului și criptarea/decriptarea datelor. Solicitările de aplicație primite de la nivelul de aplicație sunt convertite în stratul de prezentare într-un format de transmisie prin rețea, iar datele primite din rețea sunt convertite în formatul de aplicație. La acest nivel se poate efectua compresia/decomprimarea sau codificarea/decodarea datelor, precum și redirecționarea cererilor către un alt resursă de rețea dacă nu pot fi procesate local.

Stratul de prezentare este de obicei un protocol intermediar pentru transformarea informațiilor din straturile învecinate. Acest lucru permite comunicarea între aplicații pe sisteme informatice diferite într-un mod care este transparent pentru aplicații. Stratul de prezentare asigură formatarea și transformarea codului. Formatarea codului este utilizată pentru a se asigura că o aplicație primește informații pentru procesare care au sens pentru ea. Dacă este necesar, acest strat se poate traduce dintr-un format de date în altul.

Stratul de prezentare se ocupă nu numai de formatele și prezentarea datelor, ci se ocupă și de structurile de date care sunt utilizate de programe. Astfel, stratul 6 asigură organizarea datelor în timpul transferului acestora.

Pentru a înțelege cum funcționează, imaginați-vă că există două sisteme. Unul folosește codul de schimb de informații binare extins EBCDIC, cum ar fi mainframe-ul IBM, de exemplu, iar celălalt folosește codul de schimb de informații standard american (ASCII) (utilizat de majoritatea celorlalți producători de computere). Dacă aceste două sisteme trebuie să facă schimb de informații, atunci este necesar un strat de prezentare pentru a efectua transformarea și traducerea între cele două formate diferite.

O altă funcție îndeplinită la nivel de prezentare este criptarea datelor, care este utilizată în cazurile în care este necesar să se protejeze informațiile transmise împotriva primirii de către destinatari neautorizați. Pentru a îndeplini această sarcină, procesele și codul de la nivel de vizualizare trebuie să efectueze transformări de date.

Standardele la nivel de prezentare definesc, de asemenea, modul în care sunt prezentate graficele. În aceste scopuri, poate fi utilizat formatul PICT, un format de imagine folosit pentru a transfera grafica QuickDraw între programe. Un alt format de reprezentare este formatul de fișier imagine TIFF etichetat, care este utilizat în mod obișnuit pentru hărți de biți de înaltă rezoluție. Următorul standard al stratului de prezentare care poate fi utilizat pentru grafică este standardul JPEG.

Există un alt grup de standarde la nivel de prezentare care definesc prezentarea sunetului și a filmelor. Aceasta include Interfața Electronic Musical Instrument (MIDI) pentru reprezentarea digitală a muzicii, dezvoltată de Motion Picture Experts Group a standardului MPEG.

Protocoale de nivel de prezentare: AFP - Apple Filing Protocol, ICA - Independent Computing Architecture, LPP - Lightweight Presentation Protocol, NCP - NetWare Core Protocol, NDR - Network Data Representation, XDR - eXternal Data Representation, X.25 PAD - Packet Assembler/Disassembler Protocol .

stratul de sesiune

Stratul de sesiune sesiune strat) asigură menținerea unei sesiuni de comunicare, permițând aplicațiilor să interacționeze între ele timp îndelungat. Stratul gestionează crearea/încheierea sesiunii, schimbul de informații, sincronizarea sarcinilor, determinarea dreptului de a transfera date și întreținerea sesiunii în perioadele de inactivitate a aplicației.

Protocoale de sesiune: ADSP, ASP, H.245, ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), iSNS, L2F, L2TP, NetBIOS, PAP (Password Authentication Protocol), PPTP, RPC, RTCP , SMPP, SCP (Session Control Protocol), ZIP (Zone Information Protocol), SDP (Sockets Direct Protocol).

strat de transport

Stratul de transport transport strat) este conceput pentru a asigura transmiterea fiabilă a datelor de la expeditor la destinatar. În același timp, nivelul de fiabilitate poate varia într-o gamă largă. Există multe clase de protocoale de nivel de transport, de la protocoale care oferă doar funcții de transport de bază (de exemplu, funcții de transfer de date fără confirmare), până la protocoale care asigură că pachetele de date multiple sunt livrate la destinație în secvența corectă, multiplexarea datelor multiple. fluxuri, oferă mecanism de control al fluxului de date și garantează valabilitatea datelor primite. De exemplu, UDP se limitează la controlul integrității datelor într-o singură datagramă și nu exclude posibilitatea de a pierde un pachet întreg sau de a duplica pachete, încălcând ordinea în care sunt primite pachetele de date; porțiuni de date în fragmente și invers, lipirea pachetelor de date. fragmente într-un singur pachet.

Protocoale de nivel de transport: ATP, CUDP, DCCP, FCP, IL, NBF, NCP, RTP, SCTP, SPX, SST, TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

stratul de rețea

Stratul de rețea reţea strat) este conceput pentru a determina modul în care sunt transmise datele. Responsabil cu traducerea adreselor și numelor logice în cele fizice, determinarea celor mai scurte rute, comutarea și rutarea, urmărirea problemelor și „aglomerarea” în rețea.

Protocoalele stratului de rețea direcționează datele de la o sursă la o destinație. Dispozitivele (routerele) care funcționează la acest nivel sunt numite condiționat dispozitive de al treilea nivel (în funcție de numărul de nivel din modelul OSI).

Protocoale de nivel de rețea: IP/IPv4/IPv6 (Internet Protocol), IPX, X.25, CLNP (Connectionless Network Protocol), IPsec (Internet Protocol Security). Protocoale de rutare - RIP, OSPF.

