Thực đơn
trang chủSự cố

Các cấp độ điều khiển và giao thức của mô hình osi. Mô hình tham chiếu OSI

Sự phát triển của nó không liên quan đến mô hình OSI.

Các lớp mô hình OSI

Mô hình bao gồm 7 cấp độ nằm chồng lên nhau. Các lớp tương tác với nhau (theo chiều dọc) thông qua các giao diện và có thể tương tác với lớp song song của hệ thống khác (theo chiều ngang) bằng các giao thức. Mỗi cấp độ chỉ có thể tương tác với các cấp độ lân cận và thực hiện các chức năng chỉ được giao cho nó. Thông tin chi tiết có thể được nhìn thấy trong hình.

mô hình OSI
Loại dữ liệu Mức độ Chức năng
Dữ liệu 7. Lớp ứng dụng Truy cập vào các dịch vụ mạng
6. Lớp trình bày Biểu diễn và mã hóa dữ liệu
5. Lớp phiên Quản lý phiên
Phân đoạn 4. Vận chuyển Giao tiếp trực tiếp giữa các điểm cuối và độ tin cậy
Gói 3. Mạng Xác định tuyến đường và địa chỉ logic
Nhân viên 2. Kênh Địa chỉ vật lý
Chút ít 1. Lớp vật lý Làm việc với phương tiện truyền dẫn, tín hiệu và dữ liệu nhị phân

Cấp độ ứng dụng (Application) Lớp ứng dụng)

Cấp cao nhất của mô hình đảm bảo sự tương tác của ứng dụng người dùng với mạng. Lớp này cho phép các ứng dụng sử dụng các dịch vụ mạng, chẳng hạn như truy cập từ xa vào các tệp và cơ sở dữ liệu cũng như chuyển tiếp email. Nó cũng chịu trách nhiệm truyền tải thông tin dịch vụ, cung cấp cho ứng dụng thông tin về lỗi và tạo ra các yêu cầu tới mức độ trình bày. Ví dụ: HTTP, POP3, SMTP, FTP, XMPP, OSCAR, BitTorrent, MODBUS, SIP

Điều hành (Cấp độ thuyết trình) Lớp trình bày)

Lớp này chịu trách nhiệm chuyển đổi giao thức và mã hóa/giải mã dữ liệu. Nó chuyển đổi các yêu cầu ứng dụng nhận được từ lớp ứng dụng thành định dạng để truyền qua mạng và chuyển đổi dữ liệu nhận được từ mạng thành định dạng mà ứng dụng có thể hiểu được. Lớp này có thể thực hiện nén/giải nén hoặc mã hóa/giải mã dữ liệu cũng như chuyển hướng các yêu cầu đến tài nguyên mạng khác nếu chúng không thể được xử lý cục bộ.

Lớp 6 (bản trình bày) của mô hình tham chiếu OSI thường là 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 bị người nhận trái phép nhận. 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, có thể sử dụng định dạng PICT, một định dạng hình ảnh được sử dụng để truyền đồ họa QuickDraw giữa các chương trình Macintosh và PowerPC. 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 MIDI (Giao diện kỹ thuật số nhạc cụ) để thể hiện âm nhạc kỹ thuật số, được phát triển bởi tiêu chuẩn MPEG của Nhóm chuyên gia hình ảnh chuyển động, được sử dụng để nén và mã hóa các video clip trên đĩa CD, lưu trữ chúng ở dạng số hóa và truyền ở tốc độ lên tới 1,5 Mbits /s 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.

Cấp độ phiên Lớp phiên)

Cấp độ 5 của mô hình chịu trách nhiệm 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. Đồng bộ hóa truyền được đảm bảo bằng cách đặt các điểm kiểm tra trong luồng dữ liệu, từ đó quá trình sẽ được tiếp tục nếu tương tác bị gián đoạn.

Lớp vận chuyển Lớp vận chuyển)

Cấp độ thứ 4 của mô hình được thiết kế để cung cấp dữ liệu không có lỗi, mất mát và trùng lặp theo trình tự chúng được truyền đi. Không quan trọng dữ liệu nào được truyền đi, từ đâu và ở đâu, tức là nó tự cung cấp cơ chế truyền dẫn. Nó chia các khối dữ liệu thành các đoạn, kích thước của nó phụ thuộc vào giao thức, kết hợp các khối ngắn thành một và chia các khối dài. Ví dụ: TCP, UDP.

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.

Một số giao thức lớp mạng, được gọi là giao thức không kết nối, không đảm bảo rằng dữ liệu được gửi đến đích theo thứ tự được thiết bị nguồn gửi. Một số lớp vận chuyển giải quyết vấn đề này bằng cách thu thập dữ liệu theo đúng trình tự trước khi chuyển nó sang lớp phiên. Ghép kênh dữ liệu có nghĩa là lớp vận chuyển có khả năng xử lý đồng thời nhiều luồng dữ liệu (các luồng có thể đến từ các ứng dụng khác nhau) giữa hai hệ thống. Cơ chế kiểm soát luồng là cơ chế cho phép bạn điều chỉnh lượng dữ liệu được truyền từ hệ thống này sang hệ thống khác. Các giao thức của lớp vận chuyển thường có chức năng kiểm soát việc phân phối dữ liệu, buộc hệ thống nhận phải gửi xác nhận cho bên gửi rằng dữ liệu đã được nhận.

Hoạt động của các giao thức thiết lập kết nối có thể được mô tả bằng ví dụ về hoạt động của điện thoại thông thường. Các giao thức của lớp này bắt đầu truyền dữ liệu bằng cách gọi hoặc thiết lập tuyến đường cho các gói đi từ nguồn đến đích. Sau đó, quá trình truyền dữ liệu nối tiếp bắt đầu và kết nối sẽ chấm dứt sau khi quá trình truyền hoàn tất.

Các giao thức không kết nối gửi dữ liệu chứa thông tin địa chỉ đầy đủ trong mỗi gói, hoạt động tương tự như hệ thống thư. Mỗi lá thư hoặc gói hàng đều chứa địa chỉ của người gửi và người nhận. Tiếp theo, mỗi bưu điện trung gian hoặc thiết bị mạng sẽ đọc thông tin địa chỉ và đưa ra quyết định định tuyến dữ liệu. Một bức thư hoặc gói dữ liệu được truyền từ thiết bị trung gian này sang thiết bị trung gian khác cho đến khi nó được chuyển đến người nhận. Các giao thức không kết nối không đảm bảo rằng thông tin sẽ đến tay người nhận theo đúng thứ tự được gửi. Các giao thức vận chuyển có nhiệm vụ cài đặt dữ liệu theo thứ tự thích hợp khi sử dụng các giao thức mạng không kết nối.

Lớp mạng Lớp mạng)

Lớp 3 của mô hình mạng OSI 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. Một thiết bị mạng như bộ định tuyến hoạt động ở cấp độ này.

Các giao thức lớp mạng định tuyến dữ liệu từ nguồn đến đích.

Lớp liên kết dữ liệu Lớp liên kết dữ liệu)

Lớp này được thiết kế để đảm bảo sự tương tác của các mạng ở lớp vật lý và kiểm soát các lỗi có thể xảy ra. Nó đóng gói dữ liệu nhận được từ lớp vật lý vào các khung, kiểm tra tính toàn vẹn, sửa lỗi nếu cần thiết (gửi yêu cầu lặp lại cho khung bị hỏng) và gửi nó 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 2 lớp con - MAC (Kiểm soát truy cập phương tiện) điều chỉnh quyền truy cập vào phương tiện vật lý dùng chung, LLC (Kiểm soát liên kết logic) cung cấp dịch vụ lớp mạng.

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 cấp độ mới mà chỉ đơn giản là triển khai mô hình cho một hệ điều hành cụ thể. . Ví dụ về các giao diện như vậy: ODI, NDIS

Trình độ thể chất Lớp vật lý)

Mức thấp nhất của mô hình nhằm truyền trực tiếp luồng dữ liệu. Truyền tín hiệu điện hoặc quang vào chương trình phát sóng cáp hoặc đài phát thanh và theo đó, nhận chúng và chuyển đổi chúng thành các bit dữ liệu theo phương pháp mã hóa tín hiệu số. Nói cách khác, nó cung cấp giao diện giữa phương tiện mạng và thiết bị mạng.

