Nó hoạt động ở cấp độ nào của mô hình OSI? Cách thức hoạt động của các thiết bị mạng theo mô hình mạng OSI

Trong khoa học mạng, cũng như trong bất kỳ lĩnh vực kiến ​​thức nào khác, có hai cách tiếp cận cơ bản để học: chuyển từ cái chung sang cái cụ thể và ngược lại. Chà, không phải trong cuộc sống người ta sử dụng những cách tiếp cận này ở dạng thuần túy, tuy nhiên, ở giai đoạn đầu, mỗi học sinh đều chọn cho mình một trong những hướng đi nêu trên. Đối với giáo dục đại học (ít nhất là mô hình (hậu) Xô Viết), phương pháp đầu tiên là điển hình hơn, đối với việc tự giáo dục thường là phương pháp thứ hai: một người làm việc trên mạng, thỉnh thoảng giải quyết các nhiệm vụ quản trị nhỏ dành cho một người dùng và đột nhiên anh ấy muốn tìm hiểu xem, Thực ra, tất cả những chuyện tào lao này hoạt động như thế nào?

Nhưng mục đích của bài viết này không phải là thảo luận triết học về phương pháp giảng dạy. Tôi xin giới thiệu với sự quan tâm của những người mới làm quen với mạng rằng tổng quan và quan trọng nhất, từ đó, giống như từ một cái bếp, bạn có thể khiêu vũ đến những cửa hàng tư nhân cầu kỳ nhất. Bằng cách hiểu mô hình OSI bảy lớp và học cách “nhận biết” các lớp của nó trong các công nghệ mà bạn đã biết, bạn có thể dễ dàng tiến lên theo bất kỳ hướng nào của ngành mạng mà bạn chọn. Mô hình OSI là khuôn khổ mà trên đó mọi kiến ​​thức mới về mạng sẽ được đưa vào.

Mô hình này được đề cập bằng cách này hay cách khác trong hầu hết các tài liệu hiện đại về mạng, cũng như trong nhiều thông số kỹ thuật của các giao thức và công nghệ cụ thể. Không cảm thấy cần phải phát minh lại bánh xe, tôi quyết định xuất bản các đoạn trích từ tác phẩm của N. Olife, V. Olife (Trung tâm Công nghệ Thông tin) có tựa đề “Vai trò của các giao thức truyền thông và mục đích chức năng của các loại thiết bị chính trong mạng doanh nghiệp ,” mà tôi coi là ấn phẩm tốt nhất và toàn diện nhất về chủ đề này .

tổng biên tập

người mẫu

Chỉ vì một giao thức là một thỏa thuận giữa hai thực thể tương tác, trong trường hợp này là hai máy tính làm việc trên một mạng, không có nghĩa là nó nhất thiết phải là một tiêu chuẩn. Nhưng trên thực tế, khi triển khai mạng, họ có xu hướng sử dụng các giao thức chuẩn. Đây có thể là các tiêu chuẩn độc quyền, quốc gia hoặc quốc tế.

Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO) đã phát triển một mô hình xác định rõ ràng các cấp độ tương tác khác nhau giữa các hệ thống, đặt tên tiêu chuẩn cho chúng và chỉ định công việc mà mỗi cấp độ nên làm. Mô hình này được gọi là mô hình Kết nối hệ thống mở (OSI) hoặc mô hình ISO/OSI.

Trong mô hình OSI, giao tiếp được chia thành bảy lớp hoặc nhiều lớp (Hình 1.1). Mỗi cấp độ đề cập đến một khía cạnh cụ thể của sự tương tác. Như vậy, bài toán tương tác được chia thành 7 bài toán cụ thể, mỗi bài toán có thể giải độc lập với các bài toán khác. Mỗi lớp duy trì giao diện với các lớp trên và dưới.

Cơm. 1.1. Mô hình kết nối hệ thống mở ISO/OSI

Mô hình OSI chỉ mô tả giao tiếp hệ thống chứ không mô tả các ứng dụng của người dùng cuối. Các ứng dụng thực hiện các giao thức truyền thông của riêng mình bằng cách truy cập các cơ sở hệ thống. Cần lưu ý rằng ứng dụng có thể đảm nhận các chức năng của một số lớp trên của mô hình OSI, trong trường hợp đó, nếu cần, kết nối mạng, nó sẽ truy cập trực tiếp vào các công cụ hệ thống thực hiện các chức năng của các lớp thấp hơn còn lại của mô hình OSI. mô hình OSI.

Ứng dụng của người dùng cuối có thể sử dụng các công cụ tương tác hệ thống không chỉ để tổ chức hội thoại với ứng dụng khác đang chạy trên máy khác mà còn đơn giản là để nhận các dịch vụ của một dịch vụ mạng cụ thể, ví dụ: truy cập các tệp từ xa, nhận thư hoặc in trên một máy in dùng chung.

Vì vậy, giả sử một ứng dụng đưa ra yêu cầu tới lớp ứng dụng, chẳng hạn như dịch vụ tệp. Dựa trên yêu cầu này, phần mềm cấp ứng dụng sẽ tạo ra một thông báo có định dạng chuẩn, chứa thông tin dịch vụ (tiêu đề) và có thể cả dữ liệu được truyền đi. Thông báo này sau đó được chuyển tiếp đến cấp độ đại diện. Lớp trình bày thêm tiêu đề của nó vào tin nhắn và chuyển kết quả xuống lớp phiên, sau đó lớp này sẽ thêm tiêu đề của nó, v.v. Một số triển khai giao thức cung cấp rằng thông báo không chỉ chứa tiêu đề mà còn chứa phần giới thiệu. Cuối cùng, tin nhắn đến lớp vật lý thấp nhất, lớp này thực sự truyền nó dọc theo đường truyền thông.

Khi một tin nhắn đến một máy khác qua mạng, nó sẽ di chuyển tuần tự từ cấp này sang cấp khác. Mỗi cấp độ phân tích, xử lý và xóa tiêu đề của cấp độ đó, thực hiện các chức năng tương ứng với cấp độ này và chuyển thông báo lên cấp độ cao hơn.

Ngoài thuật ngữ tin nhắn, còn có những tên khác được các chuyên gia mạng sử dụng để chỉ đơn vị trao đổi dữ liệu. Tiêu chuẩn ISO cho các giao thức ở mọi cấp độ đều sử dụng thuật ngữ “đơn vị dữ liệu giao thức” - Protocol Data Unit (PDU). Ngoài ra, tên khung, gói và datagram thường được sử dụng.

Chức năng lớp mô hình ISO/OSI

Lớp vật lý: Lớp này xử lý việc truyền bit qua các kênh vật lý như cáp đồng trục, cáp xoắn đôi hoặc cáp quang. Mức này liên quan đến các đặc tính của phương tiện truyền dữ liệu vật lý, chẳng hạn như băng thông, khả năng chống nhiễu, trở kháng đặc tính và các đặc tính khác. Ở cùng mức, các đặc tính của tín hiệu điện được xác định, chẳng hạn như yêu cầu về biên xung, mức điện áp hoặc dòng điện của tín hiệu truyền, loại mã hóa và tốc độ truyền tín hiệu. Ngoài ra, các loại đầu nối và mục đích của từng tiếp điểm đều được tiêu chuẩn hóa tại đây.

Các chức năng của lớp vật lý được triển khai trong tất cả các thiết bị được kết nối với mạng. Về phía máy tính, các chức năng của lớp vật lý được thực hiện bởi bộ điều hợp mạng hoặc cổng nối tiếp.

Một ví dụ về giao thức lớp vật lý là thông số kỹ thuật công nghệ Ethernet 10Base-T, xác định cáp được sử dụng là cặp xoắn không được che chắn Loại 3 với trở kháng đặc tính 100 Ohms, đầu nối RJ-45, chiều dài đoạn vật lý tối đa là 100 mét, Mã Manchester để biểu diễn dữ liệu trên cáp và các đặc tính khác của môi trường và tín hiệu điện.

Lớp liên kết dữ liệu: Lớp vật lý chỉ truyền bit. Điều này không tính đến việc trong một số mạng trong đó các đường truyền thông được sử dụng (chia sẻ) luân phiên bởi một số cặp máy tính tương tác, môi trường truyền dẫn vật lý có thể bị chiếm dụng. Do đó, một trong những nhiệm vụ của lớp liên kết là kiểm tra tính khả dụng của môi trường truyền dẫn. Một nhiệm vụ khác của lớp liên kết là thực hiện các cơ chế phát hiện và sửa lỗi. Để thực hiện điều này, ở lớp liên kết dữ liệu, các bit được nhóm thành các bộ gọi là khung. Lớp liên kết đảm bảo rằng mỗi khung được truyền chính xác bằng cách đặt một chuỗi bit đặc biệt ở đầu và cuối mỗi khung để đánh dấu nó, đồng thời tính toán tổng kiểm tra bằng cách tính tổng tất cả các byte của khung theo một cách nhất định và thêm tổng kiểm tra vào khung. Khi khung đến, người nhận lại tính toán tổng kiểm tra của dữ liệu nhận được và so sánh kết quả với tổng kiểm tra từ khung. Nếu chúng khớp nhau, khung được coi là chính xác và được chấp nhận. Nếu tổng kiểm tra không khớp, một lỗi sẽ được ghi lại.

Các giao thức lớp liên kết được sử dụng trong các mạng cục bộ chứa một cấu trúc kết nối nhất định giữa các máy tính và các phương thức đánh địa chỉ chúng. Mặc dù lớp liên kết dữ liệu cung cấp khả năng phân phối khung giữa hai nút bất kỳ trên mạng cục bộ, nhưng nó chỉ thực hiện điều này trong mạng có cấu trúc liên kết kết nối rất cụ thể, chính xác là cấu trúc liên kết mà nó được thiết kế. Các cấu trúc liên kết điển hình được hỗ trợ bởi các giao thức lớp liên kết LAN bao gồm bus chia sẻ, vòng và hình sao. Ví dụ về các giao thức lớp liên kết là Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

Trong mạng cục bộ, các giao thức lớp liên kết được sử dụng bởi máy tính, cầu nối, bộ chuyển mạch và bộ định tuyến. Trong máy tính, các chức năng của lớp liên kết được thực hiện thông qua nỗ lực chung của các bộ điều hợp mạng và trình điều khiển của chúng.