Strat de legătură

Strat de legătură date legătură strat) este conceput pentru a asigura interacțiunea rețelelor peste nivelul fizic și controlul erorilor care pot apărea. Ambalează datele primite de la nivelul fizic, reprezentate în biți, în cadre, le verifică integritatea și, dacă este necesar, corectează erorile (formează o cerere repetată pentru un cadru deteriorat) și le trimite la nivelul de rețea. Stratul de legătură poate interacționa cu unul sau mai multe straturi fizice, controlând și gestionând această interacțiune.

Specificația IEEE 802 împarte acest nivel în două subniveluri: mass-media acces Control) guvernează accesul la un mediu fizic partajat, LLC. controlul legăturii logice) oferă serviciu de nivel de rețea.

Comutatoarele, podurile și alte dispozitive funcționează la acest nivel. Aceste dispozitive folosesc adresarea layer 2 (după numărul de strat în modelul OSI).

Protocoale de nivel de legătură - ARCnet, ATMEthernet, comutare automată de protecție Ethernet (EAPS), IEEE 802.2, IEEE 802.11 LAN fără fir, LocalTalk, (MPLS), protocol punct-la-punct (PPP), protocol punct-la-punct prin Ethernet (PPPoE) ), StarLan, Token Ring, Detectare legături unidirecționale (UDLD), x.25.

Strat fizic

Stratul fizic fizic strat) - nivelul inferior al modelului, care definește metoda de transfer a datelor, reprezentate în formă binară, de la un dispozitiv (calculator) la altul. Ele transmit semnale electrice sau optice către un cablu sau aer radio și, în consecință, le primesc și le convertesc în biți de date în conformitate cu metodele de codificare a semnalelor digitale.

Hub-urile, repetitoarele de semnal și convertoarele media funcționează și ele la acest nivel.

Funcțiile stratului fizic sunt implementate pe toate dispozitivele conectate la rețea. Pe partea computerului, funcțiile stratului fizic sunt realizate de adaptorul de rețea sau port serial. Stratul fizic se referă la interfețele fizice, electrice și mecanice dintre două sisteme. Stratul fizic definește astfel de tipuri de medii de transmisie a datelor ca fibră optică, pereche răsucită, cablu coaxial, canal prin satelit transferuri de date etc. Tipurile standard de interfețe de rețea legate de stratul fizic sunt: ​​conectorii V.35, RS-232, RS-485, RJ-11, RJ-45, AUI și BNC.

Protocoale de nivel fizic: IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA, EIARS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, DSL, ISDN, SONET/SDH, 802.11Wi-Fi, Etherloop, interfață radio GSMUM ,ITU și ITU-T, TransferJet, ARINC 818, G.hn/G.9960.

Familia TCP/IP

Familia TCP/IP are trei protocoale de transport: TCP, care este pe deplin compatibil cu OSI, care asigură verificarea primirii datelor; UDP, care corespunde stratului de transport doar prin prezența unui port, care asigură schimbul de datagrame între aplicații, care nu garantarea primirii datelor; și SCTP, care a fost dezvoltat pentru a aborda unele dintre deficiențele TCP și care adaugă câteva caracteristici noi. (Există aproximativ două sute de alte protocoale în familia TCP/IP, dintre care cel mai cunoscut este protocolul de serviciu ICMP, care este utilizat intern pentru a asigura funcționarea; restul nu sunt, de asemenea, protocoale de transport.)

Familia IPX/SPX

În familia IPX/SPX, porturile (numite socket-uri sau socket-uri) apar în protocolul de nivel de rețea IPX, permițând schimbul de datagrame între aplicații (sistemul de operare își rezervă unele dintre socket-uri). Protocolul SPX, la rândul său, completează IPX cu toate celelalte capabilități ale stratului de transport, în deplină conformitate cu OSI.

Pentru adresa gazdă, IPX folosește un identificator format dintr-un număr de rețea de patru octeți (atribuit de routere) și adresa MAC a adaptorului de rețea.

Model TCP/IP (5 straturi)

Nivelul de aplicare (5) (Strat de aplicație) sau stratul de aplicație oferă servicii care acceptă direct aplicațiile utilizatorului, de exemplu, software transfer de fișier, acces la baza de date, facilitati de e-mail, serviciu de inregistrare server. Acest nivel guvernează toate celelalte niveluri. De exemplu, dacă un utilizator lucrează cu electronice Foi de calcul Excelși decide să stocheze fișierul de lucru în directorul său de pe serverul de fișiere din rețea, apoi stratul de aplicație se asigură că fișierul este mutat de pe computerul de lucru în unitate de rețea transparent pentru utilizator.

Strat de transport (4) (Strat de transport) asigură livrarea pachetelor fără erori și pierderi, precum și în ordinea dorită. De asemenea, descompune blocurile de date transmise în pachete și restaurează datele primite din pachete. Pachetele pot fi livrate cu sau fără conexiune (canal virtual). Stratul de transport este granița și legătura dintre cele trei superioare, care sunt foarte specifice aplicației, și cele trei straturi inferioare, care sunt foarte specifice rețelei.

Strat de rețea (3) (Strat de rețea) este responsabil pentru adresarea pachetelor și traducerea numelor logice (adrese logice, cum ar fi adrese IP sau adrese IPX) la (și invers) adrese MAC de rețea fizică. La același nivel, problema alegerii unei rute (cale) pe care pachetul este livrat la destinație (dacă există mai multe rute în rețea) este rezolvată. La nivel de rețea, funcționează dispozitive de rețea intermediare complexe, cum ar fi routerele.