Giao thức: IRDA, USB, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, Ethernet (bao gồm 10BASE-T, 10BASE2,

Lỗ hổng chính của OSI là lớp vận chuyển chưa được hình thành. Trên đó OSI cho phép trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng (giới thiệu khái niệm Hải cảng- mã định danh ứng dụng), tuy nhiên, khả năng trao đổi các gói dữ liệu đơn giản (loại UDP) không được cung cấp trong OSI - lớp vận chuyển phải hình thành các kết nối, đảm bảo phân phối, kiểm soát luồng, v.v. (loại TCP). Các giao thức thực sự thực hiện khả năng này.

Họ TCP/IP

Họ TCP/IP có ba giao thức truyền tải: TCP, hoàn toàn tuân thủ OSI, cung cấp xác minh việc nhận dữ liệu, UDP, chỉ tương ứng với lớp truyền tải khi có cổng, cho phép trao đổi datagram giữa các ứng dụng , nhưng không đảm bảo việc nhận dữ liệu và SCTP, được thiết kế để khắc phục một số thiếu sót của TCP và trong đó đã bổ sung một số cải tiến. (Có khoảng hai trăm giao thức khác trong họ TCP/IP, trong đó nổi tiếng nhất là giao thức dịch vụ ICMP, được sử dụng cho nhu cầu vận hành nội bộ; phần còn lại cũng không phải là giao thức truyền tải.)

Dòng IPX/SPX

Trong họ IPX/SPX, các cổng (được gọi là "ổ cắm" hoặc "ổ cắm") xuất hiện trong giao thức lớp mạng IPX, cho phép trao đổi các gói dữ liệu giữa các ứng dụng (hệ điều hành dành riêng một số ổ cắm cho chính nó). Ngược lại, giao thức SPX bổ sung cho IPX tất cả các khả năng khác của lớp vận chuyển tuân thủ đầy đủ OSI.

Là địa chỉ máy chủ, IPX sử dụng mã định danh được hình thành từ số mạng bốn byte (được gán bởi bộ định tuyến) và địa chỉ MAC của bộ điều hợp mạng.

mô hình DOD

Ngăn xếp giao thức TCP/IP sử dụng mô hình OSI bốn lớp đơn giản hóa.

Đánh địa chỉ trong IPv6

Địa chỉ đích và nguồn trong IPv6 dài 128 bit hoặc 16 byte. Phiên bản 6 khái quát các loại địa chỉ đặc biệt của phiên bản 4 thành các loại địa chỉ sau:

  • Unicast – địa chỉ cá nhân. Xác định một nút duy nhất - cổng máy tính hoặc bộ định tuyến. Gói tin phải được chuyển đến nút dọc theo tuyến đường ngắn nhất.
  • Cụm – địa chỉ cụm. Đề cập đến một nhóm các nút chia sẻ tiền tố địa chỉ chung (ví dụ: được gắn vào cùng một mạng vật lý). Gói phải được định tuyến đến một nhóm nút dọc theo đường dẫn ngắn nhất và sau đó chỉ được gửi đến một trong các thành viên của nhóm (ví dụ: nút gần nhất).
  • Multicast – địa chỉ của một tập hợp các nút, có thể trong các mạng vật lý khác nhau. Các bản sao của gói phải được gửi đến từng nút quay số bằng cách sử dụng khả năng phân phối phát đa hướng hoặc phát quảng bá phần cứng, nếu có thể.

Giống như IPv4, địa chỉ IPv6 được chia thành các lớp dựa trên giá trị của các bit quan trọng nhất của địa chỉ.

Hầu hết các lớp được dành riêng để sử dụng trong tương lai. Thú vị nhất khi sử dụng thực tế là lớp dành cho các nhà cung cấp dịch vụ Internet, được gọi là Unicast do nhà cung cấp chỉ định.

Địa chỉ của lớp này có cấu trúc như sau:

Mỗi nhà cung cấp dịch vụ Internet được chỉ định một mã định danh duy nhất xác định tất cả các mạng mà nó hỗ trợ. Tiếp theo, nhà cung cấp chỉ định số nhận dạng duy nhất cho người đăng ký của mình và sử dụng cả hai số nhận dạng khi chỉ định một khối địa chỉ thuê bao. Người đăng ký tự gán số nhận dạng duy nhất cho mạng con và nút của các mạng này.

Người đăng ký có thể sử dụng kỹ thuật mạng con IPv4 để chia nhỏ trường ID mạng con thành các trường nhỏ hơn.

Sơ đồ được mô tả đưa sơ đồ địa chỉ IPv6 đến gần hơn với các sơ đồ được sử dụng trong các mạng lãnh thổ, chẳng hạn như mạng điện thoại hoặc mạng X.25. Hệ thống phân cấp của các trường địa chỉ sẽ cho phép các bộ định tuyến đường trục chỉ hoạt động với các phần cao hơn của địa chỉ, để lại việc xử lý các trường ít quan trọng hơn cho các bộ định tuyến thuê bao.

Ít nhất 6 byte phải được phân bổ cho trường mã định danh máy chủ để có thể sử dụng địa chỉ MAC của mạng cục bộ trực tiếp trong địa chỉ IP.

Để đảm bảo khả năng tương thích với sơ đồ địa chỉ IPv4, IPv6 có một lớp địa chỉ có 0000 0000 ở các bit quan trọng nhất của địa chỉ. 4 byte thấp hơn của địa chỉ của lớp này phải chứa địa chỉ IPv4. Bộ định tuyến hỗ trợ cả hai phiên bản địa chỉ phải cung cấp bản dịch khi truyền gói từ mạng hỗ trợ địa chỉ IPv4 sang mạng hỗ trợ địa chỉ IPv6 và ngược lại.

Sự chỉ trích

Mô hình OSI bảy lớp đã bị một số chuyên gia chỉ trích. Đặc biệt, trong cuốn sách kinh điển “UNIX. Hướng dẫn dành cho quản trị viên hệ thống" Evi Nemeth và những người khác viết:

… Trong khi các ủy ban ISO đang tranh luận về các tiêu chuẩn của họ, thì đằng sau họ, toàn bộ khái niệm về mạng đang thay đổi và giao thức TCP/IP đang được triển khai trên toàn thế giới. ...
…
Và vì vậy, khi các giao thức ISO cuối cùng được triển khai, một số vấn đề đã xuất hiện:
Các giao thức này dựa trên các khái niệm vô nghĩa trong các mạng hiện đại.
Thông số kỹ thuật của họ trong một số trường hợp không đầy đủ.
Về chức năng, chúng kém hơn các giao thức khác.
Sự hiện diện của nhiều lớp làm cho các giao thức này chậm và khó thực hiện.
…
... Giờ đây, ngay cả những người ủng hộ nhiệt tình nhất các giao thức này cũng thừa nhận rằng OSI đang dần trở thành chú thích cuối trang trong các trang lịch sử máy tính.

Chắc chắn là tốt hơn nên bắt đầu với lý thuyết, sau đó dần dần chuyển sang thực hành. Do đó, trước tiên chúng ta sẽ xem xét mô hình mạng (mô hình lý thuyết), sau đó chúng ta sẽ vén bức màn về cách mô hình mạng lý thuyết phù hợp với cơ sở hạ tầng mạng (thiết bị mạng, máy tính người dùng, cáp, sóng vô tuyến, v.v.).

Vì thế, mô hình mạng là mô hình tương tác giữa các giao thức mạng. Và các giao thức lần lượt là các tiêu chuẩn xác định cách các chương trình khác nhau sẽ trao đổi dữ liệu.

Hãy để tôi giải thích bằng một ví dụ: khi mở bất kỳ trang nào trên Internet, máy chủ (nơi đặt trang đang được mở) sẽ gửi dữ liệu (tài liệu siêu văn bản) đến trình duyệt của bạn thông qua giao thức HTTP. Nhờ giao thức HTTP, trình duyệt của bạn, nhận dữ liệu từ máy chủ, biết cách xử lý dữ liệu đó và xử lý thành công, hiển thị cho bạn trang được yêu cầu.

Nếu bạn chưa biết một trang trên Internet là gì thì tôi sẽ giải thích ngắn gọn: mọi văn bản trên trang web đều được đính kèm trong các thẻ đặc biệt cho trình duyệt biết kích thước văn bản sẽ sử dụng, màu sắc, vị trí trên đó trang (trái, phải hoặc ở giữa). Điều này không chỉ áp dụng cho văn bản mà còn cho hình ảnh, biểu mẫu, thành phần hoạt động và nói chung là tất cả nội dung, tức là. những gì trên trang. Trình duyệt, phát hiện các thẻ, hoạt động theo hướng dẫn của chúng và hiển thị cho bạn dữ liệu đã xử lý được đính kèm trong các thẻ này. Bản thân bạn có thể xem các thẻ của trang này (và văn bản này giữa các thẻ), để thực hiện việc này, hãy chuyển đến menu trình duyệt của bạn và chọn - xem mã nguồn.