Trong các mạng toàn cầu, hiếm khi có cấu trúc liên kết thông thường, lớp liên kết dữ liệu đảm bảo việc trao đổi tin nhắn giữa hai máy tính lân cận được kết nối bằng một đường truyền riêng lẻ. Ví dụ về các giao thức điểm-điểm (như các giao thức này thường được gọi) là các giao thức PPP và LAP-B được sử dụng rộng rãi.

Cấp độ mạng Cấp độ này phục vụ để hình thành một hệ thống truyền tải thống nhất, hợp nhất một số mạng với các nguyên tắc khác nhau để truyền thông tin giữa các nút cuối. Hãy xem xét các chức năng của lớp mạng bằng cách sử dụng mạng cục bộ làm ví dụ. Giao thức lớp liên kết mạng cục bộ đảm bảo việc phân phối dữ liệu giữa bất kỳ nút nào chỉ trong mạng với giao thức thích hợp. cấu trúc liên kết điển hình. Đây là một hạn chế rất nghiêm ngặt không cho phép xây dựng các mạng có cấu trúc phát triển, chẳng hạn như mạng kết hợp nhiều mạng doanh nghiệp thành một mạng duy nhất hoặc các mạng có độ tin cậy cao trong đó có các kết nối dự phòng giữa các nút. Để một mặt duy trì tính đơn giản của quy trình truyền dữ liệu cho các cấu trúc liên kết tiêu chuẩn và mặt khác để cho phép sử dụng các cấu trúc liên kết tùy ý, một lớp mạng bổ sung sẽ được sử dụng. Ở cấp độ này, khái niệm "mạng" được giới thiệu. Trong trường hợp này, mạng được hiểu là tập hợp các máy tính được kết nối với nhau theo một trong các cấu trúc liên kết tiêu chuẩn điển hình và sử dụng một trong các giao thức lớp liên kết được xác định cho cấu trúc liên kết này để truyền dữ liệu.

Do đó, trong mạng, việc phân phối dữ liệu được quy định bởi lớp liên kết dữ liệu, nhưng việc phân phối dữ liệu giữa các mạng được xử lý bởi lớp mạng.

Thông báo lớp mạng thường được gọi gói. Khi tổ chức phân phối gói ở cấp độ mạng, khái niệm này được sử dụng "số mạng". Trong trường hợp này, địa chỉ của người nhận bao gồm số mạng và số máy tính trên mạng này.

Các mạng được kết nối với nhau bằng các thiết bị đặc biệt gọi là bộ định tuyến. Bộ định tuyến là một thiết bị thu thập thông tin về cấu trúc liên kết của các kết nối mạng và dựa trên nó, chuyển tiếp các gói lớp mạng đến mạng đích. Để truyền tin nhắn từ người gửi trên một mạng đến người nhận trên mạng khác, bạn cần thực hiện một số lần chuyển tuyến (bước nhảy) giữa các mạng, mỗi lần chọn tuyến thích hợp. Vì vậy, tuyến đường là một chuỗi các bộ định tuyến mà gói tin đi qua.

Bài toán chọn đường đi tốt nhất được gọi là lộ trình và giải pháp của nó là nhiệm vụ chính của cấp độ mạng. Vấn đề này phức tạp bởi thực tế là con đường ngắn nhất không phải lúc nào cũng là con đường tốt nhất. Thông thường tiêu chí để chọn tuyến là thời gian truyền dữ liệu dọc theo tuyến này, nó phụ thuộc vào dung lượng của các kênh liên lạc và cường độ lưu lượng truy cập, có thể thay đổi theo thời gian; Một số thuật toán định tuyến cố gắng thích ứng với những thay đổi về tải, trong khi những thuật toán khác đưa ra quyết định dựa trên mức trung bình dài hạn. Tuyến đường có thể được lựa chọn dựa trên các tiêu chí khác, ví dụ như độ tin cậy truyền dẫn.

Ở cấp độ mạng, hai loại giao thức được xác định. Loại đầu tiên đề cập đến định nghĩa về các quy tắc truyền gói dữ liệu của nút cuối từ nút đến bộ định tuyến và giữa các bộ định tuyến. Đây là những giao thức thường được nhắc đến khi mọi người nói về các giao thức lớp mạng. Lớp mạng cũng bao gồm một loại giao thức khác gọi là giao thức trao đổi thông tin định tuyến. Bằng cách sử dụng các giao thức này, bộ định tuyến sẽ thu thập thông tin về cấu trúc liên kết của các kết nối mạng. Các giao thức lớp mạng được triển khai bởi các mô-đun phần mềm hệ điều hành, cũng như phần mềm và phần cứng bộ định tuyến.

Ví dụ về các giao thức lớp mạng là Giao thức Internetwork IP ngăn xếp TCP/IP và Giao thức Internetwork ngăn xếp Novell IPX.

Lớp vận chuyển: Trên đường đi từ người gửi đến người nhận, các gói tin có thể bị hỏng hoặc bị mất. Mặc dù một số ứng dụng có cách xử lý lỗi riêng, nhưng có những ứng dụng khác lại thích xử lý kết nối đáng tin cậy ngay lập tức. Công việc của lớp vận chuyển là đảm bảo rằng các ứng dụng hoặc các lớp trên của ngăn xếp - ứng dụng và phiên - truyền dữ liệu với mức độ tin cậy mà chúng yêu cầu. Mô hình OSI xác định năm loại dịch vụ được cung cấp bởi lớp vận chuyển. Các loại dịch vụ này được phân biệt bởi chất lượng dịch vụ được cung cấp: tính khẩn cấp, khả năng khôi phục liên lạc bị gián đoạn, tính sẵn có của các phương tiện để ghép nhiều kết nối giữa các giao thức ứng dụng khác nhau thông qua một giao thức truyền tải chung và quan trọng nhất là khả năng phát hiện và sửa các lỗi truyền dẫn như méo, mất và sao chép gói tin.

Việc lựa chọn lớp dịch vụ của lớp vận chuyển một mặt được xác định theo mức độ mà vấn đề đảm bảo độ tin cậy được giải quyết bằng các ứng dụng và giao thức ở cấp độ cao hơn lớp vận chuyển, mặt khác, sự lựa chọn này phụ thuộc vào độ tin cậy của toàn bộ hệ thống truyền tải dữ liệu trực tuyến. Vì vậy, ví dụ, nếu chất lượng của các kênh liên lạc rất cao và khả năng xảy ra lỗi không được phát hiện bởi các giao thức cấp thấp hơn là nhỏ thì việc sử dụng một trong các dịch vụ của lớp vận chuyển nhẹ, không phải chịu nhiều kiểm tra là điều hợp lý. , bắt tay và các kỹ thuật khác để tăng độ tin cậy. Nếu ban đầu các phương tiện rất không đáng tin cậy thì nên chuyển sang dịch vụ cấp độ truyền tải phát triển nhất, hoạt động bằng cách sử dụng các phương tiện tối đa để phát hiện và loại bỏ lỗi - sử dụng thiết lập sơ bộ kết nối logic, giám sát việc gửi tin nhắn bằng cách sử dụng tổng kiểm tra và đánh số theo chu kỳ của các gói, thiết lập thời gian chờ gửi, v.v.

Theo quy định, tất cả các giao thức, bắt đầu từ lớp vận chuyển trở lên, đều được triển khai bằng phần mềm của các nút cuối của mạng - các thành phần của hệ điều hành mạng của chúng. Ví dụ về các giao thức truyền tải bao gồm các giao thức TCP và UDP của ngăn xếp TCP/IP và giao thức SPX của ngăn xếp Novell.

Lớp phiên: Lớp phiên cung cấp khả năng quản lý cuộc hội thoại để ghi lại bên nào hiện đang hoạt động và cũng cung cấp phương tiện đồng bộ hóa. Cái sau cho phép bạn chèn các điểm kiểm tra vào các lần chuyển dài để trong trường hợp thất bại, bạn có thể quay lại điểm kiểm tra cuối cùng, thay vì bắt đầu lại từ đầu. Trong thực tế, rất ít ứng dụng sử dụng lớp phiên và hiếm khi được triển khai.

Lớp trình bày: Lớp này cung cấp sự đảm bảo rằng thông tin được truyền tải bởi lớp ứng dụng sẽ được lớp ứng dụng trong hệ thống khác hiểu được. Nếu cần, lớp trình bày sẽ chuyển đổi các định dạng dữ liệu thành một số định dạng trình bày phổ biến và tại nơi tiếp nhận sẽ thực hiện chuyển đổi ngược lại. Bằng cách này, các lớp ứng dụng có thể khắc phục được sự khác biệt về cú pháp trong cách biểu diễn dữ liệu. Ở cấp độ này, việc mã hóa và giải mã dữ liệu có thể được thực hiện, nhờ đó tính bí mật trao đổi dữ liệu được đảm bảo cho tất cả các dịch vụ ứng dụng cùng một lúc. Một ví dụ về giao thức hoạt động ở lớp trình bày là giao thức Lớp cổng bảo mật (SSL), cung cấp thông điệp an toàn cho các giao thức lớp ứng dụng của ngăn xếp TCP/IP.

Lớp ứng dụng Lớp ứng dụng thực sự chỉ là một tập hợp các giao thức khác nhau thông qua đó người dùng mạng truy cập các tài nguyên được chia sẻ như tệp, máy in hoặc các trang Web siêu văn bản và cũng tổ chức sự cộng tác của họ, ví dụ: sử dụng giao thức thư điện tử. Đơn vị dữ liệu mà lớp ứng dụng vận hành thường được gọi là tin nhắn .

