modelul de referință al rețelei osi. Model de interconectare a sistemelor deschise (OSI).

acces la mediul de rețea. În același timp, strat de legătură gestionează procesul de plasare a datelor transmise în mediul fizic. De aceea strat de legăturăîmpărțit în 2 subniveluri (Fig. 5.1): subnivel superior controlul canalului logic de transmisie a datelor( Controlul legăturii logice - SRL), care este comun tuturor tehnologiilor și subnivelului inferior controlul accesului media(Control acces media - MAC). În plus, instrumentele stratului de legătură vă permit să detectați erorile în datele transmise.

Orez. 5.1.

Interacțiunea nodurilor rețelei locale are loc pe baza protocoalelor stratului de legătură. Transmiterea datelor în rețelele locale are loc pe distanțe relativ scurte (în interiorul clădirilor sau între clădirile apropiate), dar la viteză mare (10 Mbit/s - 100 Gbit/s). Distanța și viteza de transmisie datele sunt determinate de echipamentul standardelor corespunzătoare.

Institutul Internațional de Ingineri Electrici și Electronici - IEEE) a fost dezvoltată familia de standarde 802.x, care reglementează funcționarea legăturii de date și a straturilor fizice ale modelului ISO/OSI cu șapte straturi. Un număr de aceste protocoale sunt comune tuturor tehnologiilor, de exemplu standardul 802.2 alte protocoale (de exemplu, 802.3, 802.3u, 802.5) definesc caracteristicile tehnologiilor de rețea locală.

substratul LLCîn curs de implementare software. La substratul LLC există mai multe proceduri care vă permit să stabiliți sau să nu stabiliți o comunicare înainte de a transmite cadre care conțin date, să restaurați sau să nu restaurați cadrele dacă acestea sunt pierdute sau sunt detectate erori. Subnivel LLC implementează comunicarea cu protocoale de nivel de rețea, de obicei cu protocolul IP. Comunicarea cu stratul de rețea și definirea procedurilor logice pentru transmiterea cadrelor prin rețea implementează protocolul 802.2. Protocolul 802.1 oferă o definiție generală a rețelelor locale, legată de modelul ISO/OSI. Există și modificări ale acestui protocol.

Substratul MAC determină caracteristicile accesului la mediul fizic atunci când utilizați diverse tehnologii de rețea locală. Fiecare tehnologie de strat MAC (fiecare protocol: 802.3, 802.3u, 802.3z etc.) corespunde mai multor variante ale specificațiilor stratului fizic (protocoale) (Fig. 5.1). Specificație Tehnologia stratului MAC - definește mediul stratului fizic și parametrii de bază ai transferului de date ( viteza de transmisie, tip mediu, bandă îngustă sau bandă largă).

La nivelul legăturii laturii de transmisie se formează cadru, in care pachetul este încapsulat. Procesul de încapsulare adaugă un antet de cadru și un trailer la un pachet de protocol de rețea, cum ar fi IP. Astfel, cadrul oricărei tehnologii de rețea este format din trei părți:

antet,
câmpuri de date unde se află coletul,
comutator de limitare.

Pe partea de recepție, procesul de decapsulare inversă este implementat atunci când un pachet este extras din cadru.

Titlu include delimitatori de cadre, câmpuri de adresă și de control. Separatoare cadrele vă permit să determinați începutul unui cadru și să asigurați sincronizarea între emițător și receptor. Adrese stratul de legătură sunt adrese fizice. Atunci când se utilizează tehnologii compatibile Ethernet, adresarea datelor în rețelele locale se realizează prin adrese MAC, care asigură livrarea cadrului către nodul destinație.

Capac final conține un câmp de sumă de control (Secvență de verificare a cadrelor - FCS), care este calculat la transmiterea unui cadru folosind un cod ciclic CRC. Pe partea de primire verifica suma se calculează din nou cadrul și se compară cu cel primit. Dacă se potrivesc, atunci consideră că cadrul a fost transmis fără erori. Dacă valorile FCS diferă, cadrul este aruncat și trebuie retransmis.

Atunci când este transmis printr-o rețea, un cadru trece secvenţial printr-un număr de conexiuni caracterizate de medii fizice diferite. De exemplu, la transmiterea datelor de la Nodul A la Nodul B (Fig. 5.2), datele trec secvenţial prin: conexiunea Ethernet dintre Nodul A şi Router A (cupru, pereche răsucită neecranată), conexiunea dintre Routerele A şi B (fibră). cablu optic), un cablu de cupru serial punct-la-punct între routerul B și punctul de acces wireless WAP, o conexiune fără fir (legatură radio) între WAP și nodul final B. Prin urmare fiecare conexiune are propriul cadru format specific.

Orez. 5.2.

Pachetul pregătit de Nodul A este încapsulat într-un cadru de rețea locală, care este transmis către Router-ul A. Routerul decapsulează pachetul din cadrul primit, determină la ce interfață de ieșire să trimită pachetul, apoi formează un nou cadru pentru transmisie prin mediu optic. Routerul B decapsulează pachetul din cadrul primit, determină la ce interfață de ieșire să redirecționeze pachetul, apoi generează un nou cadru pentru transmisie pe mediul de cupru serial punct la punct. Punctul de acces wireless WAP, la rândul său, își formează propriul cadru pentru transmiterea datelor prin canalul radio până la capătul Nodului B.

La crearea rețelelor, sunt utilizate diverse topologii logice care determină modul în care nodurile comunică prin mediu, cum controlul accesului mediu. Cele mai cunoscute topologii logice sunt punct-la-punct, multiacces, broadcast și token passing.

Partajarea mediului între mai multe dispozitive este implementată pe baza a două metode principale:

metodă acces competitiv (nedeterminist).(Acces bazat pe conținut), când toate nodurile de rețea au drepturi egale, ordinea transmiterii datelor nu este organizată. Pentru a transmite, acest nod trebuie să asculte mediul, dacă este liber, atunci informațiile pot fi transmise. În acest caz, pot apărea conflicte ( ciocniri) când două (sau mai multe) noduri încep simultan să transmită date;
metodă acces controlat (determinist).(Acces controlat), care oferă nodurilor acces prioritar la mediu pentru transmiterea datelor.

În primele etape ale creării rețelelor Ethernet, a fost folosită o topologie „autobuz”, un mediu de transmisie de date partajat era comun tuturor utilizatorilor. În acest caz, metoda a fost implementată acces multiplu către un mediu de transmisie comun (protocol 802.3). Acest lucru a necesitat controlul purtătorului, a cărui prezență a indicat că un anumit nod transmitea deja date pe un mediu comun. Prin urmare, un nod care dorea să transfere date trebuia să aștepte sfârșitul transferului și, când mediul a devenit liber, să încerce să transfere datele.

Informațiile transmise în rețea pot fi primite de orice computer a cărui adresă adaptorului de rețea NIC se potrivește cu adresa MAC de destinație a cadrului transmis sau de către toate computerele din rețea în timpul transmisiei de difuzare. Cu toate acestea, un singur nod poate transmite informații în orice moment. Înainte de a transmite, un nod trebuie să se asigure că magistrala comună este liberă, ascultând mediul.