Đừng quá phân tâm, “Mô hình mạng” là một chủ đề cần thiết cho những ai muốn trở thành chuyên gia. Bài viết này gồm 3 phần và đối với các bạn, tôi đã cố gắng viết nó không nhàm chán, rõ ràng và ngắn gọn. Để biết chi tiết hoặc để làm rõ thêm, hãy viết bình luận ở cuối trang và tôi chắc chắn sẽ giúp bạn.

Chúng tôi, cũng như trong Học viện Mạng Cisco, sẽ xem xét hai mô hình mạng: mô hình OSI và mô hình TCP/IP (đôi khi được gọi là DOD), đồng thời so sánh chúng.

OSI là viết tắt của Kết nối hệ thống mở. Trong tiếng Nga nó nghe như thế này: Mô hình mạng tương tác của các hệ thống mở (mô hình tham khảo). Mô hình này có thể được gọi một cách an toàn là một tiêu chuẩn. Đây là mô hình được các nhà sản xuất thiết bị mạng áp dụng khi phát triển sản phẩm mới.

Mô hình mạng OSI bao gồm 7 lớp và thông thường bắt đầu đếm từ dưới lên.

Hãy liệt kê chúng:

  • 7. Lớp ứng dụng
  • 6. Lớp trình bày
  • 5. Lớp phiên
  • 4. Lớp vận chuyển
  • 3. Lớp mạng
  • 2. Lớp liên kết dữ liệu
  • 1. Lớp vật lý

Như đã đề cập ở trên, mô hình mạng là mô hình tương tác giữa các giao thức (tiêu chuẩn) mạng và ở mỗi cấp độ đều có các giao thức riêng. Việc liệt kê chúng là một quá trình nhàm chán (và chẳng ích gì), vì vậy tốt hơn hết bạn nên xem xét mọi thứ bằng cách sử dụng một ví dụ, vì khả năng tiêu hóa của vật liệu cao hơn nhiều khi có ví dụ;)

Lớp ứng dụng

Lớp ứng dụng hoặc lớp ứng dụng là cấp cao nhất của mô hình. Nó giao tiếp các ứng dụng của người dùng với mạng. Chúng ta đều quen thuộc với những ứng dụng này: duyệt web (HTTP), gửi và nhận thư (SMTP, POP3), nhận và nhận file (FTP, TFTP), truy cập từ xa (Telnet), v.v.

Cấp điều hành

Lớp trình bày hoặc lớp trình bày - nó chuyển đổi dữ liệu sang định dạng thích hợp. Sẽ dễ hiểu hơn bằng một ví dụ: những hình ảnh đó (tất cả hình ảnh) mà bạn nhìn thấy trên màn hình sẽ được truyền đi khi gửi tệp dưới dạng các phần nhỏ gồm số 1 và số 0 (bit). Vì vậy, khi bạn gửi ảnh cho bạn bè qua email, giao thức Lớp ứng dụng SMTP sẽ gửi ảnh xuống lớp bên dưới, tức là. đến cấp độ Trình bày. Nơi ảnh của bạn được chuyển đổi thành dạng dữ liệu thuận tiện cho các cấp độ thấp hơn, chẳng hạn như thành bit (số một và số không).

Theo cách tương tự, khi bạn của bạn bắt đầu nhận được ảnh của bạn, nó sẽ đến với anh ta ở dạng những số 1 và số 0 giống nhau, và chính lớp Trình bày sẽ chuyển đổi các bit thành một bức ảnh hoàn chỉnh, chẳng hạn như một bức ảnh hoàn chỉnh. JPEG.

Đây là cách cấp độ này hoạt động với các giao thức (tiêu chuẩn) cho hình ảnh (JPEG, GIF, PNG, TIFF), mã hóa (ASCII, EBDIC), âm nhạc và video (MPEG), v.v.

Lớp phiên

Lớp phiên hoặc lớp phiên - đúng như tên gọi, nó tổ chức một phiên giao tiếp giữa các máy tính. Một ví dụ điển hình là hội nghị âm thanh và video; ở cấp độ này, tín hiệu sẽ được mã hóa bằng codec nào và codec này phải có trên cả hai máy. Một ví dụ khác là SMPP (Giao thức ngang hàng tin nhắn ngắn), được sử dụng để gửi các yêu cầu SMS và USSD phổ biến. Một ví dụ cuối cùng: PAP (Giao thức xác thực mật khẩu) là một giao thức cũ để gửi tên người dùng và mật khẩu đến máy chủ mà không cần mã hóa.

Tôi sẽ không nói thêm gì về cấp độ phiên, nếu không chúng ta sẽ đi sâu vào các tính năng nhàm chán của giao thức. Và nếu chúng (tính năng) khiến bạn quan tâm, hãy viết thư cho tôi hoặc để lại tin nhắn trong phần bình luận yêu cầu tôi mở rộng chủ đề chi tiết hơn và sẽ không lâu nữa sẽ có một bài viết mới;)

Lớp vận chuyển

Lớp vận chuyển - lớp này đảm bảo độ tin cậy của việc truyền dữ liệu từ người gửi đến người nhận. Trên thực tế, mọi thứ đều rất đơn giản, chẳng hạn như bạn giao tiếp bằng webcam với bạn bè hoặc giáo viên của mình. Có cần phải phân phối đáng tin cậy từng bit của hình ảnh được truyền đi không? Tất nhiên là không, nếu một vài bit bị mất khỏi video phát trực tuyến, bạn thậm chí sẽ không nhận thấy điều đó, thậm chí hình ảnh cũng không thay đổi (có thể màu của một pixel trong số 900.000 pixel sẽ thay đổi, nó sẽ nhấp nháy với tốc độ 24 khung hình mỗi giây).

Bây giờ hãy đưa ra ví dụ sau: một người bạn gửi cho bạn (ví dụ: qua thư) thông tin quan trọng hoặc một chương trình trong kho lưu trữ. Bạn tải kho lưu trữ này về máy tính của bạn. Đây là lúc cần độ tin cậy 100%, bởi vì... Nếu một vài bit bị mất khi tải xuống kho lưu trữ, bạn sẽ không thể giải nén nó, tức là. trích xuất dữ liệu cần thiết. Hoặc hãy tưởng tượng việc gửi mật khẩu đến máy chủ và một bit bị mất trong quá trình thực hiện - mật khẩu sẽ mất hình thức và ý nghĩa sẽ thay đổi.

Vì vậy, khi chúng ta xem video trên Internet, đôi khi chúng ta thấy một số hiện tượng giả, độ trễ, tiếng ồn, v.v. Và khi chúng ta đọc văn bản từ một trang web, việc mất (hoặc biến dạng) các chữ cái là không thể chấp nhận được và khi chúng ta tải chương trình xuống, mọi thứ cũng diễn ra không có lỗi.

Ở cấp độ này tôi sẽ nêu bật hai giao thức: UDP và TCP. Giao thức UDP (Giao thức gói dữ liệu người dùng) truyền dữ liệu mà không thiết lập kết nối, không xác nhận việc gửi dữ liệu và không lặp lại. Giao thức TCP (Giao thức điều khiển truyền), trước khi truyền sẽ thiết lập kết nối, xác nhận việc gửi dữ liệu, lặp lại nếu cần và đảm bảo tính toàn vẹn và trình tự chính xác của dữ liệu đã tải xuống.

Do đó, đối với âm nhạc, video, hội nghị truyền hình và cuộc gọi, chúng tôi sử dụng UDP (chúng tôi truyền dữ liệu mà không cần xác minh và không bị chậm trễ) và đối với văn bản, chương trình, mật khẩu, kho lưu trữ, v.v. – TCP (truyền dữ liệu có xác nhận đã nhận mất nhiều thời gian hơn).

Lớp mạng

Lớp mạng - lớp này xác định đường dẫn dữ liệu sẽ được truyền đi. Và nhân tiện, đây là cấp độ thứ ba của Mô hình Mạng OSI và có những thiết bị được gọi là thiết bị cấp ba - bộ định tuyến.