Có rất nhiều giao thức lớp ứng dụng. Chúng ta hãy đưa ra ví dụ ít nhất một số cách triển khai dịch vụ tệp phổ biến nhất: NCP trong hệ điều hành Novell NetWare, SMB trong Microsoft Windows NT, NFS, FTP và TFTP, là một phần của ngăn xếp TCP/IP.

Mô hình OSI tuy rất quan trọng nhưng chỉ là một trong nhiều mô hình truyền thông. Các mô hình này và ngăn xếp giao thức liên quan của chúng có thể khác nhau về số lớp, chức năng, định dạng thông báo, dịch vụ được cung cấp ở các lớp trên và các tham số khác.

Đặc điểm của ngăn xếp giao thức truyền thông phổ biến

Vì vậy, sự tương tác của các máy tính trong mạng diễn ra theo các quy tắc nhất định để trao đổi tin nhắn và định dạng của chúng, nghĩa là tuân theo các giao thức nhất định. Một tập hợp các giao thức được tổ chức theo thứ bậc để giải quyết vấn đề tương tác giữa các nút mạng được gọi là ngăn xếp giao thức truyền thông.

Có nhiều ngăn xếp giao thức được sử dụng rộng rãi trong mạng. Đây là các ngăn xếp theo tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia, cũng như các ngăn xếp độc quyền, đã trở nên phổ biến do sự phổ biến của thiết bị từ một công ty cụ thể. Ví dụ về các ngăn xếp giao thức phổ biến bao gồm ngăn xếp IPX/SPX của Novell, ngăn xếp TCP/IP được sử dụng trên Internet và nhiều mạng dựa trên hệ điều hành UNIX, ngăn xếp OSI của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế, ngăn xếp DECnet của Digital Equipment Corporation, và một số mạng dựa trên hệ điều hành UNIX. người khác.

Việc sử dụng một ngăn xếp giao thức truyền thông cụ thể trong mạng quyết định phần lớn bộ mặt của mạng và các đặc điểm của nó. Các mạng nhỏ chỉ có thể sử dụng một ngăn xếp. Trong các mạng công ty lớn kết nối nhiều mạng khác nhau, nhiều ngăn xếp thường được sử dụng song song.

Thiết bị truyền thông thực hiện các giao thức lớp thấp hơn được tiêu chuẩn hóa hơn các giao thức lớp cao hơn và đây là điều kiện tiên quyết để hợp tác thành công giữa các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau. Danh sách các giao thức được hỗ trợ bởi một thiết bị liên lạc cụ thể là một trong những đặc điểm quan trọng nhất của thiết bị này.

Máy tính thực hiện các giao thức truyền thông dưới dạng các thành phần phần mềm tương ứng của hệ điều hành mạng, ví dụ, các giao thức cấp liên kết thường được triển khai dưới dạng trình điều khiển bộ điều hợp mạng và các giao thức cấp cao hơn được triển khai dưới dạng các thành phần máy chủ và máy khách. của các dịch vụ mạng.

Khả năng hoạt động tốt trong môi trường hệ điều hành cụ thể là một đặc tính quan trọng của thiết bị truyền thông. Bạn thường có thể đọc được trong các quảng cáo về bộ điều hợp mạng hoặc hub rằng nó được thiết kế đặc biệt để hoạt động trên mạng NetWare hoặc UNIX. Điều này có nghĩa là các nhà phát triển phần cứng đã tối ưu hóa các đặc tính của nó cho các giao thức được sử dụng trong hệ điều hành mạng đó hoặc cho một phiên bản triển khai nhất định nếu các giao thức này được sử dụng trong các hệ điều hành khác nhau. Do đặc thù của việc triển khai các giao thức trong các hệ điều hành khác nhau, một trong những đặc điểm của thiết bị liên lạc là chứng nhận về khả năng làm việc trong môi trường của một hệ điều hành nhất định.

Ở các cấp độ thấp hơn - liên kết vật lý và dữ liệu - hầu hết tất cả các ngăn xếp đều sử dụng cùng một giao thức. Đây là các giao thức được tiêu chuẩn hóa tốt: Ethernet, Token Ring, FDDI và một số giao thức khác, cho phép sử dụng cùng một thiết bị trong tất cả các mạng.

Mạng và các giao thức lớp cao hơn của các ngăn xếp tiêu chuẩn hiện có rất khác nhau và thường không tuân theo cách phân lớp được mô hình ISO khuyến nghị. Đặc biệt, trong các ngăn xếp này, các chức năng của lớp phiên và lớp trình bày thường được kết hợp với lớp ứng dụng. Sự khác biệt này là do mô hình ISO xuất hiện như là kết quả của sự khái quát hóa các ngăn xếp đã tồn tại và được sử dụng thực tế chứ không phải ngược lại.

ngăn xếp OSI

Cần phải phân biệt giữa chồng giao thức OSI và mô hình OSI. Trong khi mô hình OSI xác định một cách khái niệm thủ tục tương tác của các hệ thống mở, phân tách tác vụ thành 7 lớp, tiêu chuẩn hóa mục đích của từng lớp và giới thiệu tên tiêu chuẩn cho các lớp, thì ngăn xếp OSI là một tập hợp các đặc tả giao thức rất cụ thể tạo thành một nhất quán. giao thức ngăn xếp. Ngăn xếp giao thức này được chính phủ Hoa Kỳ hỗ trợ trong chương trình GOSIP. Tất cả các mạng máy tính của chính phủ được cài đặt sau năm 1990 phải hỗ trợ trực tiếp ngăn xếp OSI hoặc cung cấp phương tiện để di chuyển sang ngăn xếp trong tương lai. Tuy nhiên, ngăn xếp OSI phổ biến ở Châu Âu hơn ở Hoa Kỳ, vì Châu Âu có ít mạng cũ được cài đặt sử dụng giao thức riêng của họ hơn. Ở Châu Âu cũng có nhu cầu lớn về một ngăn xếp chung vì có rất nhiều quốc gia khác nhau.

Đây là tiêu chuẩn quốc tế, độc lập với nhà sản xuất. Nó có thể cho phép hợp tác giữa các tập đoàn, đối tác và nhà cung cấp. Sự tương tác này phức tạp bởi các vấn đề về địa chỉ, đặt tên và bảo mật dữ liệu. Tất cả những vấn đề này được giải quyết một phần trong ngăn xếp OSI. Các giao thức OSI yêu cầu nhiều sức mạnh xử lý của CPU, khiến chúng phù hợp hơn với các máy mạnh hơn là mạng của máy tính cá nhân. Hầu hết các tổ chức chỉ đang lên kế hoạch chuyển đổi sang ngăn xếp OSI. Trong số những người làm việc theo hướng này có Bộ Hải quân Hoa Kỳ và mạng NFSNET. Một trong những nhà sản xuất lớn nhất hỗ trợ OSI là AT&T. Mạng Stargroup của nó hoàn toàn dựa trên ngăn xếp OSI.

Vì những lý do hiển nhiên, ngăn xếp OSI, không giống như các ngăn xếp tiêu chuẩn khác, hoàn toàn tuân thủ mô hình kết nối OSI; nó bao gồm các thông số kỹ thuật cho tất cả bảy lớp của mô hình kết nối các hệ thống mở (Hình 1.3).


Cơm. 1.3. ngăn xếp OSI

TRÊN Ngăn xếp OSI hỗ trợ các giao thức Ethernet, Token Ring, FDDI, cũng như các giao thức LLC, X.25 và ISDN. Các giao thức này sẽ được thảo luận chi tiết trong các phần khác của sổ tay.

Dịch vụ mạng, truyền tải và phiên cấp độ cũng có sẵn trong ngăn xếp OSI, nhưng chúng không phổ biến lắm. Lớp mạng thực hiện cả giao thức dựa trên kết nối và không kết nối. Giao thức truyền tải ngăn xếp OSI, nhất quán với các chức năng được xác định cho nó trong mô hình OSI, che giấu sự khác biệt giữa các dịch vụ mạng hướng kết nối và không kết nối để người dùng nhận được chất lượng dịch vụ mong muốn bất kể lớp mạng bên dưới. Để cung cấp điều này, lớp vận chuyển yêu cầu người dùng chỉ định chất lượng dịch vụ mong muốn. 5 loại dịch vụ truyền tải đã được xác định, từ lớp 0 thấp nhất đến lớp 4 cao nhất, khác nhau về mức độ chịu lỗi và yêu cầu phục hồi dữ liệu sau lỗi.

Dịch vụ cấp độ ứng dụng bao gồm truyền tập tin, mô phỏng thiết bị đầu cuối, dịch vụ thư mục và thư. Trong số này, hứa hẹn nhất là dịch vụ thư mục (chuẩn X.500), thư điện tử (X.400), giao thức đầu cuối ảo (VT), giao thức truyền, truy cập và quản lý tệp (FTAM), giao thức chuyển tiếp và quản lý công việc (JTM) . Gần đây, ISO đã tập trung nỗ lực vào các dịch vụ cấp cao nhất.

X.400

là một nhóm các khuyến nghị của Ủy ban Tư vấn Quốc tế về Điện báo và Điện thoại (CCITT) mô tả các hệ thống chuyển tiếp tin nhắn điện tử. Ngày nay, khuyến nghị X.400 là giao thức nhắn tin phổ biến nhất. Đề xuất X.400 mô tả mô hình hệ thống nhắn tin, các giao thức tương tác giữa tất cả các thành phần của hệ thống này, cũng như nhiều loại tin nhắn và khả năng mà người gửi có đối với từng loại tin nhắn được gửi.

Khuyến nghị X.400 xác định tập hợp dịch vụ bắt buộc tối thiểu sau đây cần cung cấp cho người dùng: kiểm soát truy cập, duy trì mã định danh tin nhắn hệ thống duy nhất, thông báo gửi hoặc không gửi tin nhắn có lý do, chỉ báo loại nội dung tin nhắn, chỉ báo chuyển đổi nội dung tin nhắn, truyền tải và dấu thời gian gửi, chọn danh mục gửi (khẩn cấp, không khẩn cấp, bình thường), gửi đa hướng, gửi chậm (đến một thời điểm cụ thể), chuyển nội dung sang giao diện với các hệ thống thư không tương thích như dịch vụ telex và fax, truy vấn xem một tin nhắn cụ thể đã được gửi đi, danh sách gửi thư, có thể có cấu trúc lồng nhau, có nghĩa là bảo vệ tin nhắn khỏi bị truy cập trái phép, dựa trên hệ thống mật mã khóa công khai bất đối xứng.