Când două sau mai multe computere transmit date în același timp, apare un conflict ( coliziune) când datele nodurilor de transmisie se suprapun între ele, apare distorsiunea și pierderea de informații. Prin urmare, sunt necesare procesarea coliziunii și retransmiterea cadrelor implicate în coliziune.

Metodă similară nedeterminist(asociativ) acces miercuri a primit numele Acces multiplu media cu Carrier Sense și Collision Detection(Acces la Multiplicare Carrier Sense

Asa de, model de rețea este un model de interacțiune între protocoalele de rețea. Și protocoalele, la rândul lor, sunt standarde care determină modul în care diferite 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 (un document hipertext) către browser-ul dvs. prin protocolul HTTP. Datorită protocolului HTTP, browserul tău, care primește date de la server, știe cum trebuie procesat 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 închis 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, formularelor, elementelor active și, în general, întregului conținut, de ex. ce este pe pagina. Browserul, detectând etichetele, 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 în meniul browserului tău și selectează - vezi codul sursă.

Să nu ne distram prea mult, „Modelul de rețea” este un subiect necesar pentru cei care doresc să devină specialist. Acest articol este format din 3 părți și pentru tine, am încercat să-l scriu nu plictisitor, clar și pe scurt. Pentru 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 (uneori numit DOD) și, în același timp, le vom compara.

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

Să le enumerăm:

7. Stratul de aplicare
6. Stratul de prezentare
5. Stratul de sesiune
4. Strat de transport
3. Stratul de rețea
2. Stratul de legătură de date
1. Stratul fizic

După cum am menționat mai sus, modelul de rețea este un model de interacțiune între protocoalele de rețea (standarde), iar la fiecare nivel există protocoale proprii. Este un proces plictisitor să le enumerați (și nu are rost), așa că este mai bine să priviți totul folosind un exemplu, deoarece digerabilitatea materialului este mult mai mare cu exemple;)

Strat de aplicație

Stratul de aplicare sau stratul de aplicare este nivelul cel mai de sus al modelului. Acesta comunică aplicațiile utilizatorului cu rețeaua. Aceste aplicații ne sunt familiare tuturor: navigarea pe web (HTTP), trimiterea și primirea de mail (SMTP, POP3), primirea și primirea fișierelor (FTP, TFTP), acces la distanță (Telnet) etc.

Nivel executiv

Exact în același mod, atunci când prietenul tău începe să primească fotografia ta, aceasta va veni la el sub forma acelorași și zerouri, iar stratul Prezentare este cel care convertește biții într-o fotografie cu drepturi depline, de exemplu, un 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

Nu voi spune mai mult 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 în care să mă cer să extind subiectul mai detaliat, iar un nou articol nu va întârzia să apară;)

Stratul de transport

Acum să dăm acest exemplu: un prieten îți trimite (de exemplu, prin poștă) informații importante sau un program într-o arhivă. Descărcați această arhivă pe computer. Aici este nevoie de fiabilitate 100%, deoarece... dacă se pierd câțiva biți la descărcarea arhivei, nu o veți putea dezarhiva, de exemplu. extrage datele necesare. Sau imaginați-vă că trimiteți o parolă către un server și un bit se pierde pe parcurs - parola își va pierde deja aspectul și semnificația se va schimba.

Deci, când ne uităm la videoclipuri pe Internet, uneori vedem unele artefacte, întârzieri, zgomot etc. Și atunci când citim text de pe o pagină web, pierderea (sau distorsiunea) de litere nu este acceptabilă, 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) transferă date fără a stabili o conexiune, nu confirmă livrarea datelor și nu face repetări. Protocolul TCP (Transmission Control Protocol), care înainte de transmitere stabilește o conexiune, confirmă livrarea datelor, o repetă dacă este necesar și garantează integritatea și succesiunea corectă a datelor descărcate.

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

Stratul de rețea

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

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

La fel 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 a ruta pachete (RIP, EIGRP, OSPF).

Stratul de legătură de date

IEEE (Institutul de Ingineri Electrici și Electronici) definește stratul de legătură de date ca două substraturi: LLC și MAC.

LLC – Logical Link Control, creat pentru a interacționa cu nivelul superior.

MAC – Media Access Control, creat pentru a interacționa cu nivelul inferior.

Voi explica cu un exemplu: computerul dvs. (laptop, comunicator) are o placă de rețea (sau un alt adaptor) și astfel există un driver care să interacționeze cu acesta (cu cardul). Un șofer este ceva program- substratul superior al stratului de canal, prin care se poate comunica cu nivelurile inferioare, sau mai degrabă cu microprocesorul ( fier) – substratul inferior al stratului de legătură de date.

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 deținut de Cisco Systems, care poate fi utilizat pentru a descoperi dispozitivele învecinate și pentru a obține informații despre aceste dispozitive.

Strat fizic

Concluzie

Alexander Goryachev, Alexey Niskovsky

Pentru ca serverele de rețea și clienții 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 a sistemului deschis, adesea numit model OSI. Acest model a fost dezvoltat de Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO). Modelul OSI descrie schema de interacțiune a obiectelor de rețea, definește o listă de sarcini și reguli pentru transferul 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 consideră că două computere sunt capabile să comunice între ele la un anumit nivel al modelului OSI dacă software-ul lor care implementează funcții de rețea la acel nivel interpretează aceleași date în același mod. În acest caz, comunicarea directă se stabilește între două computere, numită „punct la punct”.

Implementările modelului OSI prin protocoale se numesc stive de protocoale. Este imposibil să implementezi toate funcțiile modelului OSI în cadrul unui protocol specific. De obicei, sarcinile la un anumit nivel sunt implementate prin unul sau mai multe protocoale. Un computer trebuie să ruleze protocoale din aceeași stivă. În acest caz, computerul poate folosi simultan mai multe stive de protocoale.

Să luăm în considerare sarcinile rezolvate la fiecare nivel al modelului OSI.

Strat fizic

La acest nivel al modelului OSI sunt definite următoarele caracteristici ale componentelor rețelei: tipuri de conexiuni pentru mediile de transmisie a datelor, topologii fizice ale rețelei, metode de transmitere a datelor (cu codificare digitală sau analogică a semnalului), tipuri de sincronizare a datelor transmise, separare a canalelor de comunicaţie folosind multiplexarea în frecvenţă şi timp.

Implementările protocoalelor de nivel fizic 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 unui anumit mediu de transmisie. Stratul fizic este de obicei asociat cu conectarea următoarelor echipamente de rețea:

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

Acest strat al modelului definește topologiile fizice din rețeaua întreprinderii, care sunt construite folosind un set de bază de topologii standard.

Prima din setul de bază este topologia magistralei. În acest caz, toate dispozitivele de rețea și computerele sunt conectate la o magistrală comună de transmisie a datelor, care este cel mai adesea formată folosind un cablu coaxial. Cablul care formează magistrala comună se numește coloana vertebrală. De la fiecare dispozitiv conectat la magistrală, semnalul este transmis în ambele sensuri. Pentru a elimina semnalul din cablu, la capetele magistralei trebuie utilizate întrerupătoare speciale (terminator). Deteriorările mecanice ale autostrăzii afectează funcționarea tuturor dispozitivelor conectate la aceasta.