Strat canal (2) sau strat de legătură de date este responsabil pentru formarea pachetelor (cadrelor) de tip standard pentru această rețea (Ethernet, Token-Ring, FDDI), inclusiv câmpurile de control inițial și final. Aici se realizează și controlul accesului la rețea, erorile de transmisie sunt detectate prin calcularea sumelor de control, iar pachetele eronate sunt retrimise la receptor. Stratul de legătură este împărțit în două substraturi: LLC superior și MAC inferior. Dispozitivele de rețea intermediare, cum ar fi comutatoarele, funcționează la nivelul de legătură.

Strat fizic (1) (Strat fizic)- acesta este cel mai jos nivel al modelului, care este responsabil pentru codificare informatii transmiseîn nivelurile de semnal acceptate în mediul de transmisie utilizat și decodificarea inversă. De asemenea, definește cerințele pentru conectori, conectori, potrivire electrică, împământare, protecție împotriva interferențelor etc. La nivelul fizic, funcționează dispozitivele de rețea, cum ar fi transceiver-uri, repetoare și hub-uri de repetoare.

Conceptul de „sistem deschis” și problemele standardizării

Teza universală despre beneficiile standardizării, care este valabilă pentru toate industriile, are o importanță deosebită în rețelele de calculatoare. Esența rețelei este conectarea diferitelor echipamente, ceea ce înseamnă că problema de compatibilitate este una dintre cele mai acute. Fără adoptarea de către toți producătorii a regulilor general acceptate pentru echipamentele de construcție, progresul în „construirea” rețelelor ar fi imposibil. Prin urmare, întreaga dezvoltare a industriei computerelor se reflectă în cele din urmă în standarde - orice tehnologie nouă dobândește un statut „legal” doar atunci când conținutul său este fixat în standardul corespunzător.

În rețelele de calculatoare, baza ideologică a standardizării este o abordare pe mai multe niveluri a dezvoltării instrumentelor de interacțiune a rețelei. Pe baza acestei abordări a fost dezvoltat modelul standard pe șapte niveluri de interacțiune a sistemelor deschise, care a devenit un fel de limbaj universal pentru specialiștii în rețele.

Abordare pe mai multe niveluri. Protocol. Interfață. stiva de protocoale

Organizarea interacțiunii dintre dispozitivele din rețea este o sarcină complexă. După cum știți, pentru a rezolva probleme complexe, se utilizează o tehnică universală - descompunerea, adică împărțirea unei sarcini complexe în mai multe sarcini-module mai simple (Fig. 1.20). Procedura de descompunere include o definiție clară a funcțiilor fiecărui modul care rezolvă o anumită problemă și a interfețelor dintre acestea. Ca rezultat, se realizează o simplificare logică a sarcinii și, în plus, devine posibilă modificarea modulelor individuale fără a schimba restul sistemului.

Descompunerea folosește adesea o abordare stratificată. Este după cum urmează. Întregul set de module este împărțit pe nivele. Nivelurile formează o ierarhie, adică există niveluri supraiacente și subiacente (Fig. 1.21). Setul de module care alcătuiesc fiecare nivel este alcătuit în așa fel încât, pentru a-și îndeplini sarcinile, acestea să facă cereri numai modulelor din nivelul inferior imediat adiacent. Pe de altă parte, rezultatele muncii tuturor modulelor aparținând unui anumit nivel pot fi transferate numai modulelor din stratul superior învecinat. O astfel de descompunere ierarhică a sarcinii presupune o definire clară a funcției fiecărui nivel și a interfețelor dintre niveluri. O interfață definește un set de funcții pe care un strat inferior le oferă unui strat superior. Ca urmare a descompunerii ierarhice, se realizează o relativă independență a nivelurilor și, prin urmare, posibilitatea înlocuirii lor cu ușurință.

În acest caz, modulele de nivel inferior pot, de exemplu, rezolva toate problemele legate de transmiterea fiabilă a semnalelor electrice între două noduri învecinate. Modulele de nivel superior organizează transportul mesajelor în cadrul întregii rețele, utilizând pentru aceasta mijloacele de la nivelul inferior menționat. Și la nivelul superior există module care oferă utilizatorilor acces la diverse servicii - fișier, imprimare etc. Desigur, aceasta este doar una dintre numeroasele opțiuni posibile pentru împărțirea sarcinii generale de organizare a rețelei în subsarcini private.

O abordare pe mai multe niveluri a descrierii și implementării funcțiilor sistemului este aplicată nu numai facilităților de rețea. Acest model de operare este folosit, de exemplu, în local sisteme de fișiere, când o cerere de acces la un fișier este procesată secvenţial de mai multe niveluri de program (Fig. 1.22). Solicitarea este mai întâi analizată de nivelul superior, care analizează secvenţial numele fişierului simbolic compus şi determină identificatorul unic al fişierului. Următorul nivel găsește printr-un nume unic toate caracteristicile principale ale fișierului: adresa, atributele de acces etc. Apoi, la un nivel inferior, se verifică drepturile de acces la acest fișier, iar apoi, după calcularea coordonatelor zonei fișierului care conține datele necesare, se realizează un schimb fizic cu un dispozitiv extern folosind driverul de disc.