Mục đích của các khuyến nghị X.500 là phát triển các tiêu chuẩn bàn trợ giúp toàn cầu. Quá trình gửi tin nhắn đòi hỏi phải có kiến ​​thức về địa chỉ người nhận, đây là một vấn đề trong các mạng lớn nên cần có bộ phận trợ giúp giúp lấy địa chỉ của người gửi và người nhận. Nói chung, dịch vụ X.500 là cơ sở dữ liệu phân tán về tên và địa chỉ. Tất cả người dùng đều có khả năng được phép đăng nhập vào cơ sở dữ liệu này bằng cách sử dụng một bộ thuộc tính cụ thể.

Các hoạt động sau được xác định trên cơ sở dữ liệu tên và địa chỉ:

  • đọc - nhận địa chỉ bằng một tên đã biết,
  • yêu cầu - lấy tên dựa trên các thuộc tính địa chỉ đã biết,
  • sửa đổi liên quan đến việc xóa và thêm các bản ghi trong cơ sở dữ liệu.

Những thách thức chính trong việc triển khai các khuyến nghị X.500 xuất phát từ quy mô của dự án này, dự án này có mục đích trở thành một dịch vụ tham khảo trên toàn thế giới. Do đó, phần mềm triển khai khuyến nghị X.500 rất cồng kềnh và đặt ra yêu cầu cao về hiệu suất phần cứng.

Giao thức VT giải quyết vấn đề không tương thích giữa các giao thức mô phỏng thiết bị đầu cuối khác nhau. Hiện tại, người dùng máy tính cá nhân tương thích với PC IBM, để làm việc đồng thời với máy tính VAX, IBM 3090 và HP9000, cần mua ba chương trình khác nhau để mô phỏng các loại thiết bị đầu cuối khác nhau và sử dụng các giao thức khác nhau. Nếu mọi máy tính chủ đều có phần mềm giao thức mô phỏng thiết bị đầu cuối ISO thì người dùng sẽ chỉ cần một chương trình hỗ trợ giao thức VT. Trong tiêu chuẩn của mình, ISO đã tích lũy các chức năng mô phỏng thiết bị đầu cuối được sử dụng rộng rãi.

Truyền tập tin là dịch vụ máy tính phổ biến nhất. Tất cả các ứng dụng đều cần có quyền truy cập vào các tệp, cả cục bộ và từ xa - trình soạn thảo văn bản, email, cơ sở dữ liệu hoặc các chương trình khởi chạy từ xa. ISO cung cấp dịch vụ như vậy trong giao thức FTAM. Cùng với tiêu chuẩn X.400, đây là tiêu chuẩn ngăn xếp OSI phổ biến nhất. FTAM cung cấp các phương tiện để bản địa hóa và truy cập nội dung tệp và bao gồm một bộ chỉ thị để chèn, thay thế, mở rộng và xóa nội dung tệp. FTAM cũng cung cấp các phương tiện để thao tác toàn bộ tệp, bao gồm tạo, xóa, đọc, mở, đóng tệp và chọn các thuộc tính của nó.

Giao thức chuyển tiếp và kiểm soát công việc JTM Cho phép người dùng chuyển tiếp công việc cần hoàn thành trên máy chủ. Ngôn ngữ kiểm soát công việc cho phép gửi công việc sẽ cho máy chủ biết những hành động nào sẽ được thực hiện trên những chương trình và tệp nào. Giao thức JTM hỗ trợ xử lý hàng loạt, xử lý giao dịch truyền thống, nhập công việc từ xa và truy cập cơ sở dữ liệu phân tán.

ngăn xếp TCP/IP

Ngăn xếp TCP/IP, còn được gọi là ngăn xếp DoD và ngăn xếp Internet, là một trong những ngăn xếp giao thức truyền thông phổ biến và hứa hẹn nhất. Nếu hiện tại nó được phân phối chủ yếu trong các mạng có hệ điều hành UNIX, thì việc triển khai nó trong các phiên bản mới nhất của hệ điều hành mạng dành cho máy tính cá nhân (Windows NT, NetWare) là điều kiện tiên quyết tốt cho sự tăng trưởng nhanh chóng về số lượng cài đặt TCP/ ngăn xếp IP.

Ngăn xếp này được phát triển theo sáng kiến ​​của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ (DoD) hơn 20 năm trước để kết nối mạng ARPAnet thử nghiệm với các mạng vệ tinh khác như một bộ giao thức chung cho môi trường điện toán không đồng nhất. Mạng ARPA hỗ trợ các nhà phát triển và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực quân sự. Trong mạng ARPA, việc liên lạc giữa hai máy tính được thực hiện bằng Giao thức Internet (IP), cho đến ngày nay là một trong những giao thức chính trong ngăn xếp TCP / IP và xuất hiện dưới tên của ngăn xếp.

Đại học Berkeley đã có đóng góp lớn cho sự phát triển của ngăn xếp TCP/IP bằng cách triển khai các giao thức ngăn xếp trong phiên bản HĐH UNIX của trường. Việc áp dụng rộng rãi hệ điều hành UNIX cũng dẫn đến việc áp dụng rộng rãi IP và các giao thức ngăn xếp khác. Ngăn xếp này cũng cung cấp năng lượng cho Internet, Lực lượng đặc nhiệm kỹ thuật Internet (IETF) của họ là người đóng góp chính cho việc phát triển các tiêu chuẩn ngăn xếp được xuất bản dưới dạng thông số kỹ thuật RFC.

Do ngăn xếp TCP/IP được phát triển trước khi ra đời mô hình kết nối các hệ thống mở ISO/OSI, mặc dù nó cũng có cấu trúc đa cấp, nên sự tương ứng của các cấp ngăn xếp TCP/IP với các cấp của mô hình OSI là khá có điều kiện. .

Cấu trúc của các giao thức TCP/IP được thể hiện trong Hình 1.4. Giao thức TCP/IP được chia thành 4 lớp.

Cơm. 1.4. ngăn xếp TCP/IP

Thấp nhất ( cấp IV ) - cấp độ giao diện mạng - tương ứng với cấp độ liên kết vật lý và dữ liệu của mô hình OSI. Cấp độ này trong các giao thức TCP/IP không được quy định nhưng hỗ trợ tất cả các tiêu chuẩn phổ biến của lớp liên kết vật lý và dữ liệu: đối với các kênh cục bộ, đó là Ethernet, Token Ring, FDDI, đối với các kênh toàn cầu - các giao thức riêng của chúng để hoạt động trên quay số tương tự- đường lên và đường thuê riêng SLIP/PPP, thiết lập các kết nối điểm-điểm thông qua các liên kết nối tiếp WAN và các giao thức WAN X.25 và ISDN. Một đặc điểm kỹ thuật đặc biệt cũng đã được phát triển để xác định việc sử dụng công nghệ ATM như một phương tiện truyền tải lớp liên kết dữ liệu.

Cấp độ tiếp theo ( cấp III ) là lớp liên mạng xử lý việc truyền các gói dữ liệu bằng nhiều mạng cục bộ, mạng khu vực X.25, đường ad hoc, v.v. Ngăn xếp sử dụng giao thức IP, ban đầu được thiết kế như một giao thức để truyền các gói trong mạng tổng hợp bao gồm một số lượng lớn các mạng cục bộ được kết nối bởi cả kết nối cục bộ và toàn cầu. Do đó, giao thức IP hoạt động tốt trong các mạng có cấu trúc liên kết phức tạp, sử dụng hợp lý sự hiện diện của các hệ thống con trong đó và sử dụng tiết kiệm băng thông của các đường truyền tốc độ thấp. Giao thức IP là một giao thức datagram.

Mức độ liên mạng cũng bao gồm tất cả các giao thức liên quan đến việc biên soạn và sửa đổi các bảng định tuyến, chẳng hạn như các giao thức thu thập thông tin định tuyến. XÉ.(Giao thức định tuyến Internet) và OSPF(Mở đường dẫn ngắn nhất trước), cũng như Giao thức thông báo điều khiển Internet ICMP(Giao thức Thông báo Kiểm soát Internet). Giao thức thứ hai được thiết kế để trao đổi thông tin về các lỗi giữa bộ định tuyến và cổng, hệ thống nguồn và hệ thống đích, nghĩa là tổ chức phản hồi. Khi sử dụng các gói ICMP đặc biệt, có thông báo cho rằng không thể phân phối gói, thời gian tồn tại hoặc thời gian tập hợp gói từ các mảnh đã vượt quá, giá trị tham số bất thường, thay đổi trong tuyến chuyển tiếp và loại dịch vụ, trạng thái của hệ thống, v.v.

Cấp độ tiếp theo ( cấp II) được gọi là cơ bản. Giao thức điều khiển truyền dẫn hoạt động ở cấp độ này TCP(Giao thức điều khiển truyền) và Giao thức gói dữ liệu người dùng UDP(Giao thức gói dữ liệu người dùng). Giao thức TCP cung cấp kết nối ảo ổn định giữa các tiến trình ứng dụng từ xa. Giao thức UDP đảm bảo việc truyền các gói ứng dụng bằng phương pháp datagram, nghĩa là không thiết lập kết nối ảo và do đó yêu cầu ít chi phí hơn TCP.

Cấp cao nhất ( cấp độ I) được gọi là áp dụng. Qua nhiều năm sử dụng trong mạng của nhiều quốc gia và tổ chức khác nhau, TCP/IP đã tích lũy được một số lượng lớn các giao thức và dịch vụ cấp ứng dụng. Chúng bao gồm các giao thức được sử dụng rộng rãi như giao thức sao chép tệp FTP, giao thức mô phỏng thiết bị đầu cuối telnet, giao thức thư SMTP được sử dụng trong e-mail Internet và chi nhánh RELCOM ở Nga, các dịch vụ siêu văn bản để truy cập thông tin từ xa, chẳng hạn như WWW và nhiều dịch vụ khác. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn một số trong số chúng có liên quan chặt chẽ nhất đến các chủ đề của khóa học này.