Topologia inel implică conectarea tuturor dispozitivelor de rețea și computerelor într-un inel fizic. 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 mediului de transmitere a informațiilor 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 de-a lungul inelului în ambele direcții. Dacă cablul este deteriorat, inelul va continua să funcționeze ca un singur inel la 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. Dacă dispozitivul central eșuează, 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 ieșire specifică la care este conectat dispozitivul de recepție.

O topologie complet conectată (mesh) are o toleranță ridicată la erori. Când sunt construite rețele cu o topologie similară, fiecare dintre dispozitivele sau computerele din rețea este conectat la orice 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 rețelele mari de întreprinderi poate fi utilizată o topologie complet mesh 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 - celulare. În ea, dispozitivele de rețea și computerele sunt combinate în zone - celule (celule), interacționând numai cu dispozitivul transceiver al celulei. Transferul de informații între celule este realizat de dispozitive transceiver.

Stratul de legătură de date

Acest nivel determină 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 sunt definite de:

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

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

Următoarele dispozitive de conectare la rețea sunt de obicei asociate cu stratul de legătură de date:

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):

control acces media (MAC);
controlul legăturii logice (Logical Link Control, LLC).

Substratul MAC definește astfel de elemente ale stratului de legătură ca topologia rețelei logică, metoda de acces la mediul de transmitere a informațiilor și regulile de adresare fizică între obiectele de rețea.

Abrevierea MAC este folosită și la determinarea adresei fizice a unui dispozitiv de rețea: adresa fizică a unui dispozitiv (care este determinată în cadrul dispozitivului de rețea sau al plăcii de rețea în etapa de fabricație) este adesea numită adresa MAC a dispozitivului respectiv. Pentru un număr mare de dispozitive de rețea, în special plăci de rețea, este posibilă modificarea programatică a adresei MAC. Trebuie amintit că stratul de legătură de date al modelului OSI impune restricții privind utilizarea adreselor MAC: într-o rețea fizică (un segment al unei rețele mai mari) nu pot exista două sau mai multe dispozitive care utilizează aceleași adrese MAC. Pentru a determina adresa fizică a unui obiect de rețea, poate fi utilizat conceptul de „adresă de nod”. Adresa gazdei coincide cel mai adesea cu adresa MAC sau este determinată logic în timpul reatribuirii adresei software.

Substratul LLC definește regulile pentru sincronizarea conexiunilor de transmisie și servicii. Acest substrat al stratului de legătură de date interacționează strâns cu stratul de rețea al modelului OSI și este responsabil pentru fiabilitatea conexiunilor fizice (folosind adrese MAC). Topologia logică a unei rețele determină metoda 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. Dispozitivele de conexiune la rețea și schemele de acces media sunt utilizate pentru a transmite date de-a lungul unei căi logice, care poate diferi de calea pe mediul fizic. Un bun exemplu al diferențelor dintre topologiile fizice și cele logice este rețeaua Token Ring a IBM. Rețelele locale 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. Circuitul intern al hub-ului trimite secvenţial fiecare semnal de intrare către următorul dispozitiv într-un inel logic predefinit, adică într-o manieră circulară. Topologia fizică a acestei rețele este stea, iar topologia logică este inel.

Un alt exemplu al diferențelor 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 asigură 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 o topologie magistrală.

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

în topologiile de magistrală logică, fiecare semnal este primit 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 știm cum accesează dispozitivele din rețea mediul de transmitere a informațiilor.

Acces media

Topologiile logice folosesc reguli speciale care controlează permisiunea de a transmite informații către alte obiecte 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 de îndată ce datele sunt gata; 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 în rețea se extind la segmentele fizice ale rețelei la care sunt conectate obiectele din rețea. Astfel de conexiuni formează un singur spațiu de coliziune, în care impactul 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 capabilități de filtrare a traficului la nivelul legăturii de date.

O rețea nu poate funcționa corect până când toate entitățile din rețea nu sunt capabile să monitorizeze, să gestioneze sau să atenueze coliziunile. În rețele, este necesară o anumită metodă pentru a reduce numărul de coliziuni și interferența (suprapunerea) semnalelor simultane.

Există metode standard de acces media care descriu regulile prin care permisiunea de a transmite informații este controlată pentru dispozitivele din rețea: dispută, transmitere de simboluri și interogare.

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 transmisiei - continuă sau pulsată;
numărul de transferuri de date;
necesitatea transmiterii datelor la intervale de timp strict definite;
numărul de dispozitive active în rețea.

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

Competiție. 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 mediului de transmisie. Sistemele bazate pe conflicte 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 a reduce numărul de coliziuni, au fost dezvoltate protocoale speciale care implementează funcția de ascultare a mediului de transmitere a informațiilor înainte ca stația să înceapă să transmită date. Dacă un post de ascultare detectează un semnal transmis (de la un alt post), se va abține de la transmiterea informațiilor și va încerca din nou mai târziu. Aceste protocoale sunt numite protocoale Carrier Sense Multiple Access (CSMA). Protocoalele CSMA reduc semnificativ numărul de coliziuni, dar nu le elimină complet. Coliziunile apar, totuși, atunci când două stații interogează cablul, nu găsesc semnale, decid că mediul este clar și apoi încep simultan să transmită date.

Exemple de astfel de protocoale contradictorii sunt:

Acces multiplu/Detecție a coliziunilor de la Carrier Sense (CSMA/CD);
Acces multiplu/Evitare a coliziunilor de la Carrier Sense (CSMA/CA).

protocoale CSMA/CD. Protocoalele CSMA/CD nu numai că ascultă cablul înainte de transmisie, dar detectează și coliziunile și inițiază retransmisiile. Când este detectată o coliziune, stațiile care transmit date inițializează cronometre interne speciale cu valori aleatorii. Cronometrele încep numărătoarea inversă, iar când este atins zero, stațiile trebuie să încerce să retransmite date. 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 transmisie a datelor 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 scheme cum ar fi accesul în timp sau trimiterea unei cereri pentru a obține acces la mediu. Când se utilizează time slicing, fiecare stație poate transmite informații numai la ore strict definite pentru această stație. În acest caz, în rețea trebuie implementat un mecanism de gestionare a intervalelor de timp. Fiecare stație nouă conectată la rețea notifică apariția sa, inițiind astfel procesul de redistribuire a intervalelor de timp pentru transmiterea informațiilor. În cazul utilizării controlului accesului centralizat la mediul de transmisie, 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 conflicte sunt cele mai potrivite pentru utilizare cu trafic intens (transferuri mari de fișiere) în rețele cu relativ puțini utilizatori.

Sisteme cu transfer de jetoane.În sistemele de trecere a simbolurilor, un cadru mic (token) este trecut într-o anumită ordine de la un dispozitiv la altul. Un jeton este un mesaj special care transferă controlul temporar asupra mediului de transmisie către dispozitivul care deține jetonul. 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, aceste dispozitive sunt cei mai apropiați vecini ai proprietarului token-ului. Fiecare dispozitiv câștigă periodic controlul asupra jetonului, își realizează acțiunile (transmite informații) și apoi transmite jetonul următorului dispozitiv pentru utilizare. Protocoalele limitează timpul în care fiecare dispozitiv poate controla jetonul.