Tất cả chúng ta đều đã nghe nói về địa chỉ IP, đây là chức năng của giao thức IP (Giao thức Internet). Địa chỉ IP là một địa chỉ logic trên mạng.

Có khá nhiều giao thức ở cấp độ này và chúng tôi sẽ xem xét tất cả các giao thức này chi tiết hơn sau, trong các bài viết riêng biệt và kèm theo ví dụ. Bây giờ tôi sẽ chỉ liệt kê một vài cái phổ biến.

Giống như mọi người đã nghe nói về địa chỉ IP và lệnh ping, đây là cách hoạt động của giao thức ICMP.

Các bộ định tuyến tương tự (mà chúng tôi sẽ làm việc trong tương lai) sử dụng các giao thức ở cấp độ này để định tuyến các gói (RIP, EIGRP, OSPF).

Lớp liên kết dữ liệu

Lớp liên kết dữ liệu – chúng ta cần nó cho sự tương tác của các mạng ở cấp độ vật lý. Có lẽ mọi người đều đã nghe nói về địa chỉ MAC; nó là một địa chỉ vật lý. Các thiết bị lớp liên kết - switch, hub, v.v.

IEEE (Viện Kỹ sư Điện và Điện tử) định nghĩa lớp liên kết dữ liệu là hai lớp con: LLC và MAC.

LLC – Kiểm soát liên kết logic, được tạo để tương tác với cấp trên.

MAC – Kiểm soát truy cập phương tiện, được tạo để tương tác với cấp thấp hơn.

Tôi sẽ giải thích bằng một ví dụ: máy tính của bạn (máy tính xách tay, thiết bị giao tiếp) có card mạng (hoặc một số bộ chuyển đổi khác) và do đó có trình điều khiển để tương tác với nó (với thẻ). Một người lái xe là một số chương trình- lớp con trên của lớp kênh, qua đó có thể giao tiếp với các cấp thấp hơn, hay đúng hơn là với bộ vi xử lý ( sắt) – lớp con dưới của lớp liên kết dữ liệu.

Có rất nhiều đại diện tiêu biểu ở cấp độ này. PPP (Point-to-Point) là giao thức kết nối trực tiếp hai máy tính. FDDI (Giao diện dữ liệu phân tán sợi quang) - tiêu chuẩn truyền dữ liệu trên khoảng cách lên tới 200 km. CDP (Cisco Discovery Protocol) là giao thức độc quyền thuộc sở hữu của Cisco Systems, có thể được sử dụng để khám phá các thiết bị lân cận và lấy thông tin về các thiết bị này.

Lớp vật lý

Lớp vật lý là cấp thấp nhất truyền trực tiếp luồng dữ liệu. Tất cả chúng ta đều biết đến các giao thức: Bluetooth, IRDA (Giao tiếp hồng ngoại), dây đồng (cặp xoắn, đường dây điện thoại), Wi-Fi, v.v.

Phần kết luận

Như vậy chúng ta đã phân tích xong mô hình mạng OSI. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ chuyển sang mô hình Mạng TCP/IP, nó nhỏ hơn và các giao thức giống nhau. Để vượt qua thành công các bài kiểm tra CCNA, bạn cần phải so sánh và xác định những khác biệt, việc này sẽ được thực hiện.

Để cung cấp sự thể hiện thống nhất dữ liệu trong các mạng với các thiết bị và phần mềm không đồng nhất, tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO (Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế) đã phát triển một mô hình cơ bản cho giao tiếp hệ thống mở OSI (Kết nối hệ thống mở). Mô hình này mô tả các quy tắc và thủ tục truyền dữ liệu trong các môi trường mạng khác nhau khi tổ chức phiên giao tiếp. Các thành phần chính của mô hình là các lớp, quy trình ứng dụng và kết nối vật lý. Trong bộ lễ phục. Hình 1.10 thể hiện cấu trúc của mô hình cơ bản.

Mỗi lớp của mô hình OSI thực hiện một nhiệm vụ cụ thể trong quá trình truyền dữ liệu qua mạng. Mô hình cơ bản là cơ sở để phát triển các giao thức mạng. OSI chia các chức năng giao tiếp mạng thành bảy lớp, mỗi lớp phục vụ các phần khác nhau của quá trình kết nối các hệ thống mở.

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.

Cơm. 1.10. mô hình OSI

Nếu một ứng dụng có thể đảm nhận các chức năng của một số lớp trên của mô hình OSI thì để trao đổi dữ liệu, 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.

Tương tác của các lớp mô hình OSI

Mô hình OSI có thể được chia thành hai mô hình khác nhau, như trong Hình 2. 1.11:

Mô hình dựa trên giao thức ngang cung cấp cơ chế tương tác giữa các chương trình và quy trình trên các máy khác nhau;

Mô hình dọc dựa trên các dịch vụ được cung cấp bởi các lớp liền kề với nhau trên cùng một máy.

Mỗi lớp của máy tính gửi tương tác với cùng một lớp của máy tính nhận như thể nó được kết nối trực tiếp. Kết nối như vậy được gọi là kết nối logic hoặc kết nối ảo. Trong thực tế, sự tương tác xảy ra giữa các cấp độ liền kề của một máy tính.

Vì vậy, thông tin trên máy gửi phải trải qua tất cả các cấp độ. Sau đó, nó được truyền qua môi trường vật lý đến máy tính nhận và lại đi qua tất cả các lớp cho đến khi đạt đến cùng mức mà nó được gửi đến máy tính gửi.

Trong mô hình ngang, hai chương trình yêu cầu một giao thức chung để trao đổi dữ liệu. Trong mô hình dọc, các lớp liền kề trao đổi dữ liệu bằng Giao diện lập trình ứng dụng (API).

Cơm. 1.11. Sơ đồ tương tác máy tính trong Mô hình tham chiếu cơ bản OSI

Trước khi được gửi tới mạng, dữ liệu được chia thành các gói. Gói là một đơn vị thông tin được truyền giữa các trạm mạng.

Khi gửi dữ liệu, gói sẽ chuyển tuần tự qua tất cả các lớp phần mềm. Ở mỗi cấp độ, thông tin điều khiển ở cấp độ này (tiêu đề) được thêm vào gói, điều này cần thiết để truyền dữ liệu thành công qua mạng, như trong Hình 2. 1.12, trong đó Zag là tiêu đề của gói, Con là phần cuối của gói.

Ở đầu nhận, gói đi qua tất cả các lớp theo thứ tự ngược lại. Ở mỗi lớp, giao thức ở lớp đó đọc thông tin gói, sau đó loại bỏ thông tin được bên gửi thêm vào gói ở lớp đó và chuyển gói đến lớp tiếp theo. Khi gói đến Lớp ứng dụng, tất cả thông tin điều khiển sẽ bị xóa khỏi gói và dữ liệu sẽ trở về dạng ban đầu.

Cơm. 1.12. Hình thành gói từng cấp của mô hình bảy cấp

Mỗi cấp độ của mô hình thực hiện chức năng riêng của mình. Cấp độ càng cao thì vấn đề giải quyết càng phức tạp.

Thật thuận tiện khi coi các lớp riêng lẻ của mô hình OSI là các nhóm chương trình được thiết kế để thực hiện các chức năng cụ thể. Ví dụ, một lớp chịu trách nhiệm cung cấp chuyển đổi dữ liệu từ ASCII sang EBCDIC và chứa các chương trình cần thiết để thực hiện nhiệm vụ này.

Mỗi lớp cung cấp một dịch vụ cho lớp trên nó, lần lượt yêu cầu dịch vụ từ lớp bên dưới nó. Các lớp trên yêu cầu dịch vụ theo cách gần như giống nhau: theo quy tắc, đây là yêu cầu định tuyến một số dữ liệu từ mạng này sang mạng khác. Việc triển khai thực tế các nguyên tắc đánh địa chỉ dữ liệu được giao cho các cấp thấp hơn. Trong bộ lễ phục. 1.13 cung cấp mô tả ngắn gọn về chức năng của tất cả các cấp.

Cơm. 1.13. Chức năng của các lớp mô hình OSI

Mô hình đang được xem xét xác định sự tương tác của các hệ thống mở từ các nhà sản xuất khác nhau trong cùng một mạng. Vì vậy, cô thực hiện các hành động phối hợp cho họ về:

Tương tác của các quy trình ứng dụng;

Biểu mẫu trình bày dữ liệu;

Lưu trữ dữ liệu thống nhất;

Quản lý tài nguyên mạng;

Bảo mật dữ liệu và bảo vệ thông tin;

Chẩn đoán chương trình và phần cứng.