Giao thức SNMP(Giao thức quản lý mạng đơn giản) được sử dụng để tổ chức quản lý mạng. Vấn đề quản lý ở đây được chia thành hai vấn đề. Nhiệm vụ đầu tiên liên quan đến việc chuyển giao thông tin. Các giao thức truyền thông tin điều khiển xác định quy trình tương tác giữa máy chủ và chương trình máy khách đang chạy trên máy chủ của quản trị viên. Chúng xác định các định dạng tin nhắn được trao đổi giữa máy khách và máy chủ, cũng như các định dạng cho tên và địa chỉ. Thách thức thứ hai liên quan đến dữ liệu được kiểm soát. Các tiêu chuẩn quy định dữ liệu nào sẽ được lưu trữ và tích lũy trong cổng, tên của dữ liệu này và cú pháp của những tên này. Tiêu chuẩn SNMP xác định thông số kỹ thuật cho cơ sở dữ liệu thông tin quản lý mạng. Thông số kỹ thuật này, được gọi là Cơ sở thông tin quản lý (MIB), xác định các thành phần dữ liệu mà máy chủ hoặc cổng phải lưu trữ và các hoạt động được phép trên chúng.

Giao thức truyền tập tin FTP(Giao thức truyền tệp) thực hiện truy cập tệp từ xa. Để đảm bảo việc truyền tải đáng tin cậy, FTP sử dụng giao thức hướng kết nối - TCP - làm phương tiện truyền tải. Ngoài giao thức truyền file, FTP còn cung cấp các dịch vụ khác. Điều này mang lại cho người dùng cơ hội tương tác tương tác với một máy từ xa, ví dụ: anh ta có thể in nội dung các thư mục của nó; FTP cho phép người dùng chỉ định loại và định dạng của dữ liệu sẽ được lưu trữ. Cuối cùng, FTP xác thực người dùng. Trước khi truy cập tệp, giao thức yêu cầu người dùng cung cấp tên người dùng và mật khẩu.

Trong ngăn xếp TCP/IP, FTP cung cấp bộ dịch vụ tệp toàn diện nhất nhưng cũng là dịch vụ khó lập trình nhất. Các ứng dụng không yêu cầu tất cả các khả năng của FTP có thể sử dụng giao thức khác tiết kiệm chi phí hơn - giao thức truyền tệp đơn giản nhất. TFTP(Giao thức truyền tệp tầm thường). Giao thức này chỉ thực hiện truyền tệp và việc vận chuyển được sử dụng đơn giản hơn TCP, giao thức không kết nối - UDP.

Giao thức telnet cung cấp khả năng truyền một luồng byte giữa các tiến trình, cũng như giữa một tiến trình và thiết bị đầu cuối. Thông thường, giao thức này được sử dụng để mô phỏng thiết bị đầu cuối máy tính từ xa.

Ngăn xếp IPX/SPX

Ngăn xếp này là ngăn xếp giao thức Novell ban đầu, được phát triển cho hệ điều hành mạng NetWare của mình vào đầu những năm 80. Các giao thức Trao đổi gói Internetwork (IPX) và Trao đổi gói tuần tự (SPX), đặt tên cho ngăn xếp, là sự điều chỉnh trực tiếp của các giao thức XNS của Xerox, ít phổ biến hơn nhiều so với IPX/SPX. Về mặt cài đặt, các giao thức IPX/SPX dẫn đầu và điều này là do bản thân hệ điều hành NetWare chiếm vị trí dẫn đầu với tỷ lệ cài đặt trên toàn thế giới là khoảng 65%.

Họ giao thức Novell và sự tương ứng của chúng với mô hình ISO/OSI được trình bày trong Hình 1.5.

Cơm. 1.5. Ngăn xếp IPX/SPX

TRÊN mức độ liên kết vật lý và dữ liệu Mạng Novell sử dụng tất cả các giao thức phổ biến ở các cấp độ này (Ethernet, Token Ring, FDDI và các giao thức khác).

TRÊN cấp độ mạng giao thức hoạt động trong ngăn xếp Novell IPX, cũng như các giao thức trao đổi thông tin định tuyến XÉ.NLSP(tương tự như giao thức OSPF của ngăn xếp TCP/IP). IPX là giao thức xử lý việc đánh địa chỉ và định tuyến các gói trên mạng Novell. Các quyết định định tuyến IPX dựa trên các trường địa chỉ trong tiêu đề gói của nó cũng như thông tin từ các giao thức trao đổi thông tin định tuyến. Ví dụ: IPX sử dụng thông tin được cung cấp bởi RIP hoặc NLSP (Giao thức trạng thái liên kết NetWare) để chuyển tiếp các gói đến máy tính đích hoặc bộ định tuyến tiếp theo. Giao thức IPX chỉ hỗ trợ phương thức trao đổi tin nhắn datagram, do đó nó tiêu tốn tài nguyên máy tính một cách kinh tế. Vì vậy, giao thức IPX cung cấp ba chức năng: thiết lập địa chỉ, thiết lập tuyến đường và gửi datagram.

Lớp vận chuyển của mô hình OSI trong ngăn xếp Novell tương ứng với giao thức SPX, thực hiện việc truyền thông điệp hướng kết nối.

Ở trên cùng cấp độ ứng dụng, trình bày và phiên Giao thức NCP và SAP hoạt động. Giao thức NCP(NetWare Core Protocol) là giao thức tương tác giữa máy chủ NetWare và vỏ máy trạm. Giao thức lớp ứng dụng này triển khai kiến ​​trúc máy khách-máy chủ ở các lớp trên của mô hình OSI. Sử dụng các chức năng của giao thức này, máy trạm kết nối với máy chủ, ánh xạ các thư mục máy chủ tới các ký tự ổ đĩa cục bộ, quét hệ thống tệp máy chủ, sao chép các tệp từ xa, thay đổi thuộc tính của chúng, v.v. và cũng chia sẻ máy in mạng giữa các máy trạm.

(Giao thức quảng cáo dịch vụ) - giao thức quảng cáo dịch vụ về mặt khái niệm tương tự như giao thức RIP. Giống như RIP cho phép các bộ định tuyến trao đổi thông tin định tuyến, SAP cho phép các thiết bị mạng trao đổi thông tin về các dịch vụ mạng hiện có.

Máy chủ và bộ định tuyến sử dụng SAP để quảng cáo dịch vụ và địa chỉ mạng của họ. Giao thức SAP cho phép các thiết bị mạng cập nhật liên tục thông tin về những dịch vụ hiện có trên mạng. Khi khởi động, máy chủ sử dụng SAP để thông báo cho phần còn lại của mạng về dịch vụ của họ. Khi máy chủ tắt, nó sử dụng SAP để thông báo cho mạng rằng các dịch vụ của nó đã ngừng hoạt động.

Trên mạng Novell, máy chủ NetWare 3.x gửi các gói quảng bá SAP mỗi phút. Các gói SAP làm tắc nghẽn mạng đáng kể, vì vậy một trong những nhiệm vụ chính của bộ định tuyến truy cập thông tin liên lạc toàn cầu là lọc lưu lượng truy cập từ các gói SAP và gói RIP.

Các tính năng của ngăn xếp IPX/SPX là do các tính năng của Hệ điều hành NetWare, cụ thể là định hướng của các phiên bản đầu tiên của nó (lên tới 4.0) để làm việc trong các mạng cục bộ nhỏ bao gồm các máy tính cá nhân có tài nguyên khiêm tốn. Do đó, Novell cần các giao thức yêu cầu dung lượng RAM tối thiểu (giới hạn ở các máy tính tương thích IBM chạy MS-DOS ở mức 640 KB) và giao thức đó sẽ chạy nhanh trên các bộ xử lý có công suất xử lý thấp. Kết quả là, các giao thức ngăn xếp IPX/SPX cho đến gần đây vẫn hoạt động tốt trong các mạng cục bộ và không tốt lắm trong các mạng công ty lớn, vì chúng làm quá tải các liên kết toàn cầu chậm với các gói quảng bá được sử dụng nhiều bởi một số giao thức trong ngăn xếp này (ví dụ: để thiết lập liên lạc giữa máy khách và máy chủ).

Tình huống này, cũng như thực tế là ngăn xếp IPX/SPX là tài sản của Novell và cần có giấy phép để triển khai nó, trong một thời gian dài đã hạn chế việc phân phối nó chỉ trong các mạng NetWare. Tuy nhiên, vào thời điểm NetWare 4.0 được phát hành, Novell đã thực hiện và tiếp tục thực hiện những thay đổi lớn đối với các giao thức của mình nhằm mục đích điều chỉnh chúng để hoạt động trong mạng công ty. Giờ đây, ngăn xếp IPX/SPX được triển khai không chỉ trong NetWare mà còn trong một số hệ điều hành mạng phổ biến khác - SCO UNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows NT.

Ngăn xếp NetBIOS/SMB

Microsoft và IBM đã cùng nhau phát triển các công cụ mạng cho máy tính cá nhân, vì vậy ngăn xếp giao thức NetBIOS/SMB là sản phẩm trí tuệ chung của họ. Các công cụ NetBIOS xuất hiện vào năm 1984 dưới dạng phần mở rộng mạng của các chức năng tiêu chuẩn của hệ thống đầu vào/đầu ra cơ bản (BIOS) của PC IBM dành cho chương trình mạng PC Network của IBM, ở cấp độ ứng dụng (Hình 1.6) đã sử dụng SMB ( Server Message Block) để triển khai các dịch vụ mạng.