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 trecere de simboluri și o topologie de magistrală fizică sau logică, în timp ce o rețea Token Ring utilizează controlul accesului prin trecere a simbolurilor și o topologie inel fizică sau logică.

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

Studiu. Sondajul este o metodă de acces care alocă un dispozitiv (numit controler, dispozitiv primar sau „master”) pentru a acționa ca un arbitru de acces la mediu. Acest dispozitiv interogează toate celelalte dispozitive (secundar) într-o ordine predefinită pentru a vedea dacă au informații de transmis. Pentru a primi date de la un dispozitiv secundar, dispozitivul principal îi trimite o solicitare, apoi primește datele de la dispozitivul secundar și le transmite către dispozitivul de primire. Dispozitivul principal interogează apoi un alt dispozitiv secundar, primește date de la acesta și așa mai departe. Protocolul limitează cantitatea de date pe care fiecare dispozitiv secundar le poate transmite după sondaj. Sistemele de sondare sunt ideale pentru dispozitivele de rețea sensibile la timp, cum ar fi automatizarea echipamentelor.

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

serviciu fără conexiune neacknowledged - trimite și primește cadre fără control al fluxului și fără control al erorilor sau secvențierea pachetelor;
serviciu orientat pe conexiune - asigură controlul fluxului, controlul erorilor și secvențierea pachetelor prin emiterea de chitanțe (confirmări);
Serviciu de confirmare fără conexiune - folosește chitanțele pentru a controla fluxul și a controla erorile în timpul transferurilor între două noduri de rețea.

Substratul LLC al stratului de legătură de date oferă posibilitatea de a utiliza simultan mai multe protocoale de rețea (din stive de protocoale diferite) atunci când se operează printr-o singură interfață de rețea. Cu alte cuvinte, dacă în computer este instalată o singură placă de rețea, dar este necesar să se lucreze 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

Nivelul de rețea determină regulile pentru livrarea datelor între rețelele logice, formarea adreselor logice ale dispozitivelor de rețea, definirea, selectarea și întreținerea informațiilor de rutare și funcționarea gateway-urilor.

Scopul principal al stratului de rețea este de a rezolva problema deplasării (livrării) datelor către punctele specificate din rețea. Livrarea de date la nivelul de rețea este în general similară cu livrarea de date la nivelul de legătură de date al modelului OSI, unde adresarea dispozitivului fizic este utilizată pentru a transfera date. Cu toate acestea, adresarea la nivelul legăturii de date se aplică doar unei rețele logice și este valabilă numai în cadrul acelei rețele. Stratul de rețea descrie metodele și mijloacele de transmitere a informațiilor 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 internetwork, iar procesele de transfer de informații între rețele se numesc internetworking.

Folosind adresarea fizică la nivelul de legătură de date, datele sunt livrate către toate dispozitivele din aceeași rețea logică. Fiecare dispozitiv de rețea, fiecare computer determină scopul datelor primite. Dacă datele sunt destinate computerului, atunci le prelucrează, dar dacă nu, le ignoră.

Spre deosebire de stratul de legătură de date, stratul de rețea poate selecta o rută specifică în interfață și poate evita trimiterea de date către rețele logice cărora datele nu sunt adresate. Stratul de rețea face acest lucru prin comutare, adresarea stratului de rețea și algoritmi de rutare. Stratul de rețea este, de asemenea, responsabil pentru asigurarea rutelor corecte pentru date prin intermediul internetwork-ului format 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 se realizează conexiunile prin internetwork;
abilitatea de a implementa rutarea, astfel încât computerele și routerele să determine cea mai bună cale pentru ca datele să treacă prin internetwork;
rețeaua va efectua diferite niveluri de serviciu de conectare în funcție de numărul de erori așteptate în cadrul rețelei interconectate.

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

Stratul de rețea determină regulile pentru formarea adreselor de rețea logice ale obiectelor de rețea. În cadrul unei rețele mari interconectate, fiecare obiect de rețea trebuie să aibă o adresă logică unică. Două componente sunt implicate în formarea unei adrese logice: adresa logică de rețea, care este comună tuturor obiectelor de rețea, și adresa logică a unui obiect de rețea, 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, asigurând funcționarea diverselor servicii. Pentru a accesa servicii, se folosește un identificator de serviciu special, numit port sau soclu. La accesarea unui serviciu, identificatorul serviciului urmează imediat după adresa logică a computerului care furnizează 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, trimiterea se va face la o adresă specială de difuzare.

Stratul de rețea definește regulile de transfer de date între două obiecte de rețea. Această transmisie se poate face folosind comutare sau rutare.

Există trei metode de comutare pentru 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 canalelor din cauza lipsei de lățime de bandă suficientă, a încărcării echipamentului de comutare sau a ocupației destinatarului.

Comutarea mesajelor vă permite să transmiteți un mesaj întreg (nu împărțit în părți) folosind principiul „stocare-and-forward”. Fiecare dispozitiv intermediar primește un mesaj, îl stochează local, iar atunci când canalul de comunicare prin care trebuie trimis mesajul este liber, îl trimite. Această metodă este potrivită pentru transmiterea mesajelor de e-mail și organizarea managementului electronic al documentelor.

Comutarea de pachete combină avantajele celor două metode anterioare. Fiecare mesaj mare este împărțit în pachete mici, fiecare dintre acestea fiind trimis secvenţial destinatarului. Pe măsură ce fiecare pachet trece prin internetwork, se determină cea mai bună cale în acel moment. Se pare că părți dintr-un mesaj pot ajunge la destinatar în momente diferite și numai după ce toate părțile sunt colectate împreună, destinatarul va putea lucra cu datele primite.

De fiecare dată când determinați următoarea cale pentru date, trebuie să alegeți cea mai bună rută. 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 specifică rutarea statică, toate relațiile dintre rețelele logice trebuie să fie specificate 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 conectare la nivelul de rețea funcționează atunci când serviciul de conectare al substratului LLC al stratului de legătură de date al modelului OSI nu este utilizat.

Când construiți o rețea interconectată, 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 folosind un 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 cel mai adesea sunt implementate la nivelurile superioare ale modelului.

Stratul de transport

Stratul de transport vă permite să ascundeți structura fizică și logică a rețelei de aplicațiile de la straturile superioare ale modelului OSI. Aplicațiile funcționează numai cu funcții de serviciu care sunt destul de universale și nu depind de topologiile fizice și logice ale rețelei. Caracteristicile rețelelor logice și fizice sunt implementate la straturile 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 măsurile corective necesare sau pot oferi utilizatorului posibilitatea de a alege.

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 o funcție 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 denumiți servere de directoare, servere de nume etc. Următoarele definiții clasifică metodele de rezoluție a adreselor/numelor:

inițierea serviciului de către consumator;
iniţiat de furnizorul de servicii.

În primul caz, un utilizator de rețea accesează un serviciu după numele său logic, fără a cunoaște locația exactă a serviciului. Utilizatorul nu știe dacă acest serviciu este disponibil în prezent. La contact, numele logic se potrivește cu numele fizic, iar stația de lucru a utilizatorului inițiază un apel direct către serviciu. În al doilea caz, fiecare serviciu notifică periodic toți clienții rețelei despre sine. Fiecare client știe în orice moment dacă serviciul este disponibil și știe cum să contacteze direct serviciul.