Lớp ứng dụng

Lớp ứng dụng cung cấp cho các quy trình ứng dụng một phương tiện truy cập vào khu vực tương tác, là cấp cao nhất (thứ bảy) và liền kề trực tiếp với các quy trình ứng dụng.

Trong thực tế, lớp ứng dụng là một tập hợp các giao thức khác nhau thông qua đó người dùng mạng truy cập các tài nguyên được chia sẻ, chẳng hạn như các tệp, máy in hoặc các trang Web siêu văn bản và cũng tổ chức sự cộng tác của họ, ví dụ như sử dụng giao thức thư điện tử. Các thành phần dịch vụ ứng dụng đặc biệt cung cấp dịch vụ cho các chương trình ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như chương trình truyền tệp và chương trình mô phỏng thiết bị đầu cuối. Ví dụ: nếu một chương trình cần truyền tệp, thì giao thức truyền, truy cập và quản lý tệp FTAM (Truyền tệp, truy cập và quản lý) sẽ được sử dụng. Trong mô hình OSI, một chương trình ứng dụng cần thực hiện một tác vụ cụ thể (ví dụ: cập nhật cơ sở dữ liệu trên máy tính) sẽ gửi dữ liệu cụ thể dưới dạng Datagram đến lớp ứng dụng. Một trong những nhiệm vụ chính của lớp này là xác định cách xử lý yêu cầu ứng dụng, nói cách khác, yêu cầu sẽ có dạng nào.

Đơn vị dữ liệu mà lớp ứng dụng hoạt động thường được gọi là thông báo.

Lớp ứng dụng thực hiện các chức năng sau:

1. Thực hiện các loại công việc.

Chuyển tập tin;

Quản lý công việc;

Quản lý hệ thống, v.v.;

2. Nhận dạng người dùng bằng mật khẩu, địa chỉ, chữ ký điện tử;

3. Xác định các thuê bao đang hoạt động và khả năng truy cập vào các quy trình ứng dụng mới;

4. Xác định mức độ đầy đủ của các nguồn lực sẵn có;

5. Tổ chức yêu cầu kết nối với các tiến trình ứng dụng khác;

6. Chuyển đơn đăng ký sang cấp đại diện đối với các phương pháp mô tả thông tin cần thiết;

7. Lựa chọn các thủ tục đối thoại theo kế hoạch trong các quá trình;

8. Quản lý dữ liệu trao đổi giữa các tiến trình ứng dụng và đồng bộ hóa tương tác giữa các tiến trình ứng dụng;

9. Xác định chất lượng dịch vụ (thời gian phân phối khối dữ liệu, tỷ lệ lỗi chấp nhận được);

10. Thỏa thuận sửa lỗi và xác định độ tin cậy của dữ liệu;

11. Phối hợp các hạn chế áp đặt cho cú pháp (bộ ký tự, cấu trúc dữ liệu).

Các chức năng này xác định các loại dịch vụ mà lớp ứng dụng cung cấp cho các tiến trình ứng dụng. Ngoài ra, lớp ứng dụng chuyển sang ứng dụng xử lý các dịch vụ được cung cấp bởi các lớp vật lý, liên kết, mạng, vận chuyển, phiên và trình bày.

Ở cấp độ ứng dụng, cần cung cấp cho người dùng thông tin đã được xử lý. Phần mềm hệ thống và người dùng có thể xử lý việc này.

Lớp ứng dụng chịu trách nhiệm truy cập ứng dụng vào mạng. Nhiệm vụ của lớp này là truyền tệp, trao đổi email và quản lý mạng.

Các giao thức phổ biến nhất trong ba lớp trên cùng bao gồm:

Giao thức truyền tệp FTP (Giao thức truyền tệp);

TFTP (Giao thức truyền tệp tầm thường) là giao thức truyền tệp đơn giản nhất;

Email X.400;

Telnet hoạt động với thiết bị đầu cuối từ xa;

SMTP (Giao thức truyền thư đơn giản) là một giao thức trao đổi thư đơn giản;

Giao thức quản lý thông tin chung CMIP (Common Management Information Protocol);

SLIP (Serial Line IP) IP cho các dòng nối tiếp. Giao thức truyền dữ liệu nối tiếp theo từng ký tự;

SNMP (Giao thức quản lý mạng đơn giản) là giao thức quản lý mạng đơn giản;

Giao thức FTAM (Truyền, Truy cập và Quản lý Tệp) để truyền, truy cập và quản lý tệp.

Lớp trình bày

Các chức năng của cấp độ này là trình bày dữ liệu được truyền giữa các quy trình ứng dụng theo biểu mẫu được yêu cầu.

Lớp này 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 thiết, lớp trình bày, tại thời điểm truyền thông tin, sẽ chuyển đổi các định dạng dữ liệu thành một số định dạng trình bày phổ biến và tại thời điểm tiếp nhận, theo đó, 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. Tình huống này có thể phát sinh trên mạng LAN có nhiều loại máy tính khác nhau (IBM PC và Macintosh) cần trao đổi dữ liệu. Vì vậy, trong các trường cơ sở dữ liệu, thông tin phải được trình bày dưới dạng chữ cái, số và thường ở dạng hình ảnh đồ họa. Dữ liệu này cần được xử lý, ví dụ, dưới dạng số dấu phẩy động.

Cơ sở để trình bày dữ liệu chung là hệ thống ASN.1, thống nhất cho tất cả các cấp độ của mô hình. Hệ thống này dùng để mô tả cấu trúc tệp và cũng giải quyết vấn đề mã hóa 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 như vậy là giao thức Lớp cổng bảo mật (SSL), cung cấp thông điệp an toàn cho các giao thức lớp ứng dụng trong ngăn xếp TCP/IP. Cấp độ này cung cấp khả năng chuyển đổi dữ liệu (mã hóa, nén, v.v.) của lớp ứng dụng thành luồng thông tin cho lớp vận chuyển.

Cấp đại diện thực hiện các chức năng chính sau:

1. Tạo yêu cầu thiết lập phiên tương tác giữa các tiến trình ứng dụng.

2. Phối hợp trình bày dữ liệu giữa các quy trình ứng dụng.

3. Thực hiện các biểu mẫu trình bày dữ liệu.

4. Trình bày tài liệu đồ họa (hình vẽ, hình ảnh, sơ đồ).

5. Phân loại dữ liệu.

6. Truyền yêu cầu kết thúc phiên.

Các giao thức của lớp trình bày thường là một phần không thể thiếu của các giao thức ở ba lớp trên cùng của mô hình.

Lớp phiên

Lớp phiên là lớp xác định quy trình tiến hành các phiên giữa người dùng hoặc quy trình ứng dụng.

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 chèn các điểm kiểm tra vào các lần chuyển dài, để trong trường hợp xảy ra lỗi, 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 phiên kiểm soát việc truyền thông tin giữa các tiến trình ứng dụng, điều phối việc tiếp nhận, truyền tải và phân phối một phiên giao tiếp. Ngoài ra, lớp phiên còn chứa các chức năng quản lý mật khẩu, quản lý hội thoại, đồng bộ hóa và hủy liên lạc trong phiên truyền sau khi bị lỗi do lỗi ở các lớp thấp hơn. Chức năng của cấp độ này là điều phối giao tiếp giữa hai chương trình ứng dụng chạy trên các máy trạm khác nhau. Điều này xảy ra dưới hình thức một cuộc đối thoại có cấu trúc tốt. Các chức năng này bao gồm tạo phiên, quản lý việc gửi và nhận các gói tin trong phiên và kết thúc phiên.

Ở cấp độ phiên, nó được xác định việc chuyển giao sẽ diễn ra như thế nào giữa hai quy trình ứng dụng:

Half-duplex (các tiến trình sẽ lần lượt truyền và nhận dữ liệu);

Duplex (các tiến trình sẽ truyền và nhận dữ liệu cùng một lúc).

Ở chế độ bán song công, lớp phiên sẽ cấp mã thông báo dữ liệu cho quá trình bắt đầu quá trình truyền. Khi đến lúc quy trình thứ hai phản hồi, mã thông báo dữ liệu sẽ được chuyển đến quy trình đó. Lớp phiên chỉ cho phép truyền tới bên có mã thông báo dữ liệu.