Cơm. 1.6. Ngăn xếp NetBIOS/SMB

Giao thức NetBIOS hoạt động ở ba cấp độ của mô hình tương tác hệ thống mở: mạng, truyền tải và phiên. NetBIOS có thể cung cấp mức dịch vụ cao hơn giao thức IPX và SPX nhưng không có khả năng định tuyến. Do đó, NetBIOS không phải là một giao thức mạng theo đúng nghĩa của từ này. NetBIOS chứa nhiều chức năng mạng hữu ích có thể được quy cho các lớp mạng, lớp vận chuyển và phiên, nhưng nó không thể được sử dụng để định tuyến các gói vì giao thức trao đổi khung NetBIOS không đưa ra khái niệm như mạng. Điều này hạn chế việc sử dụng giao thức NetBIOS cho các mạng cục bộ không được chia mạng con. NetBIOS hỗ trợ cả datagram và truyền thông dựa trên kết nối.

Giao thức SMB, tương ứng với mức độ ứng dụng và đại diện của mô hình OSI, quy định sự tương tác của máy trạm với máy chủ. Các chức năng SMB bao gồm các hoạt động sau:

  • Quản lý phiên. Tạo và ngắt kênh logic giữa máy trạm và tài nguyên mạng của máy chủ tệp.
  • Truy cập file. Một máy trạm có thể liên hệ với máy chủ tệp với các yêu cầu tạo và xóa thư mục, tạo, mở và đóng tệp, đọc và ghi vào tệp, đổi tên và xóa tệp, tìm kiếm tệp, nhận và đặt thuộc tính tệp cũng như khóa bản ghi.
  • Dịch vụ in ấn. Máy trạm có thể xếp hàng các tệp để in trên máy chủ và lấy thông tin về hàng đợi in.
  • Dịch vụ nhắn tin. SMB hỗ trợ nhắn tin đơn giản với các chức năng sau: gửi tin nhắn đơn giản; gửi tin nhắn quảng bá; gửi bắt đầu khối tin nhắn; gửi văn bản chặn tin nhắn; gửi kết thúc khối tin nhắn; chuyển tiếp tên người dùng; hủy chuyến hàng; lấy tên máy.

Do có số lượng lớn các ứng dụng sử dụng các chức năng API do NetBIOS cung cấp nên nhiều hệ điều hành mạng triển khai các chức năng này như một giao diện cho các giao thức truyền tải của chúng. NetWare có một chương trình mô phỏng các chức năng NetBIOS dựa trên giao thức IPX và có các phần mềm mô phỏng NetBIOS cho Windows NT và ngăn xếp TCP/IP.

Tại sao chúng ta cần kiến ​​thức quý giá này? (biên tập)

Một đồng nghiệp đã từng hỏi tôi một câu hỏi khó. Chà, anh ấy nói, bạn biết mô hình OSI là gì... Và tại sao bạn cần nó, lợi ích thực tế của kiến ​​​​thức này là gì: trừ khi bạn khoe khoang trước những hình nộm? Điều đó không đúng, lợi ích của kiến ​​thức này là cách tiếp cận có hệ thống để giải quyết nhiều vấn đề thực tế. Ví dụ:

  • xử lý sự cố (
xử lý sự cố)

Một người dùng (chỉ là một người bạn) đến gặp bạn với tư cách là quản trị viên (một nhà mạng có kinh nghiệm) và nói - ở đây nó “không kết nối” với tôi. Không có mạng, anh ấy nói, và thế là xong. Bạn bắt đầu tìm ra nó. Vì vậy, dựa trên kinh nghiệm quan sát những người hàng xóm của mình, tôi nhận thấy rằng hành động của một người “không nhận thức được mô hình OSI trong lòng” được đặc trưng bởi hành vi hỗn loạn đặc trưng: hoặc anh ta giật mạnh một sợi dây, hoặc đột nhiên anh ta mày mò thứ gì đó. trong trình duyệt. Và điều này thường dẫn đến thực tế là, di chuyển không có phương hướng, một “chuyên gia” như vậy sẽ lôi kéo bất cứ thứ gì và bất cứ nơi đâu ngoại trừ khu vực có vấn đề, lãng phí rất nhiều thời gian của chính mình và của người khác. Khi nhận thức được sự tồn tại của các cấp độ tương tác, chuyển động sẽ nhất quán hơn. Và mặc dù điểm bắt đầu có thể khác nhau (trong mỗi cuốn sách tôi xem qua, các đề xuất hơi khác nhau), tiền đề logic chung của việc khắc phục sự cố là thế này - nếu ở cấp độ X, tương tác được thực hiện chính xác, thì hầu hết ở cấp độ X-1 có lẽ mọi chuyện cũng ổn thỏa. Ít nhất là đối với từng trường hợp cụ thể chốc lát thời gian. Khi khắc phục sự cố trong mạng IP, cá nhân tôi bắt đầu “đào” từ cấp thứ hai của ngăn xếp DOD, hay còn gọi là lớp OSI thứ ba, hay còn gọi là Giao thức Internet. Thứ nhất, vì dễ dàng nhất là thực hiện “kiểm tra bề ngoài bệnh nhân” (bệnh nhân có nhiều khả năng ping hơn là không), và thứ hai, nếu tạ ơn Chúa, nó kêu ping, bạn có thể bỏ qua các thao tác khó chịu khi kiểm tra cáp, card mạng và tháo gỡ, v.v. những điều thú vị;) Mặc dù trong những trường hợp đặc biệt nghiêm trọng, bạn vẫn sẽ phải bắt đầu từ cấp độ một và theo cách nghiêm túc nhất.

  • hiểu biết lẫn nhau với đồng nghiệp

Để minh họa điểm này, tôi sẽ cho bạn một ví dụ từ cuộc sống. Một ngày nọ, những người bạn của tôi từ một công ty nhỏ mời tôi đến thăm để tìm hiểu lý do tại sao mạng không hoạt động tốt và đưa ra một số khuyến nghị về vấn đề này. Tôi đến văn phòng. Và hóa ra họ thậm chí còn có một quản trị viên ở đó, theo truyền thống lâu đời là “lập trình viên” (và trên thực tế, anh ta chủ yếu làm việc với FoxPro;) - một chuyên gia CNTT cũ trước perestroika. Vâng, tôi hỏi anh ấy, bạn có loại mạng nào? Anh ấy: "Ý bạn là gì? Chà, chỉ là một mạng." Mạng, nói chung, giống như một mạng. Chà, tôi có một số câu hỏi hướng dẫn: giao thức nào được sử dụng ở cấp độ mạng? Anh ấy: “Đây là đâu?” Tôi làm rõ: “Chà, IP hoặc IPX hoặc bất cứ thứ gì bạn có…” “Ồ,” anh ấy nói, “có vẻ như vậy: IPX/thứ gì đó khác!” Nhân tiện, “có-cái gì đó khác,” như bạn có thể nhận thấy, nằm ở vị trí cao hơn một chút so với cấp độ mạng, nhưng đó không phải là vấn đề... Điều điển hình là anh ấy đã xây dựng mạng lưới này và thậm chí còn bảo trì nó rất kém . Không có gì đáng ngạc nhiên khi nó héo đi...;) Nếu tôi biết về OSI, tôi đã viết nguệch ngoạc một sơ đồ trong 5 phút - từ 10Base-2 đến các chương trình ứng dụng. Và bạn sẽ không phải bò xuống gầm bàn để kiểm tra dây đồng trục.

  • học công nghệ mới

Tôi đã đề cập đến khía cạnh quan trọng này trong lời nói đầu và tôi sẽ nhắc lại: khi nghiên cứu một giao thức mới, trước hết bạn nên hiểu a) nó thuộc về (các) ngăn xếp giao thức nào và b) nó thuộc về phần nào của ngăn xếp và nó tương tác với ai từ bên dưới và ai với anh ta ở trên... :) Và điều này sẽ mang lại cho bạn sự rõ ràng hoàn toàn trong đầu. Và có nhiều định dạng tin nhắn và API khác nhau - đó là vấn đề công nghệ :)


Mô hình mạng OSI(Mô hình tham chiếu cơ bản về kết nối các hệ thống mở - mô hình tham chiếu cơ bản về tương tác của các hệ thống mở, abbr. EMVOS; 1978) - mô hình mạng của ngăn xếp giao thức mạng OSI/ISO (GOST R ISO/IEC 7498-1-99).

Đặc điểm chung của mô hình OSI


Do sự phát triển kéo dài của các giao thức OSI, chồng giao thức chính hiện đang được sử dụng là TCP/IP, được phát triển trước khi áp dụng mô hình OSI và không có kết nối với nó.

Vào cuối những năm 70, một số lượng lớn các giao thức truyền thông độc quyền đã tồn tại trên thế giới, chẳng hạn như các giao thức phổ biến như DECnet, TCP/IP và SNA. Sự đa dạng của các công cụ liên mạng này đã làm nảy sinh vấn đề không tương thích giữa các thiết bị sử dụng các giao thức khác nhau. Một trong những cách để giải quyết vấn đề này vào thời điểm đó được coi là sự chuyển đổi chung sang một ngăn xếp giao thức duy nhất chung cho tất cả các hệ thống, được tạo ra có tính đến những thiếu sót của các ngăn xếp hiện có. Phương pháp học thuật này nhằm tạo ra một ngăn xếp mới bắt đầu bằng việc phát triển mô hình OSI và mất bảy năm (từ 1977 đến 1984). Mục đích của mô hình OSI là cung cấp một cách trình bày tổng quát về các công cụ truyền thông mạng. Nó được phát triển như một loại ngôn ngữ phổ quát dành cho các chuyên gia mạng, đó là lý do tại sao nó được gọi là mô hình tham chiếu. Trong mô hình OSI, các phương tiện giao tiếp được chia thành. bảy lớp: ứng dụng, trình bày, phiên, vận chuyển, mạng, liên kết và vật lý. Mỗi lớp xử lý một khía cạnh rất cụ thể về cách các thiết bị mạng tương tác.