Metode de adresare

Adresele de servicii identifică procesele software specifice care rulează pe dispozitivele din rețea. Pe lângă aceste adrese, furnizorii de servicii monitorizează diverse conversații pe care le au cu dispozitivele care solicită servicii. Două metode diferite de conversație folosesc următoarele adrese:

ID conexiune;
ID-ul de tranzacție.

Un identificator de conexiune, numit și ID de conexiune, port sau soclu, identifică fiecare conversație. Folosind 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 o anumită conversație.

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

Stratul de sesiune

Stratul de sesiune facilitează comunicarea între dispozitivele care solicită și furnizează servicii. Sesiunile de comunicare sunt controlate prin mecanisme care stabilesc, mențin, sincronizează și gestionează dialogul dintre entitățile care comunică. Acest strat ajută, de asemenea, straturile superioare să identifice și să se conecteze la serviciile de rețea disponibile.

Stratul de sesiune folosește informații despre adrese logice furnizate de straturile inferioare pentru a identifica numele și adresele serverelor necesare straturilor 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 gestionarea dialogului folosind una dintre cele trei metode de comunicare - simplex, half duplex și full duplex.

Comunicarea simplex presupune doar transmiterea unidirecțională a informațiilor de la sursă la receptor. 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 obiecte de rețea, constând în stabilirea conexiunii, transferul de date, terminarea conexiunii, se realizează și la acest nivel al modelului OSI. După ce se stabilește o sesiune, software-ul care implementează funcțiile acestui nivel poate verifica funcționalitatea (mentinerea) conexiunii până la terminarea acesteia.

Stratul de prezentare a datelor

Sarcina principală a stratului de prezentare a datelor este de a transforma datele în formate reciproc consistente (sintaxă de schimb) care să fie 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.

Conversia se referă la modificarea ordinii de biți a octeților, ordinea octeților a cuvintelor, codurile de caractere și sintaxa numelui fișierului.

Necesitatea de a schimba ordinea biților și octeților se datorează prezenței unui număr mare de procesoare, computere, complexe și sisteme diferite. Procesoarele de la diferiți producători pot interpreta în mod diferit biții zero și al șaptelea dintr-un octet (fie bitul zero este cel mai semnificativ, 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 strat asigură conversia corectă a sintaxei fișierelor. Diferite sisteme de operare funcționează diferit cu sistemele lor de fișiere și implementează diferite moduri de formare a numelor de fișiere. Informațiile din fișiere sunt, de asemenea, stocate într-o codificare specifică a caracterelor. Când două obiecte de rețea interacționează, este important ca fiecare dintre ele să poată interpreta informațiile fișierului în mod diferit, dar sensul informațiilor nu ar trebui să se schimbe.

Stratul de prezentare a datelor transformă datele într-un format reciproc consistent (sintaxă de schimb) care este înțeles de toate aplicațiile din rețea și de computerele pe care rulează aplicațiile. De asemenea, poate comprima și extinde, precum și cripta și decripta datele.

Calculatoarele folosesc reguli diferite pentru reprezentarea datelor folosind numere binare și zerouri. Deși toate aceste reguli încearcă să atingă obiectivul comun de a prezenta date care pot fi citite de om, producătorii de computere și organizațiile de standardizare au creat reguli care se contrazic reciproc. Atunci 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 mai multe metode de protejare a datelor. Protecția se realizează adesea folosind codificarea datelor, care utilizează una sau mai multe dintre cele trei metode: permutare, substituție sau metoda algebrică.

Fiecare dintre aceste metode este pur și simplu o modalitate specială de a proteja datele în așa fel încât să poată fi înțeles doar de cineva care cunoaște algoritmul de criptare. Criptarea datelor poate fi efectuată fie în hardware, fie în software. Cu toate acestea, criptarea datelor end-to-end se face de obicei prin programare și este considerată parte a funcționalității 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 de 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 cheia se schimbă, toate dispozitivele trebuie modificate (este indicat să nu folosiți 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 valoare cunoscută. Un obiect 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 dată pentru a seta o valoare de criptare reciproc acceptabilă.

Deținerea numai a cheii publice este de puțin folos utilizatorilor neautorizați. Complexitatea cheii de criptare rezultată este suficient de mare pentru a putea fi calculată într-un timp rezonabil. Chiar și cunoașterea propriei chei private și a cheii publice a altcuiva nu este de mare ajutor în determinarea celeilalte chei secrete - 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 un serviciu 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. Principalele mecanisme de identificare a serviciilor oferite sunt asigurate de elemente precum adresele serviciilor. În plus, serverele folosesc metode de prezentare a serviciului lor, cum ar fi prezentarea serviciului activ și pasiv.

La efectuarea unei reclame 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 reprezentări făcute de servere și formează tabele cu serviciile disponibile în prezent. Majoritatea rețelelor care utilizează metoda de reprezentare activă definesc, de asemenea, o perioadă de valabilitate specifică pentru reprezentările serviciului. De exemplu, dacă un protocol de rețea specifică că reprezentările de serviciu trebuie trimise la fiecare cinci minute, atunci clienții vor expira acele reprezentări de servicii care nu au fost trimise în ultimele cinci minute. Când expiră timpul de expirare, clientul elimină serviciul din tabelele sale.

Serverele realizează reclame pasive pentru servicii prin înregistrarea serviciului și a adresei lor în director. Atunci când clienții doresc să determine tipurile de servicii disponibile, pur și simplu interogează directorul pentru locația serviciului dorit și adresa acestuia.

Înainte de a putea fi utilizat un serviciu de rețea, acesta trebuie să fie disponibil pentru sistemul de operare local al computerului. 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 comun 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, crede că fișierul se află pe dispozitivul de stocare local. De fapt, un program special interceptează cererea de citire a fișierului înainte ca acesta să ajungă la sistemul de operare local (DOS) și transmite cererea către serviciul de fișiere din rețea.

La cealaltă extremă, în modul Remote Operation, sistemul de operare local este conștient de rețea și este responsabil pentru transmiterea 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

Acest model a fost dezvoltat în 1984 de către Organizația Internațională de Standardizare (ISO) și a fost inițial numit Open Systems Interconnection, OSI.
Modelul de interacțiune a sistemelor deschise (de fapt, modelul de interacțiune a rețelei) este un standard pentru proiectarea comunicațiilor de rețea și presupune o abordare stratificată a construirii rețelelor.
Fiecare nivel al modelului servește diferite etape ale procesului de interacțiune. Prin împărțirea în straturi, modelul de rețea OSI face mai ușor pentru hardware și software să lucreze împreună. Modelul OSI împarte funcțiile de rețea în șapte straturi: aplicație, prezentare, sesiune, transport, rețea, legătură și fizică.