Lớp phiên cung cấp các chức năng sau:

1. Thiết lập và chấm dứt ở cấp phiên kết nối giữa các hệ thống tương tác.

2. Thực hiện trao đổi dữ liệu bình thường và khẩn cấp giữa các quy trình ứng dụng.

3. Quản lý tương tác giữa các tiến trình ứng dụng.

4. Đồng bộ hóa các kết nối phiên.

5. Thông báo quá trình xử lý hồ sơ về các trường hợp đặc biệt.

6. Đặt dấu trong quá trình ứng dụng cho phép, sau khi xảy ra lỗi hoặc sai sót, khôi phục việc thực thi của nó từ dấu gần nhất.

7. Làm gián đoạn quá trình đăng ký khi cần thiết và tiếp tục lại nó một cách chính xác.

8. Chấm dứt phiên mà không mất dữ liệu.

9. Truyền tải các thông điệp đặc biệt về tiến trình của phiên họp.

Lớp phiên chịu trách nhiệm tổ chức các phiên trao đổi dữ liệu giữa các máy cuối. Các giao thức lớp phiên thường là một thành phần của ba lớp trên cùng của mô hình.

Lớp vận chuyển

Lớp vận chuyển được thiết kế để truyền các gói qua mạng truyền thông. Ở lớp vận chuyển, các gói được chia thành các khối.

Trên đường đi từ người gửi đến người nhận, các gói tin có thể bị hỏng hoặc bị thất lạc. 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 mô hình (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.

Lớp vận chuyển xác định địa chỉ của các thiết bị vật lý (hệ thống, bộ phận của chúng) trong mạng. Lớp này đảm bảo việc phân phối các khối thông tin đến người nhận và kiểm soát việc phân phối này. Nhiệm vụ chính của nó là cung cấp các hình thức truyền thông tin hiệu quả, thuận tiện và đáng tin cậy giữa các hệ thống. Khi có nhiều gói được xử lý, lớp vận chuyển sẽ kiểm soát thứ tự các gói được xử lý. Nếu một bản sao của tin nhắn đã nhận trước đó đi qua, lớp này sẽ nhận ra điều này và bỏ qua tin nhắn đó.

Chức năng của lớp vận chuyển bao gồm:

1. Kiểm soát việc truyền tải qua mạng và đảm bảo tính toàn vẹn của các khối dữ liệu.

2. Phát hiện sai sót, loại bỏ một phần sai sót và báo cáo những sai sót chưa được khắc phục.

3. Khôi phục đường truyền sau những hỏng hóc, trục trặc.

4. Mở rộng hoặc chia khối dữ liệu.

5. Cung cấp các ưu tiên khi chuyển khối (bình thường hoặc khẩn cấp).

6. Xác nhận chuyển khoản.

7. Loại bỏ các khối trong trường hợp mạng bị bế tắc.

Bắt đầu từ lớp vận chuyển, tất cả các giao thức cấp cao hơn đều được triển khai trong phần mềm, thường có trong hệ điều hành mạng.

Các giao thức lớp vận chuyển phổ biến nhất bao gồm:

Giao thức điều khiển truyền TCP (Transmission Control Protocol) của ngăn xếp TCP/IP;

Giao thức gói dữ liệu người dùng UDP (Giao thức gói dữ liệu người dùng) của ngăn xếp TCP/IP;

NCP (NetWare Core Protocol) giao thức cơ bản của mạng NetWare;

SPX (Sequenced Packet eXchange) trao đổi có trật tự các gói ngăn xếp Novell;

TP4 (Giao thức truyền) - giao thức truyền lớp 4.

Lớp mạng

Cấp độ mạng đảm bảo việc bố trí các kênh kết nối hệ thống thuê bao và quản trị thông qua mạng truyền thông, lựa chọn tuyến đường nhanh nhất và đáng tin cậy nhất.

Lớp mạng thiết lập giao tiếp trong mạng máy tính giữa hai hệ thống và đảm bảo việc đặt các kênh ảo giữa chúng. Kênh ảo hoặc logic là chức năng của các thành phần mạng tạo ra ảo giác về các thành phần tương tác đặt đường dẫn mong muốn giữa chúng. Ngoài ra, lớp mạng còn báo cáo lỗi cho lớp vận chuyển. Thông điệp lớp mạng thường được gọi là gói. Chúng chứa các mẩu dữ liệu. Lớp mạng chịu trách nhiệm về địa chỉ và phân phối của chúng.

Tìm đường dẫn tốt nhất để truyền dữ liệu được gọi là định tuyến và giải pháp của nó là nhiệm vụ chính của lớp 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 đường là thời gian truyền dữ liệu dọc theo tuyến đường 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.

Giao thức lớp liên kết đảm bảo việc phân phối dữ liệu giữa bất kỳ nút nào chỉ trong mạng có cấu trúc liên kết tiêu chuẩn phù hợp. 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.

Do đó, trong mạng, việc phân phối dữ liệu được điều chỉnh bởi lớp liên kết dữ liệu, nhưng việc phân phối dữ liệu giữa các mạng được xử lý bởi lớp mạng. Khi tổ chức phân phối gói ở cấp độ mạng, khái niệm số mạng được sử dụng. 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 thông tin đó, 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.

Lớp mạng chịu trách nhiệm phân chia người dùng thành các nhóm và định tuyến các gói dựa trên việc dịch địa chỉ MAC sang địa chỉ mạng. Lớp mạng cũng cung cấp khả năng truyền các gói trong suốt đến lớp vận chuyển.

Lớp mạng thực hiện các chức năng sau:

1. Tạo kết nối mạng và xác định cổng của chúng.

2. Phát hiện và sửa lỗi phát sinh trong quá trình truyền qua mạng truyền thông.

3. Kiểm soát luồng gói.

4. Tổ chức (thứ tự) chuỗi các gói tin.

5. Định tuyến và chuyển mạch.

6. Phân đoạn và hợp nhất các gói.

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. Tuy nhiên, một loại giao thức khác, được gọi là giao thức trao đổi thông tin định tuyến, thường được đưa vào lớp mạng. 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.

Các giao thức được sử dụng phổ biến nhất ở cấp độ mạng là:

IP (Giao thức Internet) Giao thức Internet, giao thức mạng của ngăn xếp TCP/IP cung cấp thông tin địa chỉ và định tuyến;

IPX (Trao đổi gói Internetwork) là một giao thức trao đổi gói liên mạng được thiết kế để đánh địa chỉ và định tuyến các gói trên mạng Novell;

X.25 là tiêu chuẩn quốc tế cho truyền thông chuyển mạch gói toàn cầu (được triển khai một phần ở Lớp 2);

CLNP (Giao thức mạng ít kết nối) là giao thức mạng không kết nối.

Lớp liên kết dữ liệu

Đơn vị thông tin ở lớp liên kết là khung. Khung là một cấu trúc được tổ chức hợp lý để có thể đặt dữ liệu vào đó. Công việc của lớp liên kết là truyền các khung từ lớp mạng đến lớp vật lý.

Lớp vật lý chỉ đơn giản là truyền bit. Điều này không tính đến việc trong một số mạng trong đó các đường truyền thông được sử dụng 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.

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.

Nhiệm vụ của lớp liên kết là lấy các gói đến từ lớp mạng và chuẩn bị cho việc truyền, đặt chúng vào một khung có kích thước phù hợp. Lớp này chịu trách nhiệm xác định nơi khối bắt đầu và kết thúc, cũng như phát hiện lỗi truyền tải.

Ở cùng cấp độ, các quy tắc sử dụng lớp vật lý của các nút mạng được xác định. Biểu diễn điện của dữ liệu trên mạng LAN (bit dữ liệu, phương pháp mã hóa dữ liệu và mã thông báo) được nhận dạng ở cấp độ này và chỉ ở cấp độ này. Đây là nơi phát hiện và sửa lỗi (bằng cách yêu cầu truyền lại dữ liệu).

Lớp liên kết dữ liệu cung cấp việc tạo, truyền và nhận các khung dữ liệu. Lớp này phục vụ các yêu cầu từ lớp mạng và sử dụng dịch vụ lớp vật lý để nhận và truyền gói tin. Các thông số kỹ thuật của IEEE 802.X chia lớp liên kết dữ liệu thành hai lớp con:

Kiểm soát liên kết logic LLC (Kiểm soát liên kết logic) cung cấp khả năng kiểm soát giao tiếp hợp lý. Lớp con LLC cung cấp các dịch vụ lớp mạng và liên quan đến việc truyền và nhận các bản tin của người dùng.