Các ứng dụng có thể triển khai các giao thức truyền thông của riêng mình bằng cách sử dụng bộ công cụ hệ thống đa cấp cho các mục đích này. Vì mục đích này mà giao diện chương trình ứng dụng (API) được cung cấp cho các lập trình viên. Theo thiết kế lý tưởng của mô hình OSI, một ứng dụng chỉ có thể đưa ra các yêu cầu đến lớp trên cùng - lớp ứng dụng, tuy nhiên, trên thực tế, nhiều ngăn xếp giao thức truyền thông cho phép lập trình viên truy cập trực tiếp vào các dịch vụ hoặc dịch vụ nằm bên dưới các lớp. Ví dụ: một số DBMS có các công cụ tích hợp để truy cập tệp từ xa. Trong trường hợp này, ứng dụng không sử dụng dịch vụ tệp hệ thống khi truy cập tài nguyên từ xa; nó bỏ qua các lớp trên của mô hình OSI và xử lý trực tiếp các công cụ hệ thống chịu trách nhiệm vận chuyển tin nhắn qua mạng, được đặt ở các lớp dưới của mô hình OSI. Vì vậy, giả sử một ứng dụng trên Máy chủ A muốn liên lạc với một ứng dụng trên Máy chủ B. Để thực hiện điều này, Ứng dụng A đưa ra yêu cầu tới một lớp ứng dụng, chẳng hạn như dịch vụ tệp. Dựa trên yêu cầu này, phần mềm cấp ứng dụng sẽ tạo ra một thông báo ở định dạng chuẩn. Nhưng để đưa thông tin này đến đích, vẫn còn nhiều nhiệm vụ cần giải quyết, trách nhiệm này thuộc về các cấp thấp hơn. Sau khi thông báo được tạo, lớp ứng dụng sẽ chuyển tiếp nó xuống lớp trình bày. Giao thức lớp trình bày, dựa trên thông tin nhận được từ tiêu đề thông báo của lớp ứng dụng, thực hiện các hành động được yêu cầu và thêm thông tin dịch vụ của riêng nó vào thông báo - tiêu đề của lớp trình bày, chứa các hướng dẫn cho giao thức lớp trình bày của máy đích. Thông báo kết quả được chuyển xuống lớp phiên, sau đó lớp phiên này sẽ thêm tiêu đề của nó, v.v. (Một số triển khai giao thức đặt thông tin dịch vụ không chỉ ở đầu thông báo dưới dạng tiêu đề mà còn ở cuối trong hình thức của cái gọi là đoạn giới thiệu.) Cuối cùng, tin nhắn đạt đến cấp độ vật lý thấp hơn, trên thực tế, truyền nó dọc theo đường liên lạc đến máy nhận. Tại thời điểm này, tin nhắn đã “phát triển quá mức” với các tiêu đề ở mọi cấp độ.

Lớp vật lý đặt thông báo trên giao diện đầu ra vật lý của máy tính 1 và nó bắt đầu “cuộc hành trình” qua mạng (cho đến thời điểm này, thông báo đã được truyền từ lớp này sang lớp khác trong máy tính 1). Khi một tin nhắn qua mạng đến giao diện đầu vào của máy tính 2, nó sẽ được lớp vật lý của nó nhận và tuần tự di chuyển lên từ lớp này sang lớp khác. Mỗi cấp độ sẽ phân tích và xử lý tiêu đề ở cấp độ của nó, thực hiện các chức năng thích hợp, sau đó loại bỏ tiêu đề này và chuyển thông báo lên cấp cao hơn. Như có thể thấy từ mô tả, các thực thể giao thức cùng cấp không giao tiếp trực tiếp với nhau; các trung gian luôn tham gia vào quá trình giao tiếp này - các công cụ giao thức ở cấp thấp hơn. Và chỉ có cấp độ vật lý của các nút khác nhau mới tương tác trực tiếp.

Các lớp mô hình OSI

mô hình OSI
Lớp ) Chức năng Ví dụ
Chủ nhà
lớp
7. Ứng dụng Truy cập vào các dịch vụ mạng HTTP, FTP, SMTP
6. Trình bày Biểu diễn và mã hóa dữ liệu ASCII, EBCDIC, JPEG
5. Phiên Quản lý phiên RPC, PAP
4. Vận chuyển Phân đoạn/
Datagram
Giao tiếp trực tiếp giữa các điểm cuối và độ tin cậy TCP, UDP, SCTP

lớp
3. Mạng Gói Xác định tuyến đường và địa chỉ logic IPv4, IPv6, IPsec, AppleTalk
2. Kênh (liên kết dữ liệu) Chút ít/
Khung
Địa chỉ vật lý PPP, IEEE 802.2, Ethernet, DSL, L2TP, ARP
1. Thể chất Chút ít Làm việc với phương tiện truyền dẫn, tín hiệu và dữ liệu nhị phân USB, cáp xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang

Trong tài liệu, thông thường nhất là bắt đầu mô tả các lớp của mô hình OSI với lớp 7, được gọi là lớp ứng dụng, tại đó các ứng dụng người dùng truy cập mạng. Mô hình OSI kết thúc với lớp thứ nhất - vật lý, xác định các tiêu chuẩn mà các nhà sản xuất độc lập yêu cầu đối với phương tiện truyền dữ liệu:

  • loại phương tiện truyền dẫn (cáp đồng, cáp quang, vô tuyến, v.v.),
  • kiểu điều chế tín hiệu,
  • mức tín hiệu của các trạng thái logic rời rạc (không và một).

Bất kỳ giao thức nào của mô hình OSI đều phải tương tác với các giao thức ở lớp của nó hoặc với các giao thức cao hơn và/hoặc thấp hơn một đơn vị so với lớp của nó. Tương tác với các giao thức ở một cấp độ được gọi là ngang và với các cấp độ cao hơn hoặc thấp hơn - dọc. Bất kỳ giao thức nào của mô hình OSI chỉ có thể thực hiện các chức năng của lớp của nó và không thể thực hiện các chức năng của lớp khác, điều này không được thực hiện trong các giao thức của các mô hình thay thế.

Mỗi cấp độ, với một mức độ quy ước nào đó, tương ứng với toán hạng riêng của nó - một phần tử dữ liệu không thể phân chia về mặt logic, ở một cấp độ riêng biệt có thể được vận hành trong khuôn khổ của mô hình và các giao thức được sử dụng: ở cấp độ vật lý, đơn vị nhỏ nhất là một bit, ở cấp độ liên kết, thông tin được kết hợp thành các khung, ở cấp độ mạng - thành các gói ( datagram), khi truyền tải - thành các phân đoạn. Bất kỳ phần dữ liệu nào được kết hợp một cách hợp lý để truyền - khung, gói, datagram - đều được coi là một tin nhắn. Nói chung, các thông báo là toán hạng của các cấp độ phiên, đại diện và ứng dụng.

Các công nghệ mạng cơ bản bao gồm các lớp liên kết vật lý và dữ liệu.

Lớp ứng dụng


Lớp ứng dụng (application layer) - cấp cao nhất của mô hình, đảm bảo sự tương tác của ứng dụng người dùng với mạng:

  • Cho phép ứng dụng sử dụng dịch vụ mạng:
    • truy cập từ xa vào các tập tin và cơ sở dữ liệu,
    • chuyển tiếp email;
  • chịu trách nhiệm truyền tải thông tin dịch vụ;
  • cung cấp cho ứng dụng thông tin lỗi;
  • tạo các truy vấn đến lớp trình bày.

Các giao thức cấp ứng dụng: RDP, HTTP, SMTP, SNMP, POP3, FTP, XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET và các giao thức khác.

Lớp trình bày


Lớp trình bày cung cấp chuyển đổi giao thức và mã hóa/giải mã dữ liệu. Các yêu cầu ứng dụng nhận được từ lớp ứng dụng sẽ được chuyển đổi thành định dạng để truyền qua mạng ở lớp trình bày và dữ liệu nhận được từ mạng sẽ được chuyển đổi thành định dạng ứng dụng. Lớp này có thể thực hiện nén/giải nén hoặc mã hóa/giải mã, cũng như chuyển hướng các yêu cầu đến tài nguyên mạng khác nếu chúng không thể được xử lý cục bộ.

Lớp trình bày thường là một giao thức trung gian để chuyển đổi thông tin từ các lớp lân cận. Điều này cho phép giao tiếp giữa các ứng dụng trên các hệ thống máy tính khác nhau một cách minh bạch đối với các ứng dụng. Lớp trình bày cung cấp định dạng và chuyển đổi mã. Định dạng mã được sử dụng để đảm bảo rằng ứng dụng nhận được thông tin cần xử lý phù hợp với nó. Nếu cần, lớp này có thể thực hiện dịch từ định dạng dữ liệu này sang định dạng dữ liệu khác.

Lớp trình bày không chỉ xử lý các định dạng và cách trình bày dữ liệu mà còn xử lý các cấu trúc dữ liệu được các chương trình sử dụng. Do đó, lớp 6 cung cấp khả năng tổ chức dữ liệu khi nó được gửi.

Để hiểu cách thức hoạt động của nó, hãy tưởng tượng rằng có hai hệ thống. Một công ty sử dụng EBCDIC, chẳng hạn như máy tính lớn của IBM, để biểu diễn dữ liệu và công ty kia sử dụng ASCII (hầu hết các nhà sản xuất máy tính khác đều sử dụng nó). Nếu hai hệ thống này cần trao đổi thông tin thì cần có lớp trình bày sẽ thực hiện chuyển đổi và dịch giữa hai định dạng khác nhau.

Một chức năng khác được thực hiện ở lớp trình bày là mã hóa dữ liệu, được sử dụng trong trường hợp cần thiết để bảo vệ thông tin được truyền khỏi sự truy cập của người nhận trái phép. Để hoàn thành nhiệm vụ này, các quy trình và mã trong lớp trình bày phải thực hiện chuyển đổi dữ liệu. Có những quy trình khác ở cấp độ này giúp nén văn bản và chuyển đổi đồ họa thành dòng bit để chúng có thể được truyền qua mạng.