Strat fizic(Stratul fizic) - determină modul în care computerele sunt conectate fizic în rețea. Funcțiile instrumentelor aparținând acestui nivel sunt conversia bit cu bit a datelor digitale în semnale transmise pe un mediu fizic (de exemplu, printr-un cablu), precum și transmiterea efectivă a semnalelor.
Stratul de legătură de date(Data Link layer) - este responsabil de organizarea transferului de date între abonați prin stratul fizic, prin urmare, la acest nivel, sunt prevăzute mijloace de adresare care fac posibilă identificarea în mod unic a expeditorului și destinatarului în întregul set de abonați conectați la un comun linie de comunicare. Funcțiile acestui nivel includ, de asemenea, comandarea transmisiei în scopul utilizării paralele a unei linii de comunicație de către mai multe perechi de abonați. În plus, instrumentele stratului de legătură oferă verificarea erorilor care poate apărea în timpul transmiterii datelor de către stratul fizic.
Stratul de rețea(Stratul de rețea) - asigură livrarea datelor între calculatoarele dintr-o rețea, care este o asociere a diferitelor rețele fizice. Acest nivel presupune prezența instrumentelor de adresare logică care vă permit să identificați unic un computer într-o rețea interconectată. Una dintre funcțiile principale îndeplinite de instrumentele de la acest nivel este transferul direcționat al datelor către un anumit destinatar.
Stratul de transport(Strat de transport) - implementează transferul de date între două programe care funcționează pe computere diferite, asigurând în același timp absența pierderilor și dublării informațiilor care pot apărea ca urmare a erorilor de transmisie a straturilor inferioare. Dacă datele transmise prin stratul de transport sunt fragmentate, atunci mijloacele acestui strat asigură că fragmentele sunt asamblate în ordinea corectă.
Nivel de sesiune (sau sesiune).(Stratul de sesiune) - permite două programe să mențină o comunicare pe termen lung prin rețea, numită sesiune (sesiune) sau sesiune. Acest nivel gestionează stabilirea sesiunii, schimbul de informații și terminarea sesiunii. De asemenea, este responsabil pentru autentificare, permițând astfel doar anumitor abonați să participe la sesiune și oferă servicii de securitate pentru a reglementa accesul la informațiile despre sesiune.
Stratul de prezentare(Stratul de prezentare) - efectuează conversia intermediară a datelor mesajelor de ieșire într-un format general, care este furnizat prin intermediul unor niveluri inferioare, precum și conversia inversă a datelor de intrare dintr-un format general într-un format ușor de înțeles pentru programul de recepție.
Strat de aplicație(Stratul de aplicație) - oferă funcții de comunicare în rețea de nivel înalt, cum ar fi transferul de fișiere, trimiterea de e-mailuri etc.

Modelul OSI în termeni simpli

Modelul OSI este o abreviere pentru engleza Open System Interconnection, adică un model pentru interacțiunea sistemelor deschise. Sistemele deschise pot fi înțelese ca echipamente de rețea (calculatoare cu plăci de rețea, comutatoare, routere).
Modelul de rețea OSI este un plan (sau un plan de comunicare) pentru dispozitivele de rețea. OSI joacă, de asemenea, un rol în crearea de noi protocoale de rețea, deoarece servește ca standard pentru interacțiune.
OSI este format din 7 blocuri (straturi). Fiecare bloc își îndeplinește rolul unic în interacțiunea în rețea a diferitelor dispozitive de rețea.
7 straturi ale modelului OSI: 1 - Fizic, 2 - Canal, 3 - Rețea, 4 - Transport, 5 - Sesiune, 6 - Prezentare, 7 - Aplicație.
Fiecare nivel al modelului are propriul set de protocoale de rețea (standarde de transmisie a datelor) prin care dispozitivele din rețea fac schimb de date.
Amintiți-vă, cu cât un dispozitiv de rețea este mai complex, cu atât oferă mai multe capabilități, dar ocupă și mai multe straturi și, ca urmare, cu atât funcționează mai lent.

Modele de rețea. Partea 1. OSI.

Cu siguranță este mai bine să începeți cu teorie și apoi să treceți treptat la practică. Prin urmare, mai întâi vom lua în considerare modelul de rețea (modelul teoretic), apoi vom ridica cortina asupra modului în care modelul teoretic de rețea se încadrează în infrastructura rețelei (echipamente de rețea, computere utilizator, cabluri, unde radio etc.).
Asa de, model de rețea este un model de interacțiune între protocoalele de rețea. Și protocoalele, la rândul lor, sunt standarde care determină modul în care diferite 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 (un document hipertext) către browser-ul dvs. prin protocolul HTTP. Datorită protocolului HTTP, browserul tău, care primește date de la server, știe cum trebuie procesat 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 închis 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, formularelor, elementelor active și, în general, întregului conținut, de ex. ce este pe pagina. Browserul, detectând etichetele, 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 în meniul browserului tău și selectează - vezi codul sursă.
Să nu ne distram prea mult, „Modelul de rețea” este un subiect necesar pentru cei care doresc să devină specialist. Acest articol este format din 3 părți și pentru tine, am încercat să-l scriu nu plictisitor, clar și pe scurt. Pentru 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 (uneori numit DOD) și, în același timp, le vom compara.

Model de rețea de referință OSI

OSI înseamnă Open System Interconnection. În rusă sună așa: Model de rețea de interacțiune a sistemelor deschise (model de referință). Acest model poate fi numit în siguranță un standard. Acesta este modelul pe care îl urmează 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
6. Stratul de prezentare
5. Stratul de sesiune
4. Strat de transport
3. Stratul de rețea
2. Stratul de legătură de date
1. Stratul fizic

Strat de aplicație

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 o fotografie prietenului dvs. prin e-mail, protocolul SMTP Application Layer trimite fotografia la stratul inferior, adică. la nivelul Prezentare. Unde fotografia dvs. este convertită într-o formă convenabilă de date pentru niveluri inferioare, de exemplu în biți (unu și zero).
Exact în același mod, atunci când prietenul tău începe să primească fotografia ta, aceasta va veni la el sub forma acelorași și zerouri, iar stratul Prezentare este cel care convertește biții într-o fotografie cu drepturi depline, de exemplu, un 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 - așa cum sugerează și numele, organizează o sesiune de comunicare între computere. Un bun exemplu ar fi conferința audio și video la acest nivel se stabilește cu ce codec va fi codificat semnalul, iar acest codec trebuie să fie prezent pe ambele mașini. Un alt exemplu este SMPP (Short message peer-to-peer protocol), care este folosit pentru a trimite cereri binecunoscute de SMS și USSD. Un ultim exemplu: 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 spune mai mult 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 în care să mă cer să extind subiectul mai detaliat, iar un nou articol nu va întârzia să apară;)

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 acest lucru, 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 acest exemplu: un prieten îți trimite (de exemplu, prin poștă) informații importante sau un program într-o arhivă. Descărcați această arhivă pe computer. Aici este nevoie de fiabilitate 100%, deoarece... dacă se pierd câțiva biți la descărcarea arhivei, nu o veți putea dezarhiva, de exemplu. extrage datele necesare. Sau imaginați-vă că trimiteți o parolă către un server și un bit se pierde pe parcurs - parola își va pierde deja aspectul și semnificația se va schimba.
Deci, când ne uităm la videoclipuri pe Internet, uneori vedem unele artefacte, întârzieri, zgomot etc. Și atunci când citim text de pe o pagină web, pierderea (sau distorsiunea) de litere nu este acceptabilă, 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) transferă date fără a stabili o conexiune, nu confirmă livrarea datelor și nu face repetări. Protocolul TCP (Transmission Control Protocol), care înainte de transmitere stabilește o conexiune, confirmă livrarea datelor, o repetă dacă este necesar și garantează integritatea și succesiunea corectă a datelor descărcate.
Prin urmare, pentru muzică, video, videoconferințe și apeluri folosim UDP (transferăm date fără verificare și fără întârzieri), iar pentru text, programe, parole, arhive etc. – TCP (transmiterea datelor cu confirmare de primire durează mai mult timp).