Kiểm soát truy cập phương tiện MAC (Kiểm soát đánh giá phương tiện). Lớp con MAC điều chỉnh quyền truy cập vào phương tiện vật lý dùng chung (chuyển mã thông báo hoặc phát hiện xung đột hoặc xung đột) và kiểm soát quyền truy cập vào kênh liên lạc. Lớp con LLC nằm phía trên lớp con MAC.

Lớp liên kết dữ liệu xác định việc truy cập phương tiện và điều khiển truyền tải thông qua thủ tục truyền dữ liệu qua kênh.

Khi khối dữ liệu được truyền lớn, lớp liên kết sẽ chia chúng thành các khung và truyền các khung đó dưới dạng chuỗi.

Khi nhận khung, lớp sẽ hình thành các khối dữ liệu được truyền từ chúng. Kích thước của khối dữ liệu phụ thuộc vào phương thức truyền và chất lượng của kênh mà nó được truyền.

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.

Lớp liên kết dữ liệu có thể thực hiện các loại chức năng sau:

1. Tổ chức (thiết lập, quản lý, chấm dứt) kết nối luồng và xác định cảng của mình.

2. Tổ chức và điều động nhân sự.

3. Phát hiện và sửa lỗi.

4. Quản lý luồng dữ liệu.

5. Đảm bảo tính minh bạch của các kênh logic (truyền dữ liệu được mã hóa theo bất kỳ cách nào thông qua chúng).

Các giao thức được sử dụng phổ biến nhất ở lớp liên kết dữ liệu bao gồm:

Giao thức điều khiển liên kết dữ liệu cấp cao HDLC (Điều khiển liên kết dữ liệu cấp cao) cho các kết nối nối tiếp;

IEEE 802.2 LLC (Loại I và Loại II) cung cấp MAC cho môi trường 802.x;

Công nghệ mạng Ethernet theo chuẩn IEEE 802.3 dành cho các mạng sử dụng cấu trúc liên kết bus và đa truy cập với tính năng nghe tần số sóng mang và phát hiện xung đột;

Token ring là công nghệ mạng theo tiêu chuẩn IEEE 802.5, sử dụng cấu trúc liên kết vòng và phương thức truy cập vòng bằng cách truyền mã thông báo;

FDDI (Fiber Distributed Date Interface Station) là công nghệ mạng theo chuẩn IEEE 802.6 sử dụng phương tiện truyền thông cáp quang;

X.25 là tiêu chuẩn quốc tế dành cho truyền thông chuyển mạch gói toàn cầu;

Mạng chuyển tiếp khung được tổ chức bằng công nghệ X25 và ISDN.

Lớp vật lý

Lớp vật lý được thiết kế để giao tiếp với các phương tiện truyền thông vật lý. Kết nối vật lý là một tập hợp các phương tiện vật lý, phần cứng và phần mềm cho phép truyền tín hiệu giữa các hệ thống.

Môi trường vật chất là chất liệu mà qua đó tín hiệu được truyền đi. Môi trường vật lý là nền tảng để xây dựng kết nối vật lý. Ether, kim loại, thủy tinh quang học và thạch anh được sử dụng rộng rãi làm môi trường vật lý.

Lớp vật lý bao gồm Lớp con giao diện đa phương tiện và Lớp con chuyển đổi truyền dẫn.

Đầu tiên trong số chúng đảm bảo việc ghép nối luồng dữ liệu với kênh liên lạc vật lý được sử dụng. Cái thứ hai thực hiện các phép biến đổi liên quan đến các giao thức được sử dụng. Lớp vật lý cung cấp giao diện vật lý cho kênh dữ liệu và cũng mô tả các thủ tục truyền tín hiệu đến và nhận tín hiệu từ kênh. Cấp độ này xác định các tham số điện, cơ, chức năng và thủ tục cho giao tiếp vật lý trong hệ thống. Lớp vật lý nhận các gói dữ liệu từ lớp liên kết trên và chuyển đổi chúng thành tín hiệu quang hoặc điện tương ứng với 0 và 1 của luồng nhị phân. Các tín hiệu này được gửi qua phương tiện truyền dẫn đến nút nhận. Các tính chất cơ và điện/quang của môi trường truyền dẫn được xác định ở mức vật lý và bao gồm:

Loại cáp và đầu nối;

Bố trí các tiếp điểm trong đầu nối;

Sơ đồ mã hóa tín hiệu cho các giá trị 0 và 1.

Lớp vật lý thực hiện các chức năng sau:

1. Thiết lập và ngắt kết nối vật lý.

2. Truyền và nhận mã nối tiếp.

3. Nghe các kênh nếu cần thiết.

4. Nhận dạng kênh.

5. Thông báo về sự cố, hỏng hóc.

Thông báo về các lỗi và sự cố là do ở cấp độ vật lý, một loại sự kiện nhất định được phát hiện gây cản trở hoạt động bình thường của mạng (xung đột các khung được gửi bởi nhiều hệ thống cùng một lúc, ngắt kênh, mất điện, mất tiếp xúc cơ học, v.v.). Các loại dịch vụ được cung cấp cho lớp liên kết dữ liệu được xác định bởi các giao thức của lớp vật lý. Việc nghe một kênh là cần thiết trong trường hợp một nhóm hệ thống được kết nối vào một kênh nhưng chỉ một trong số chúng được phép truyền tín hiệu cùng một lúc. Do đó, việc nghe một kênh cho phép bạn xác định xem kênh đó có được truyền miễn phí hay không. Trong một số trường hợp, để xác định rõ hơn cấu trúc, lớp vật lý được chia thành nhiều cấp độ con. Ví dụ: lớp vật lý của mạng không dây được chia thành ba lớp con (Hình 1.14).

Cơm. 1.14. Lớp vật lý mạng LAN không dây

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. Bộ lặp là loại thiết bị duy nhất chỉ hoạt động trên lớp vật lý.

Lớp vật lý có thể cung cấp cả truyền dẫn không đồng bộ (nối tiếp) và truyền đồng bộ (song song), được sử dụng cho một số máy tính lớn và máy tính mini. Ở Lớp vật lý, sơ đồ mã hóa phải được xác định để thể hiện các giá trị nhị phân nhằm mục đích truyền chúng qua kênh liên lạc. Nhiều mạng địa phương sử dụng mã hóa Manchester.

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 và các đặc tính khác của môi trường và tín hiệu điện.

Một số thông số kỹ thuật lớp vật lý phổ biến nhất bao gồm:

EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 – đặc tính cơ/điện của giao diện nối tiếp không cân bằng;

EIA-RS-422/449, CCITT V.10 – đặc tính cơ, điện và quang của giao diện nối tiếp cân bằng;

Ethernet là công nghệ mạng theo tiêu chuẩn IEEE 802.3 dành cho các mạng sử dụng cấu trúc liên kết bus và đa truy cập với tính năng nghe sóng mang và phát hiện xung đột;

Token ring là công nghệ mạng theo tiêu chuẩn IEEE 802.5, sử dụng cấu trúc liên kết vòng và phương thức truy cập vòng bằng cách truyền mã thông báo.

truy cập vào môi trường mạng. Trong cùng thời gian, Lớp liên kết quản lý quá trình đặt dữ liệu được truyền vào môi trường vật lý. Đó là lý do tại sao Lớp liên kết chia làm 2 cấp dưới (Hình 5.1): cấp dưới trên điều khiển kênh truyền dữ liệu logic( Kiểm soát liên kết logic - Công ty TNHH), phổ biến cho tất cả các công nghệ và cấp độ con thấp hơn kiểm soát truy cập phương tiện truyền thông(Kiểm soát truy cập phương tiện - MAC). Ngoài ra, các công cụ lớp liên kết cho phép bạn phát hiện lỗi trong dữ liệu được truyền.


Cơm. 5.1.

Sự tương tác của các nút mạng cục bộ xảy ra trên cơ sở các giao thức lớp liên kết. Việc truyền dữ liệu trong mạng cục bộ diễn ra ở khoảng cách tương đối ngắn (bên trong các tòa nhà hoặc giữa các tòa nhà nằm gần nhau), nhưng ở tốc độ cao (10 Mbit/s - 100 Gbit/s). Khoảng cách và tốc độ truyền tải dữ liệu được xác định bởi các thiết bị của các tiêu chuẩn tương ứng.

Viện kỹ sư điện và điện tử quốc tế - IEEE) họ tiêu chuẩn 802.x đã được phát triển, quy định chức năng của liên kết dữ liệu và các lớp vật lý của mô hình ISO/OSI bảy lớp. Một số giao thức này phổ biến cho tất cả các công nghệ, ví dụ như tiêu chuẩn 802.2; các giao thức khác (ví dụ: 802.3, 802.3u, 802.5) xác định các tính năng của công nghệ mạng cục bộ.