Các tiêu chuẩn của lớp trình bày cũng xác định cách thể hiện hình ảnh đồ họa. Vì những mục đích này, định dạng PICT có thể được sử dụng - một định dạng hình ảnh được sử dụng để truyền đồ họa QuickDraw giữa các chương trình.

Một định dạng biểu diễn khác là định dạng tệp hình ảnh TIFF được gắn thẻ, thường được sử dụng cho các hình ảnh raster có độ phân giải cao. Tiêu chuẩn lớp trình bày tiếp theo có thể được sử dụng cho hình ảnh đồ họa được phát triển bởi Nhóm chuyên gia chụp ảnh chung; trong sử dụng hàng ngày, tiêu chuẩn này được gọi đơn giản là JPEG.

Có một nhóm tiêu chuẩn cấp độ trình bày khác xác định cách trình bày các đoạn âm thanh và phim. Điều này bao gồm Giao diện kỹ thuật số nhạc cụ (MIDI) để thể hiện âm nhạc kỹ thuật số, tiêu chuẩn MPEG của Nhóm chuyên gia hình ảnh chuyển động, được sử dụng để nén và mã hóa video CD-ROM, lưu trữ chúng ở dạng số hóa và truyền ở tốc độ bit lên tới 1,5 Mbps và QuickTime là tiêu chuẩn mô tả các thành phần âm thanh và video cho các chương trình chạy trên máy tính Macintosh và PowerPC.

Các giao thức lớp trình bày: AFP - Giao thức lưu trữ của Apple, ICA - Kiến trúc điện toán độc lập, LPP - Giao thức trình bày nhẹ, NCP - Giao thức lõi NetWare, NDR - Trình bày dữ liệu mạng, XDR - Trình bày dữ liệu bên ngoài, X.25 PAD - Giao thức trình biên dịch/trình phân tách gói .

Lớp phiên


Lớp phiên của mô hình đảm bảo duy trì phiên giao tiếp, cho phép các ứng dụng tương tác với nhau trong thời gian dài. Lớp này quản lý việc tạo/chấm dứt phiên, trao đổi thông tin, đồng bộ hóa tác vụ, xác định tính đủ điều kiện truyền dữ liệu và duy trì phiên trong thời gian ứng dụng không hoạt động.

Các giao thức lớp phiên: ADSP (Giao thức luồng dữ liệu AppleTalk), ASP (Giao thức phiên AppleTalk), H.245 (Giao thức điều khiển cuộc gọi cho giao tiếp đa phương tiện), ISO-SP (Giao thức lớp phiên OSI (X.225, ISO 8327)), iSNS (Dịch vụ tên lưu trữ Internet), L2F (Giao thức chuyển tiếp lớp 2), L2TP (Giao thức đường hầm lớp 2), NetBIOS (Hệ thống đầu ra đầu vào cơ bản mạng), PAP (Giao thức xác thực mật khẩu), PPTP (Giao thức đường hầm điểm-điểm), RPC (Giao thức cuộc gọi thủ tục từ xa), RTCP (Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực), SMPP (Giao thức ngang hàng tin nhắn ngắn), SCP (Giao thức điều khiển phiên), ZIP (Giao thức thông tin vùng), SDP (Giao thức trực tiếp ổ cắm]) .

Lớp vận chuyển


Lớp vận chuyển của mô hình được thiết kế để đảm bảo truyền dữ liệu đáng tin cậy từ người gửi đến người nhận. Tuy nhiên, mức độ tin cậy có thể rất khác nhau. Có nhiều loại giao thức lớp vận chuyển, từ các giao thức chỉ cung cấp các chức năng vận chuyển cơ bản (ví dụ: chức năng truyền dữ liệu không có xác nhận), đến các giao thức đảm bảo rằng nhiều gói dữ liệu được phân phối đến đích theo trình tự thích hợp, ghép nhiều dữ liệu. luồng, cung cấp cơ chế kiểm soát luồng dữ liệu và đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu nhận được. Ví dụ: UDP bị giới hạn trong việc giám sát tính toàn vẹn của dữ liệu trong một gói dữ liệu và không loại trừ khả năng mất toàn bộ gói hoặc sao chép gói hoặc làm gián đoạn thứ tự nhận gói dữ liệu; TCP cung cấp khả năng truyền dữ liệu liên tục đáng tin cậy, loại bỏ việc mất dữ liệu hoặc gián đoạn thứ tự đến hoặc sao chép của nó; nó có thể phân phối lại dữ liệu, chia các phần lớn dữ liệu thành các đoạn và ngược lại, hợp nhất các đoạn thành một gói.

Các giao thức lớp vận chuyển: ATP (Giao thức giao dịch AppleTalk), CUDP (UDP tuần hoàn), DCCP (Giao thức kiểm soát tắc nghẽn gói dữ liệu), FCP (Kênh sợi quang|Giao thức kênh sợi quang), IL (Giao thức IL), NBF (Giao thức khung NetBIOS), NCP ( NetWare Core Protocol), SCTP (Giao thức truyền điều khiển luồng), SPX (Trao đổi gói tuần tự), SST (Truyền tải luồng có cấu trúc), TCP (Giao thức điều khiển truyền), UDP (Giao thức gói dữ liệu người dùng).

Lớp mạng


Lớp mạng (lang-en|lớp mạng) của mô hình được thiết kế để xác định đường truyền dữ liệu. Chịu trách nhiệm dịch các địa chỉ và tên logic thành địa chỉ vật lý, xác định các tuyến đường ngắn nhất, chuyển đổi và định tuyến, giám sát các vấn đề và tắc nghẽn trong mạng.

Các giao thức lớp mạng định tuyến dữ liệu từ nguồn tới đích. Các thiết bị (bộ định tuyến) hoạt động ở cấp độ này thường được gọi là thiết bị cấp ba (dựa trên số cấp độ trong mô hình OSI).

Các giao thức lớp mạng: IP/IPv4/IPv6 (Giao thức Internet), IPX (Trao đổi gói Internetwork), X.25 (được triển khai một phần ở lớp 2), CLNP (giao thức mạng không kết nối), IPsec (Bảo mật giao thức Internet). Các giao thức định tuyến - RIP (Giao thức thông tin định tuyến), OSPF (Mở đường dẫn ngắn nhất trước).

Lớp liên kết dữ liệu


Lớp liên kết dữ liệu được thiết kế để đảm bảo sự tương tác của các mạng ở cấp độ vật lý và kiểm soát các lỗi có thể xảy ra. Nó đóng gói dữ liệu nhận được từ lớp vật lý, được trình bày dưới dạng bit, thành khung, kiểm tra tính toàn vẹn của chúng và nếu cần, sửa lỗi (tạo yêu cầu lặp lại cho khung bị hỏng) và gửi chúng đến lớp mạng. Lớp liên kết dữ liệu có thể giao tiếp với một hoặc nhiều lớp vật lý, giám sát và quản lý sự tương tác này.

Đặc tả IEEE 802 chia lớp này thành hai lớp con: MAC (Kiểm soát truy cập phương tiện) điều chỉnh quyền truy cập vào phương tiện vật lý dùng chung, LLC (điều khiển liên kết logic) cung cấp dịch vụ lớp mạng.

Công tắc, cầu nối và các thiết bị khác hoạt động ở cấp độ này. Các thiết bị này được cho là sử dụng địa chỉ Lớp 2 (dựa trên số lớp trong mô hình OSI).

Các giao thức lớp liên kết: ARCnet, ATM (Chế độ truyền không đồng bộ), Mạng khu vực điều khiển (CAN), Econet, IEEE 802.3 (Ethernet), Chuyển mạch bảo vệ tự động Ethernet (EAPS), Giao diện dữ liệu phân tán sợi (FDDI), Frame Relay, Cấp cao Kiểm soát liên kết dữ liệu (HDLC), IEEE 802.2 (cung cấp các chức năng LLC cho các lớp MAC IEEE 802), Quy trình truy cập liên kết, kênh D (LAPD), mạng LAN không dây IEEE 802.11, LocalTalk, Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS), Giao thức điểm-điểm (PPP), Giao thức điểm-điểm qua Ethernet (PPPoE), StarLan, Vòng mã thông báo, Phát hiện liên kết một chiều (UDLD), x.25]], ARP.

Trong lập trình, cấp độ này đại diện cho trình điều khiển card mạng; trong hệ điều hành có giao diện phần mềm để tương tác giữa các lớp kênh và mạng với nhau. Đây không phải là một cấp độ mới mà chỉ đơn giản là việc triển khai mô hình cho một hệ điều hành cụ thể. Ví dụ về các giao diện như vậy: ODI, NDIS, UDI.

Lớp vật lý


Lớp vật lý - cấp độ thấp nhất của mô hình, xác định phương thức truyền dữ liệu, được trình bày dưới dạng nhị phân, từ thiết bị này (máy tính) sang thiết bị khác. Nhiều tổ chức khác nhau tham gia biên soạn các phương pháp như vậy, bao gồm: Viện Kỹ sư Điện và Điện tử, Liên minh Công nghiệp Điện tử, Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu và các tổ chức khác. Chúng truyền tín hiệu điện hoặc quang vào một đài phát thanh cáp hoặc vô tuyến và theo đó, nhận và chuyển đổi chúng thành các bit dữ liệu theo phương pháp mã hóa tín hiệu số.

Hub]], bộ lặp tín hiệu và bộ chuyển đổi phương tiện cũng hoạt động ở cấp độ này.

Các chức năng của lớp vật lý được triển khai trên tất cả các thiết bị được kết nối với mạng. Về phía máy tính, các chức năng của lớp vật lý được thực hiện bởi bộ điều hợp mạng hoặc cổng nối tiếp. Lớp vật lý đề cập đến các giao diện vật lý, điện và cơ khí giữa hai hệ thống. Lớp vật lý xác định các loại phương tiện truyền dữ liệu như cáp quang, cặp xoắn, cáp đồng trục, liên kết dữ liệu vệ tinh, v.v. Các loại giao diện mạng tiêu chuẩn liên quan đến lớp vật lý là:)