Stratul de rețea

Stratul de rețea - acest strat determină 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 dispozitive de nivel trei - routere.
Cu toții am auzit despre adresa IP, asta face protocolul IP (Internet Protocol). O adresă IP este o adresă logică dintr-o rețea.
Există destul de multe protocoale la acest nivel și vom examina toate aceste protocoale mai detaliat mai târziu, în articole separate și cu exemple. Acum voi enumera doar câteva dintre cele populare.
La fel 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 a ruta pachete (RIP, EIGRP, OSPF).
Toată a doua parte a cursului CCNA (Explorare 2) este despre rutare.

Stratul de legătură de date

Stratul de legătură de date – avem nevoie de el pentru interacțiunea rețelelor la nivel fizic. Probabil că toată lumea a auzit despre adresa MAC, este o adresă fizică. Dispozitive cu strat de legătură - comutatoare, hub-uri etc.
IEEE (Institutul de Ingineri Electrici și Electronici) definește stratul de legătură de date ca două substraturi: LLC și MAC.
LLC – Logical Link Control, creat pentru a interacționa cu nivelul superior.
MAC – Media Access Control, creat pentru a interacționa cu nivelul inferior.
Voi explica cu un exemplu: computerul dvs. (laptop, comunicator) are o placă de rețea (sau un alt adaptor) și astfel există un driver care să interacționeze cu acesta (cu cardul). Un driver este un program - substratul superior al nivelului de legătură, prin care puteți comunica cu nivelurile inferioare, sau mai degrabă cu microprocesorul (hardware) - substratul 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 deținut de Cisco Systems, care poate fi utilizat pentru a descoperi dispozitivele învecinate și pentru a obține informații despre aceste dispozitive.
Întreaga a treia parte a cursului CCNA (Explorare 3) este despre dispozitive de nivel al doilea.

Strat fizic

Stratul fizic este cel mai de jos nivel care transferă direct fluxul de date. Protocoalele ne sunt bine cunoscute cu toții: Bluetooth, IRDA (comunicație în infraroșu), fire de cupru (pereche răsucită, linie telefonică), Wi-Fi etc.
Căutați detalii și specificații în articolele viitoare și în cursul CCNA. Întreaga primă parte a cursului CCNA (Explorarea 1) este dedicată modelului OSI.

Concluzie

Deci am analizat modelul de rețea OSI. În partea următoare, vom trece la modelul de rețea TCP/IP, este mai mic și protocoalele sunt aceleași. Pentru a trece cu succes testele CCNA, trebuie să faceți o comparație și să identificați diferențele, care se vor face.

După ce m-am gândit puțin, am decis să postez aici un articol de pe site-ul cu probleme de rețea. Pentru ca totul să fie într-un singur loc.

Și salut din nou, dragi prieteni, astăzi vom înțelege ce este modelul de rețea OSI și pentru ce este, de fapt, destinat.

După cum probabil înțelegeți deja, rețelele moderne sunt foarte, foarte complexe, în ele au loc multe procese diferite, sunt efectuate sute de acțiuni. Pentru a simplifica procesul de descriere a acestei varietăți de funcții de rețea (și, mai important, pentru a simplifica procesul de dezvoltare ulterioară a acestor funcții), s-a încercat structurarea acestora. Ca urmare a structurării, toate funcțiile îndeplinite de o rețea de calculatoare sunt împărțite în mai multe niveluri, fiecare dintre acestea fiind responsabil doar pentru o anumită gamă de sarcini foarte specializate. Aici modelul de rețea poate fi comparat cu structura unei companii. Compania este împărțită în departamente. Fiecare departament își îndeplinește propriile funcții, dar în timpul lucrului este în contact cu alte departamente.

Separarea funcțiilor folosind un model de rețea

Modelul de rețea OSI este proiectat astfel încât straturile superioare ale modelului de rețea să folosească straturile inferioare ale modelului de rețea pentru a-și transmite informațiile. Regulile prin care straturile model comunică sunt numite protocoale de rețea. Un protocol de rețea la un anumit nivel al modelului poate comunica fie cu protocoale la propriul nivel, fie cu protocoale la niveluri vecine. Aici putem face din nou o analogie cu munca unei companii. Compania are întotdeauna o ierarhie clar stabilită, deși nu la fel de strictă ca în modelul de rețea. Lucrătorii de la un nivel al ierarhiei execută ordinele primite de la lucrătorii de la un nivel superior al ierarhiei.

Interacțiunea dintre straturile modelului de rețea OSI

Fiecare dispozitiv care operează într-o rețea poate fi reprezentat ca un sistem care funcționează la nivelurile corespunzătoare ale modelului OSI. Mai mult, acest dispozitiv poate folosi în activitatea sa atât toate nivelurile modelului OSI, cât și doar câteva dintre nivelurile sale inferioare. De obicei, când se spune că un dispozitiv funcționează la un anumit nivel al modelului, înseamnă că funcționează la acest nivel al modelului de rețea și la toate nivelurile sub acesta.

Lucrați la unele niveluri ale modelului de rețea OSI

Atunci când două dispozitive diferite de rețea comunică între ele, ele folosesc protocoale de aceleași niveluri ale modelului de rețea, în timp ce procesul de interacțiune implică atât protocoalele nivelului la care interacțiunea are loc direct, cât și protocoalele necesare pentru toate nivelurile subiacente, deoarece sunt folosite pentru transferul de date, primite de la nivelurile superioare.

Comunicarea între două sisteme din perspectiva modelului OSI

La transmiterea informațiilor de la nivelul superior al modelului de rețea la nivelul inferior al modelului de rețea, la aceste informații utile se adaugă unele informații de serviciu numite antet (la nivelul 2 se adaugă nu doar antetul, ci și remorca). Acest proces de adăugare a informațiilor de serviciu se numește încapsulare. La primirea (transferarea informațiilor de la nivelul inferior în cel superior), aceste informații de serviciu sunt separate și se obțin datele originale. Acest proces se numește decapsulare. În esență, acest proces este foarte asemănător cu procesul de trimitere a unei scrisori prin poștă. Imaginează-ți că vrei să trimiți o scrisoare prietenului tău. Scrii o scrisoare - aceasta este o informație utilă. Când îl trimiți prin poștă, îl împachetezi într-un plic cu adresa destinatarului, adică adaugi un titlu la informațiile utile. În esență, aceasta este încapsulare. La primirea scrisorii tale, prietenul tău o dezcapsulează - adică rupe plicul și scoate din el informații utile - scrisoarea ta.