Reprezentarea pe mai multe niveluri a instrumentelor de interacțiune în rețea are propriile sale specificități legate de faptul că Două mașini, adică, în acest caz, este necesar să se organizeze munca coordonată a două „ierarhii”. La transmiterea mesajelor, ambii participanți la schimbul de rețea trebuie să accepte multe acorduri. De exemplu, trebuie să cadă de acord asupra nivelurilor și formei semnalelor electrice, asupra modului de determinare a lungimii mesajelor, asupra metodelor de verificare a validității etc. Cu alte cuvinte, acordurile trebuie acceptate pentru toate nivelurile, de la cel mai mic - nivelul de transmisie de biți - la cel mai înalt, oferind un serviciu utilizatorilor rețelei.

Pe fig. 1.23 prezintă modelul de interacțiune a două noduri. Pe fiecare parte, mijloacele de interacțiune sunt reprezentate de patru niveluri. Procedura de interacțiune a acestor două noduri poate fi descrisă ca un set de reguli pentru interacțiunea fiecărei perechi de niveluri corespunzătoare ale ambelor părți participante.

Regulile formalizate care determină secvența și formatul mesajelor schimbate între componentele rețelei care se află la același nivel, dar în noduri diferite, sunt numite protocol.

Modulele care implementează protocoalele straturilor învecinate și sunt situate în același nod interacționează, de asemenea, între ele în conformitate cu reguli bine definite și folosind formate de mesaje standardizate. Aceste reguli se numesc interfata. O interfață definește un set de servicii pe care un anumit strat le oferă stratului său vecin.

În esență, un protocol și o interfață exprimă același concept, dar în mod tradițional în rețele li s-au atribuit domenii diferite: protocoalele definesc regulile de interacțiune a modulelor de același nivel în diferite noduri, iar interfețele - module de niveluri învecinate într-unul. nodul.

Mijloacele fiecărui nivel trebuie să elaboreze, în primul rând, propriul protocol și, în al doilea rând, interfețe cu nivelurile învecinate.

Se numește un set de protocoale organizat ierarhic suficient pentru a organiza interacțiunea nodurilor dintr-o rețea teanc de protocoale de comunicare.

Protocoalele de comunicație pot fi implementate atât în ​​software, cât și în hardware. Protocoalele de nivel inferior sunt adesea implementate într-o combinație de software și hardware, în timp ce protocoalele de nivel superior sunt de obicei implementate exclusiv în software.

Un modul software care implementează un anumit protocol este adesea numit și „protocol” pentru concizie. În acest caz, relația dintre un protocol - o procedură definită formal și un protocol - un modul software care implementează această procedură, este similară cu relația. între un algoritm de rezolvare a unei anumite probleme și un program care rezolvă această problemă.

Este clar că același algoritm poate fi programat cu diferite grade de eficiență. În mod similar, un protocol poate avea mai multe implementări software. De aceea, atunci când se compară protocoalele, ar trebui să se țină cont nu numai de logica muncii lor, ci și de calitatea soluțiilor software. Mai mult, eficiența interacțiunii dispozitivului în rețea este afectată de calitatea întregului set de protocoale care alcătuiesc stiva, în special de cât de rațional sunt distribuite funcțiile între protocoalele de diferite niveluri și de cât de bine sunt interfețele dintre ele. definit.

Model OSI

Doar pentru că un protocol este un acord între două entități care interacționează, în acest caz două computere care rulează într-o rețea, nu înseamnă neapărat că este standard. Dar, în practică, atunci când implementează rețele, acestea tind să folosească protocoale standard. Acestea pot fi standarde de companie, naționale sau internaționale.

La începutul anilor '80, o serie de organizații internaționale de standardizare - ISO, ITU-T și altele - au dezvoltat un model care a jucat un rol semnificativ în dezvoltarea rețelelor. Acest model se numește model de interacțiune cu sisteme deschise (deschis Sistem Interconectare, OSI) sau modelul OSI. Modelul OSI definește diferitele niveluri de interacțiune a sistemului, le dă nume standard și specifică ce funcții ar trebui să îndeplinească fiecare nivel. Modelul OSI a fost dezvoltat pe baza multor experiențe acumulate în crearea de rețele de calculatoare, în principal globale, în anii '70. O descriere completă a acestui model necesită mai mult de 1000 de pagini de text.

În modelul OSI (Fig. 1.25), mijloacele de interacțiune sunt împărțite în șapte niveluri:

Aplicat

Reprezentant

sesiune

Transport

reţea

canalizat

Fizic.

Fiecare strat se ocupă de un aspect specific al interacțiunii dispozitivelor de rețea.

Modelul OSI descrie doar mijloacele de interacțiune ale sistemului implementate de sistemul de operare, utilitățile sistemului, hardware-ul sistemului. Modelul nu include interoperabilitatea aplicațiilor utilizatorului final. Aplicațiile își implementează propriile protocoale de interacțiune prin accesarea instrumentelor de sistem. Prin urmare, este necesar să se facă distincția între stratul de interacțiune cu aplicație și stratul de aplicație.

De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că aplicația poate prelua funcțiile unora dintre straturile superioare ale modelului OSI. De exemplu, unele DBMS au încorporat acces de la distanță la fișiere. În acest caz, aplicația, atunci când accesează resurse de la distanță, nu folosește serviciul de fișiere de sistem: ocolește nivelurile superioare ale modelului OSI și accesează direct instrumentele de sistem responsabile cu transportul mesajelor prin rețea, care sunt situate la nivelurile inferioare. a modelului OSI.