Demonstrarea principiului încapsulării

Modelul OSI împarte toate funcțiile efectuate în timpul interacțiunii sistemelor în 7 niveluri: Fizic (fizic) - 1, Canal (Legătură de date) -2, Rețea (rețea) - 3, Transport (transport) - 4, Sesiune (Sesiune) - 5, Prezentare -6 și Aplicație - 7.

Niveluri ale modelului de interacțiune a sistemelor deschise

Să luăm în considerare pe scurt scopul fiecărui nivel al modelului de interacțiune a sistemelor deschise.

Stratul de aplicație este punctul prin care aplicațiile comunică cu rețeaua (punctul de intrare în modelul OSI). Folosind acest nivel al modelului OSI, sunt efectuate următoarele sarcini: managementul rețelei, managementul sistemului ocupat, managementul transferului fișierelor, identificarea utilizatorilor prin parole. Exemple de protocoale la acest nivel sunt: HTTP, SMTP, RDP etc. Foarte des, protocoalele de nivel de aplicație îndeplinesc simultan funcțiile de prezentare și protocoale de nivel de sesiune.

Acest nivel este responsabil pentru formatul de prezentare a datelor. Aproximativ, convertește datele primite de la nivelul aplicației într-un format adecvat pentru transmiterea prin rețea (și, în consecință, efectuează operația inversă, transformând informațiile primite din rețea într-un format adecvat procesării de către aplicații).

La acest nivel are loc stabilirea, întreținerea și gestionarea unei sesiuni de comunicare între două sisteme. Acest nivel este responsabil pentru menținerea comunicării între sisteme pentru întreaga perioadă de timp în care are loc interacțiunea lor.

Protocoalele de la acest nivel al modelului de rețea OSI sunt responsabile pentru transferul datelor de la un sistem la altul. La acest nivel, blocurile mari de date sunt împărțite în blocuri mai mici potrivite pentru procesarea de către stratul de rețea (blocuri foarte mici de date sunt combinate în altele mai mari), aceste blocuri sunt marcate corespunzător pentru recuperarea lor ulterioară la capătul de recepție. De asemenea, atunci când se utilizează protocoale adecvate, acest nivel este capabil să ofere control asupra livrării pachetelor de nivel de rețea. Blocul de date pe care operează acest nivel este de obicei numit segment. Exemple de protocoale la acest nivel sunt: TCP, UDP, SPX, ATP etc.

Acest nivel este responsabil pentru rutarea (determinarea rutelor optime de la un sistem la altul) blocurilor de date ale acestui nivel. Un bloc de date la acest nivel este de obicei numit pachet. Acest nivel este responsabil și pentru adresarea logică a sistemelor (aceleași adrese IP), pe baza cărora are loc rutarea. Protocoalele la acest nivel includ: IP, IPX etc. Dispozitivele care operează la acest nivel includ routere.

Acest nivel este responsabil pentru adresarea fizică a dispozitivelor de rețea (adresele MAC), controlul accesului la mediu și corectarea erorilor făcute de stratul fizic. Un bloc de date utilizat la nivelul de legătură de date este de obicei numit cadru. Acest nivel include următoarele dispozitive: întrerupătoare (nu toate), poduri etc. O tehnologie tipică care utilizează acest nivel este Ethernet.

Transmite impulsuri optice sau electrice pe un mediu de transmisie selectat. Dispozitivele de acest nivel includ tot felul de repetitoare și hub-uri.

Modelul OSI în sine nu este o implementare practică, el presupune doar un anumit set de reguli pentru interacțiunea componentelor sistemului. Un exemplu practic de implementare a unei stive de protocoale de rețea este stiva de protocoale TCP/IP (precum și alte stive de protocoale mai puțin obișnuite).

Doar pentru că un protocol este un acord adoptat de două entități care interacționează, în acest caz două computere care lucrează într-o rețea, nu înseamnă că este neapărat standard. Dar, în practică, atunci când implementează rețele, acestea folosesc de obicei protocoale standard. Acestea pot fi de marcă, naționale sau standarde 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 ISO/OSI.

Model de interoperabilitate a sistemelor deschise (Interconexiune sistem deschis, OSI) definește diferite niveluri de interacțiune între sisteme în rețele de comutare de pachete, le dă nume standard și specifică ce funcții ar trebui să îndeplinească fiecare strat.

Modelul OSI a fost dezvoltat pe baza experienței extinse acumulate în crearea rețelelor de calculatoare, în principal globale, în anii 70. O descriere completă a acestui model ocupă mai mult de 1000 de pagini de text.

În modelul OSI (Fig. 11.6), mijloacele de comunicare sunt împărțite în șapte niveluri: aplicație, reprezentant, sesiune, transport, rețea, canal și fizic. Fiecare strat se ocupă de un aspect specific al interacțiunii cu dispozitivele de rețea.

Orez. 11.6.

Modelul OSI descrie numai comunicațiile de sistem implementate de sistemul de operare, utilități de sistemși hardware. Modelul nu include mijloace pentru interacțiunea cu aplicația utilizatorului final. Aplicațiile își implementează propriile protocoale de comunicare accesând instrumentele de sistem. Prin urmare, este necesar să se facă distincția între nivelul de interacțiune dintre aplicații și strat de aplicație.

De asemenea, trebuie reținut că aplicația poate prelua funcțiile unora dintre straturile superioare ale modelului OSI. De exemplu, unele SGBD-uri au instrumente încorporate acces de la distanță la dosare. În acest caz, aplicația nu folosește serviciul de fișiere de sistem atunci când accesează resursele de la distanță; ocolește straturile superioare ale modelului OSI și accesează direct facilitățile sistemului responsabile de transport mesaje prin rețea, care sunt situate la nivelurile inferioare ale modelului OSI.

Deci, să presupunem că o aplicație face o solicitare unui strat de aplicație, cum ar fi un serviciu de fișiere. Pe baza acestei solicitări, software-ul la nivel de aplicație generează un mesaj într-un format standard. Un mesaj tipic 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 trebuie să conțină în mod evident informații despre locația fișierului și tipul de operație care trebuie efectuată. Câmpul de date mesaj poate fi gol sau poate conține unele date, cum ar fi datele care trebuie scrise pe o telecomandă . Dar pentru a livra aceste informații la destinație, mai sunt încă multe sarcini de rezolvat, a căror responsabilitate revine nivelurilor inferioare.

După generarea mesajului strat de aplicațieîl trimite în jos în stivă nivel reprezentativ. Protocol nivel reprezentativ pe baza informațiilor primite de la antetul la nivel de aplicație, efectuează acțiunile necesare și adaugă propriile informații de serviciu la antetul mesajului nivel reprezentativ, care conține instrucțiuni pentru protocol nivel reprezentativ mașină de destinație. Mesajul rezultat este transmis nivel de sesiune, care la rândul său își adaugă antetul etc. (Unele protocoale plasează informațiile de serviciu nu numai la începutul mesajului sub forma unui antet, ci și la sfârșit, sub forma unui așa-numit „trailer”.) În cele din urmă, mesajul ajunge în partea de jos, nivel fizic, care, de fapt, îl transmite prin linii de comunicație către aparatul destinatar. În acest moment, mesajul este „încărcat” cu anteturi de toate nivelurile (