Așadar, lăsați aplicația să facă o solicitare la nivelul aplicației, cum ar fi un serviciu de fișiere. Pe baza acestei solicitări, software-ul stratului de aplicație generează un mesaj într-un format standard. Un mesaj normal constă dintr-un antet și un câmp de date. Antetul conține informații de serviciu care trebuie transmise prin rețea la stratul de aplicație al mașinii de destinație pentru a-i spune ce lucru trebuie făcut. În cazul nostru, antetul, evident, ar trebui să conțină informații despre locația fișierului și tipul de operație care trebuie efectuată asupra acestuia. Câmpul de date al mesajului poate fi gol sau poate conține unele date, cum ar fi cele în care trebuie scrise fișier la distanță. Dar pentru a livra aceste informații la destinație, mai sunt încă multe sarcini de rezolvat, a căror responsabilitate revine nivelurilor inferioare.

După ce mesajul a fost generat, stratul de aplicație îl împinge în jos din stivă până la stratul reprezentativ. Protocolul de nivel reprezentativ, bazat pe informațiile primite de la antetul la nivel de aplicație, efectuează acțiunile necesare și adaugă propriile informații de serviciu la mesaj - antetul nivelului de prezentare, care conține instrucțiuni pentru protocolul de nivel reprezentativ al mașinii de destinație. Mesajul rezultat este transmis în stratul de sesiune, care la rândul său adaugă propriul antet etc. (Unele implementări de protocol plasează informațiile de serviciu nu numai la începutul mesajului sub forma unui antet, ci și la sfârșit, în forma unei așa-numite „remorci” -.) În cele din urmă, mesajul ajunge la nivelul inferior, fizic, care de fapt îl transmite prin liniile de comunicație către mașina de destinație. În acest moment, mesajul este „încărcat” cu titluri de toate nivelurile (Fig. 1.26).

Când un mesaj ajunge în rețea la mașina de destinație, este primit de stratul său fizic și se mută secvenţial de la un strat la altul. Fiecare nivel analizează și procesează antetul nivelului său, realizând funcțiile corespunzătoare acestui nivel, apoi elimină acest antet și transmite mesajul la nivelul superior.

Odată cu termenul mesaj (mesaj) există și alți termeni folosiți de specialiștii în rețea pentru a se referi la unități de date în procedurile de schimb. Standardele ISO folosesc denumirea comună bloc de protocol date ( Protocol Date unitate , PDU ). Pentru a desemna blocuri de date de anumite niveluri - se folosesc adesea denumiri speciale: cadru (cadru), pachet (pachet), datagrama (datagrama), segment (segment).

Modelul OSI distinge între două tipuri principale de protocoale.Protocoale cu stabilirea conexiunii (conexiuni- orientat) înainte de a face schimb de date, expeditorul și destinatarul trebuie să stabilească mai întâi o conexiune și eventual să aleagă niște parametri de protocol pe care îi vor folosi la schimbul de date.După încheierea dialogului trebuie să încheie această conexiune. . Telefonul este un exemplu de interacțiune , bazate pe conexiune .

Al doilea grup de protocoale - protocoale fără a stabili mai întâi o conexiune (fără conexiune). Astfel de protocoale se mai numesc datagrama protocoale. Expeditorul transmite pur și simplu mesajul când este gata. Introducerea unei scrisori cutie poștală este un exemplu de comunicare fără a stabili mai întâi o conexiune. Calculatoarele comunică folosind ambele tipuri de protocoale.

Straturi ale modelului OSI

Strat fizic

Stratul fizic se ocupă cu transmiterea de biți prin canale de comunicație fizice, cum ar fi cablul coaxial, cablul cu perechi răsucite, cablul cu fibră optică sau circuitul teritorial digital. Acest nivel este legat de caracteristicile mediilor fizice de transmisie a datelor, cum ar fi lățimea de bandă, imunitatea la zgomot, impedanța undelor și altele. La același nivel, sunt determinate caracteristicile semnalelor electrice care transmit informații discrete, de exemplu, abruptul fronturilor de impuls, nivelurile de tensiune sau curent ale semnalului transmis, tipul de codare și viteza de transmisie a semnalului. În plus, tipurile de conectori și scopul fiecărui pin sunt standardizate aici.

Funcțiile stratului fizic sunt implementate în toate dispozitivele conectate la rețea. Pe partea computerului, funcțiile stratului fizic sunt realizate de un adaptor de rețea sau de un port serial.

Un exemplu de protocol de nivel fizic este specificația 1OBase. - Tehnologia Ethernet, care definește cablul utilizat ca pereche torsadată neecranată de categoria 3 cu o impedanță caracteristică de 100 ohmi, un conector RJ-45, o lungime maximă a segmentului fizic de 100 de metri, un cod Manchester pentru reprezentarea datelor într-un cablu, precum și alte caracteristici ale mediului și semnalelor electrice.

Strat de legătură

La nivelul fizic, biții sunt pur și simplu trimiși. Aceasta nu ține cont de faptul că în unele rețele în care liniile de comunicație sunt utilizate (partajate) alternativ de mai multe perechi de calculatoare care interacționează, mediul fizic de transmisie poate fi ocupat. Prin urmare, una dintre sarcinile stratului de legătură de date (stratul de legătură de date) este să verifice disponibilitatea mediului de transmisie. O altă sarcină a stratului de legătură este implementarea mecanismelor de detectare și corectare a erorilor, pentru a face acest lucru, la nivelul de legătură, biții sunt grupați în seturi numite rame (rame). Stratul de legătură asigură transmiterea corectă a fiecărui cadru prin plasarea unei secvențe speciale de biți la începutul și la sfârșitul fiecărui cadru pentru a-l evidenția și, de asemenea, calculează suma de control procesând toți octeții cadrului într-un anumit mod și adăugând o sumă de control la rama. Când un cadru ajunge prin rețea, receptorul calculează din nou suma de control a datelor primite și compară rezultatul cu suma de control din cadru. Dacă se potrivesc, cadrul este considerat valid și acceptat. Dacă sumele de control nu se potrivesc, atunci este generată o eroare. Stratul de legături nu numai că poate detecta erorile, ci și le poate corecta prin retransmiterea cadrelor corupte. Trebuie remarcat faptul că funcția de corectare a erorilor nu este obligatorie pentru stratul de legătură, deci nu este disponibilă în unele protocoale ale acestui strat, de exemplu, în Ethernet și frame relay.

Protocoalele stratului de legătură utilizate în rețelele locale au o anumită structură de conexiuni între computere și modalități de a le adresa. Deși stratul de legătură asigură livrarea unui cadru între oricare două noduri ale rețelei locale, face acest lucru doar într-o rețea cu o topologie de legătură complet definită, exact topologia pentru care a fost proiectat. Topologiile comune de magistrală, inel și stea suportate de protocoalele de nivel de legătură LAN, precum și structurile derivate din acestea prin punți și comutatoare, se numără printre aceste topologii tipice. Exemple de protocoale de nivel de legătură sunt protocoalele Ethernet, Token Ring, FDDI, lOOVG-AnyLAN.

În rețelele LAN, protocoalele de nivel de legătură sunt utilizate de computere, poduri, comutatoare și routere. În computere, funcțiile stratului de legătură sunt implementate prin eforturile comune ale adaptoarelor de rețea și driverelor acestora.

În rețelele cu zonă extinsă, care rareori au o topologie obișnuită, stratul de legătură de date asigură adesea schimbul de mesaje doar între două computere învecinate conectate printr-o linie de comunicație individuală. Exemple de protocoale punct la punct (cum sunt adesea numite astfel de protocoale) sunt protocoalele PPP și LAP-B utilizate pe scară largă. În astfel de cazuri, facilitățile de nivel de rețea sunt utilizate pentru a livra mesaje între nodurile finale din întreaga rețea. Așa sunt organizate rețelele X.25. Uneori, în rețelele globale, este dificil să se evidențieze funcțiile stratului de legătură în forma sa pură, deoarece acestea sunt combinate cu funcțiile stratului de rețea în același protocol. Exemple de astfel de abordare sunt protocoalele ATM și tehnologiile frame relay.

În general, stratul de legătură este un set foarte puternic și complet de funcții pentru trimiterea de mesaje între nodurile rețelei. În unele cazuri, protocoalele de nivel de legătură se dovedesc a fi vehicule autonome și pot permite protocoalelor de nivel de aplicație sau aplicațiilor să funcționeze direct peste ele, fără a implica straturile de rețea și de transport. De exemplu, există o implementare a protocolului de gestionare a rețelei SNMP direct prin Ethernet, deși în mod implicit acest protocol rulează peste protocolul de rețea IP și protocolul de transport UDP. Desigur, utilizarea unei astfel de implementări va fi limitată - nu este potrivită pentru rețelele compozite de diferite tehnologii, cum ar fi Ethernet și X.25, și chiar și pentru o rețea în care Ethernet este utilizat în toate segmentele, dar conexiuni în formă de buclă există între segmente. Dar într-o rețea Ethernet cu două segmente, unite printr-o punte, implementarea SNMP peste nivelul de legătură va fi destul de eficientă.

Cu toate acestea, pentru a asigura transportul mesajelor de înaltă calitate în rețelele de orice topologie și tehnologie, funcțiile stratului de legătură nu sunt suficiente, prin urmare, în modelul OSI, soluția acestei probleme este atribuită următoarelor două niveluri - rețea și transport .

stratul de rețea

Stratul de rețea servește la formarea unui singur sistem de transport , unind mai multe rețele, iar aceste rețele pot folosi principii complet diferite pentru transmiterea mesajelor între nodurile terminale și au o structură arbitrară de conexiuni. Funcțiile stratului de rețea sunt destul de diverse. Să începem analiza lor pe exemplul uniunii rețele locale.

Protocoalele de nivel de legătură ale rețelelor locale asigură că datele sunt livrate între orice nod numai într-o rețea cu o topologie tipică adecvată, cum ar fi o topologie ierarhică în stea. Aceasta este o limitare foarte strictă care nu permite construirea de rețele cu o structură dezvoltată, de exemplu, rețele care combină mai multe rețele de întreprindere într-o singură rețea sau rețele foarte fiabile în care există legături redundante între noduri. Ar fi posibil să se complice protocoalele stratului de legătură pentru a suporta legături redundante asemănătoare buclei, dar principiul separării sarcinilor între straturi duce la o soluție diferită. Pentru a păstra simplitatea procedurilor de transfer de date pentru topologiile tipice, pe de o parte, și, pe de altă parte, pentru a permite utilizarea topologiilor arbitrare, este introdus un strat suplimentar de rețea.

La nivel de rețea, termenul în sine netînzestrat cu un sens specific. În acest caz, o rețea este înțeleasă ca un set de calculatoare interconectate în conformitate cu una dintre topologiile tipice standard și care utilizează unul dintre protocoalele stratului de legătură definite pentru această topologie pentru transferul de date.

În interiorul rețelei, livrarea datelor este asigurată de nivelul de legătură corespunzător, dar livrarea datelor între rețele este gestionată de nivelul de rețea, care acceptă capacitatea de a alegerea potrivita a rutei de transmitere a mesajelor chiar şi în cazul în care structura conexiunilor dintre reţelele constitutive are un caracter diferit de cel adoptat în protocoalele stratului de legătură.

Rețelele sunt interconectate prin dispozitive speciale numite routere. Router - acesta este un dispozitiv care colectează informații despre topologia interconexiunilor și, pe baza acesteia, transmite pachete de nivel de rețea către rețeaua de destinație. Pentru a trimite un mesaj de la un expeditor dintr-o rețea către un destinatar din altă rețea, trebuie să faceți un număr de transmisii de tranzit între rețele, sau hamei (din hamei - săritură), alegând de fiecare dată traseul corespunzător. Astfel, o rută este o secvență de routere prin care trece un pachet.

Pe fig. Figura 1.27 prezintă patru rețele conectate prin trei routere. Există două rute între nodurile A și B ale acestei rețele: prima prin routerele 1 și 3, iar a doua prin routerele 1,2 și 3.

Problema alegerii celei mai bune căi se numește rutare, iar soluția sa este una dintre sarcinile principale ale stratului de rețea. Această problemă este agravată de faptul că calea cea mai scurtă nu este întotdeauna cea mai bună. Adesea, criteriul de alegere a unei rute este timpul transferului de date de-a lungul acestei rute; depinde de lățimea de bandă a canalelor de comunicare și de intensitatea programului, care se poate modifica în timp. Unii algoritmi de rutare încearcă să se adapteze la schimbările de încărcare, în timp ce alții iau decizii bazate pe medii pe termen lung. Selectarea rutei se poate baza și pe alte criterii, cum ar fi fiabilitatea transmisiei.

În general, funcțiile stratului de rețea sunt mai largi decât funcțiile de mesagerie prin legături cu o structură non-standard, pe care acum am luat-o în considerare folosind exemplul combinării mai multor rețele locale. Stratul de rețea rezolvă și problema coordonării tehnologii diferite, simplificând adresarea în rețele mariși crearea de bariere fiabile și flexibile în calea traficului nedorit între rețele.

Mesajele de nivel de rețea sunt apelate pachete (pachete). Atunci când se organizează livrarea pachetelor la nivel de rețea, se folosește conceptul de „număr de rețea”. În acest caz, adresa destinatarului constă din partea superioară - numărul rețelei și cea inferioară - numărul nodului din această rețea. Toate nodurile din aceeași rețea trebuie să aibă aceeași parte superioară a adresei, astfel încât termenului „rețea” la nivel de rețea i se poate da o altă definiție, mai formală: o rețea este o colecție de noduri a căror adresă de rețea conține același număr de rețea. .

Stratul de rețea definește două tipuri de protocoale. Primul fel - protocoale de rețea (protocoale rutate) - implementează redirecționarea pachetelor prin rețea. Aceste protocoale sunt de obicei la care se face referire când se vorbește despre protocoale de nivel de rețea. Cu toate acestea, un alt tip de protocol este adesea denumit stratul de rețea, numit protocoale de schimb de informații de rutare sau pur și simplu protocoale de rutare (rutare protocoale). Routerele folosesc aceste protocoale pentru a colecta informații despre topologia interconexiunilor. Protocoalele de nivel de rețea sunt implementate de modulele software ale sistemului de operare, precum și de software-ul și hardware-ul routerelor.

Un alt tip de protocol operează la nivelul de rețea și este responsabil pentru maparea adresei gazdei utilizate la nivelul rețelei la o adresă de rețea locală. Astfel de protocoale sunt adesea numite protocoale de rezoluție a adreselor - Protocolul de rezoluție a adreselor, ARP. Uneori se referă nu la nivelul de rețea, ci la nivelul canalului, deși subtilitățile clasificării nu le schimbă esența.

Exemple de protocoale de nivel de rețea sunt IP Internetworking Protocol al stivei TCP/IP și IPX Packet Internetworking Protocol al stivei Novell.

strat de transport

Pe drumul de la expeditor la destinatar, pachetele pot fi corupte sau pierdute. Deși unele aplicații au propria lor gestionare a erorilor, există unele care preferă să se ocupe imediat de o conexiune fiabilă. . Stratul de transport (Transport layer) oferă aplicații sau niveluri superioare ale stivei - aplicație și sesiune - transfer de date cu gradul de fiabilitate pe care îl necesită. Modelul OSI definește cinci clase de servicii furnizate de stratul de transport. Aceste tipuri de servicii diferă în calitatea serviciilor oferite: urgență, capacitatea de a restabili comunicațiile întrerupte , disponibilitatea mijloacelor de multiplexare a mai multor conexiuni între diferite protocoale de aplicație printr-un protocol de transport comun și, cel mai important, capacitatea de a detecta și corecta erorile de transmisie, cum ar fi distorsiunea, pierderea și duplicarea pachetelor.

Alegerea clasei de serviciu a stratului de transport este determinată, pe de o parte, de măsura în care sarcina de asigurare a fiabilității este rezolvată de aplicațiile în sine și de protocoale de nivel superior celui de transport, iar pe de altă parte , această alegere depinde de cât de fiabil este sistemul de transport al datelor în rețea furnizat de straturi situate sub transport - rețea, canal și fizic. Deci, de exemplu, dacă calitatea canalelor de comunicație este foarte mare și probabilitatea erorilor care nu sunt detectate de protocoalele de nivel inferior este mică, atunci este rezonabil să utilizați unul dintre serviciile de nivel de transport ușor care nu sunt împovărate cu numeroase verificări, strângeri de mână și alte metode de îmbunătățire a fiabilității. Dacă vehiculele din stratul inferior sunt inițial foarte nesigure, atunci este indicat să apelați la cel mai dezvoltat serviciu de nivel de transport care funcționează folosind mijloacele maxime de detectare și eliminare a erorilor - folosind prestabilirea unei conexiuni logice, controlul livrării mesajelor prin sume de control și pachete round robin, stabilirea termenelor de livrare etc.

De regulă, toate protocoalele, începând de la nivelul de transport și mai sus, sunt implementate de software-ul nodurilor terminale ale rețelei - componente ale sistemelor lor de operare în rețea. Exemple de protocoale de transport includ protocoalele TCP și UDP ale stivei TCP/IP și protocolul SPX al stivei Novell.

Protocoalele celor patru straturi inferioare sunt numite colectiv transport de rețea sau subsistem de transport, deoarece rezolvă complet problema transportului mesajelor cu un anumit nivel de calitate în rețelele compuse cu topologie arbitrară și diverse tehnologii. Celelalte trei straturi superioare rezolvă problemele furnizării de servicii de aplicații bazate pe subsistemul de transport existent.

stratul de sesiune

Stratul de sesiune oferă control asupra casetei de dialog: fixează ce parte este activă în în prezent, oferă un mijloc de sincronizare. Acestea din urmă vă permit să inserați puncte de control în transferuri lungi, astfel încât, în caz de eșec, să vă puteți întoarce la ultimul punct de control, mai degrabă decât să începeți totul de la capăt. În practică, puține aplicații folosesc stratul de sesiune și este rar implementat ca protocoale separate, deși funcțiile acestui strat sunt adesea combinate cu cele ale stratului de aplicație și implementate într-un singur protocol.

Nivel reprezentativ

Stratul de prezentare se ocupa de forma de prezentare a informatiilor transmise prin retea fara a modifica continutul acesteia. Datorită stratului de prezentare, informația transmisă de stratul de aplicație al unui sistem este întotdeauna înțeleasă de stratul de aplicare al altui sistem. Cu ajutorul acestui strat, protocoalele stratului de aplicație pot depăși diferențele sintactice în reprezentarea datelor sau diferențele în codurile de caractere, cum ar fi codurile ASCII și EBCDIC. La acest nivel se poate realiza criptarea și decriptarea datelor, datorită cărora secretul schimbului de date este asigurat imediat pentru toate serviciile aplicației. Un exemplu de astfel de protocol este protocolul Secure Socket Layer (SSL), care oferă mesagerie securizată pentru protocoalele de nivel de aplicație ale stivei TCP/IP.

Strat de aplicație

Stratul de aplicație este într-adevăr doar un set de diverse protocoale prin care utilizatorii rețelei accesează resurse partajate, cum ar fi fișiere, imprimante sau pagini Web hipertext și, de asemenea, își organizează munca în comun, de exemplu, folosind protocolul electronic. Unitatea de date pe care operează stratul de aplicație este de obicei numită mesaj (mesaj).

Există o varietate foarte mare de servicii de nivel de aplicație. Iată doar câteva exemple ale celor mai comune implementări ale serviciilor de fișiere: NCP pe sistemul de operare Novell NetWare, SMB pe Microsoft Windows NT, NFS, FTP și TFTP în stiva TCP/IP.

Straturi dependente de rețea și independente de rețea

Funcțiile tuturor straturilor modelului OSI pot fi clasificate în una din două grupuri:

fie la funcții care depind de implementarea tehnică specifică a rețelei, fie la funcții care sunt orientate spre lucrul cu aplicații.

Cele trei straturi inferioare - fizic, canal și rețea - sunt dependente de rețea, adică protocoalele acestor straturi sunt strâns legate de implementarea tehnică a rețelei și de echipamentele de comunicație utilizate. De exemplu, trecerea la echipamentul FDDI înseamnă o schimbare completă a protocoalelor straturilor fizice și de legătură în toate nodurile de rețea.

Primele trei niveluri - aplicație, reprezentativ și sesiune - sunt orientate spre aplicație și nu depind foarte mult de caracteristicile tehnice ale construirii unei rețele. Protocoalele acestor straturi nu sunt afectate de nicio modificare a topologiei rețelei, înlocuirea echipamentelor sau tranziția la o altă tehnologie de rețea. Astfel, trecerea de la Ethernet la tehnologia de mare viteză lOOVG-AnyLAN nu va necesita nicio modificare în software-ul care implementează funcțiile straturilor de aplicație, prezentare și sesiune.

Stratul de transport este intermediar, ascunde toate detaliile de funcționare a straturilor inferioare de cele superioare. Acest lucru vă permite să dezvoltați aplicații care nu depind de mijloacele tehnice de transport direct al mesajelor.

Pe fig. Figura 1.28 prezintă straturile modelului OSI , pe care operează diverse elemente ale reţelei. Un computer cu un sistem de operare de rețea instalat pe el interacționează cu un alt computer folosind protocoale de toate cele șapte niveluri.Computerele realizează această interacțiune indirect prin intermediul diferitelor dispozitive de comunicație: hub-uri, modemuri, poduri, comutatoare, routere, multiplexoare. In functie de tip, un dispozitiv de comunicatie poate functiona fie doar la nivelul fizic (repetitor), fie la fizic si canal (punte), fie la fizic, canal si retea, captand uneori stratul de transport (router).

Pe fig. 1.29 arată corespondența funcțiilor diferitelor dispozitive de comunicație la nivelurile modelului OSI .

Modelul OSI, deși foarte important, este doar unul dintre multele modele de comunicare. Aceste modele și stivele lor de protocoale asociate pot diferi în ceea ce privește numărul de straturi, funcțiile lor, formatele de mesaje, serviciile acceptate la straturile superioare și alți parametri.