Lớp con LLCđang được thực hiện phần mềm. Tại lớp con LLC, có một số thủ tục cho phép bạn thiết lập hoặc không thiết lập liên lạc trước khi truyền các khung chứa dữ liệu, khôi phục hoặc không khôi phục các khung nếu chúng bị mất hoặc phát hiện ra lỗi. cấp dưới LLC thực hiện giao tiếp với các giao thức lớp mạng, thường là với giao thức IP. Giao tiếp với lớp mạng và định nghĩa các thủ tục logic để truyền khung qua mạng thực hiện giao thức 802.2. Giao thức 802.1 cung cấp định nghĩa chung về mạng cục bộ, liên quan đến mô hình ISO/OSI. Ngoài ra còn có những sửa đổi của giao thức này.

Lớp con MAC xác định các tính năng truy cập vào phương tiện vật lý khi sử dụng các công nghệ mạng cục bộ khác nhau. Mỗi công nghệ lớp MAC (mỗi giao thức: 802.3, 802.3u, 802.3z, v.v.) tương ứng với một số biến thể của thông số kỹ thuật lớp vật lý (giao thức) (Hình 5.1). Sự chỉ rõ Công nghệ lớp MAC - xác định môi trường lớp vật lý và các tham số cơ bản của truyền dữ liệu ( tốc độ truyền tải, loại phương tiện, băng thông hẹp hoặc băng thông rộng).

Ở cấp độ liên kết của phía truyền, nó được hình thành khung, trong đó gói được đóng gói. Quá trình đóng gói thêm tiêu đề khung và đoạn giới thiệu vào gói giao thức mạng, chẳng hạn như IP. Do đó, khung của bất kỳ công nghệ mạng nào đều bao gồm ba phần:

  • tiêu đề,
  • trường dữ liệu gói hàng được đặt ở đâu,
  • công tắc giới hạn.

Ở phía nhận, quá trình giải mã ngược được thực hiện khi một gói được trích xuất khỏi khung.

Phần mở đầu bao gồm các dấu phân cách khung, địa chỉ và các trường điều khiển. Dấu phân cách khung cho phép bạn xác định phần đầu của khung và đảm bảo đồng bộ hóa giữa máy phát và máy thu. Địa chỉ lớp liên kết là địa chỉ vật lý. Khi sử dụng các công nghệ tương thích với Ethernet, việc đánh địa chỉ dữ liệu trong mạng cục bộ được thực hiện bằng địa chỉ MAC, đảm bảo phân phối khung đến nút đích.

nắp cuối chứa trường tổng kiểm tra ( Trình tự kiểm tra khung - FCS), được tính khi truyền khung bằng mã tuần hoàn CRC. Ở bên nhận kiểm tra tổng frame được tính toán lại và so sánh với khung nhận được. Nếu chúng khớp nhau thì họ coi như khung được truyền đi không có lỗi. Nếu các giá trị FCS phân kỳ, khung sẽ bị loại bỏ và phải truyền lại.

Khi được truyền qua mạng, một khung sẽ tuần tự đi qua một số kết nối được đặc trưng bởi các môi trường vật lý khác nhau. Ví dụ: khi truyền dữ liệu từ Nút A đến Nút B (Hình 5.2), dữ liệu sẽ tuần tự đi qua: kết nối Ethernet giữa Nút A và Bộ định tuyến A (đồng, cặp xoắn không được che chắn), kết nối giữa Bộ định tuyến A và B (cáp quang). cáp quang), cáp đồng nối tiếp điểm-điểm giữa Bộ định tuyến B và điểm truy cập không dây WAP, kết nối không dây (liên kết vô tuyến) giữa WAP và Nút cuối B. Do đó mỗi kết nối có khung riêngđịnh dạng cụ thể.


Cơm. 5.2.

Gói do Nút A chuẩn bị được đóng gói trong một khung mạng cục bộ, được truyền đến Bộ định tuyến A. Bộ định tuyến sẽ giải mã gói khỏi khung nhận được, xác định giao diện đầu ra nào để gửi gói đến, sau đó tạo thành một khung mới để truyền qua nút A. môi trường quang học. Bộ định tuyến B giải mã gói từ khung nhận được, xác định giao diện đầu ra nào để chuyển tiếp gói tới, sau đó tạo khung mới để truyền qua môi trường đồng nối tiếp điểm-điểm. Ngược lại, điểm truy cập không dây WAP tạo thành khung riêng để truyền dữ liệu qua kênh vô tuyến đến nút B cuối.

Khi tạo mạng, các cấu trúc liên kết logic khác nhau được sử dụng để xác định cách các nút giao tiếp qua phương tiện, cách thức kiểm soát truy cập trung bình. Các cấu trúc liên kết logic nổi tiếng nhất là điểm-điểm, đa truy cập, phát sóng và truyền mã thông báo.

Việc chia sẻ môi trường giữa nhiều thiết bị được thực hiện dựa trên hai phương pháp chính:

  • phương pháp truy cập cạnh tranh (không xác định)(Truy cập dựa trên nội dung), khi tất cả các nút mạng có quyền ngang nhau thì thứ tự truyền dữ liệu không được tổ chức. Để truyền, nút này phải lắng nghe môi trường; nếu nó rảnh thì thông tin có thể được truyền đi. Trong trường hợp này, xung đột có thể phát sinh ( Sự va chạm) khi hai (hoặc nhiều) nút bắt đầu truyền dữ liệu đồng thời;
  • phương pháp quyền truy cập được kiểm soát (xác định)(Truy cập có kiểm soát), cung cấp cho các nút quyền truy cập ưu tiên vào phương tiện truyền dữ liệu.

Trong giai đoạn đầu của quá trình tạo mạng Ethernet, cấu trúc liên kết “bus” đã được sử dụng, phương tiện truyền dữ liệu dùng chung là phổ biến cho tất cả người dùng. Trong trường hợp này, phương pháp được thực hiện nhiều quyền truy cậpđến một phương tiện truyền dẫn chung (giao thức 802.3). Điều này yêu cầu kiểm soát sóng mang, sự hiện diện của nó cho thấy rằng một số nút đã truyền dữ liệu qua một phương tiện chung. Do đó, nút muốn truyền dữ liệu phải đợi quá trình truyền kết thúc và khi phương tiện trở nên trống, hãy thử truyền dữ liệu.

Thông tin được truyền tới mạng có thể được nhận bởi bất kỳ máy tính nào có địa chỉ bộ điều hợp mạng NIC khớp với địa chỉ MAC đích của khung được truyền hoặc bởi tất cả các máy tính trên mạng trong quá trình truyền phát. Tuy nhiên, chỉ có một nút có thể truyền thông tin bất cứ lúc nào. Trước khi truyền, một nút phải đảm bảo rằng bus chung trống bằng cách lắng nghe môi trường.

Khi hai hoặc nhiều máy tính truyền dữ liệu cùng lúc sẽ xảy ra xung đột ( va chạm) khi dữ liệu của các nút truyền chồng lên nhau, xảy ra hiện tượng méo và mất thông tin. Do đó, cần phải xử lý xung đột và truyền lại các khung liên quan đến xung đột.

Phương pháp tương tự không xác định(kết hợp) truy cậpđến thứ Tư đã nhận được tên Truy cập nhiều phương tiện với tính năng phát hiện va chạm và nhận biết sóng mang(Truy cập nhân lên của Carrier Sense

Mô hình mạng OSI là một mô hình tham chiếu cho sự tương tác của các hệ thống mở, trong tiếng Anh nó nghe giống như Mô hình tham chiếu cơ bản về kết nối các hệ thống mở. Mục đích của nó là sự trình bày tổng quát về các công cụ tương tác mạng.

Nghĩa là, mô hình OSI là tiêu chuẩn chung cho các nhà phát triển chương trình, nhờ đó bất kỳ máy tính nào cũng có thể giải mã dữ liệu được truyền từ máy tính khác như nhau. Để làm rõ, tôi sẽ đưa ra một ví dụ thực tế. Được biết, loài ong nhìn thấy mọi thứ xung quanh bằng tia cực tím. Nghĩa là, mắt của chúng ta và con ong nhìn nhận cùng một bức tranh theo những cách hoàn toàn khác nhau và những gì côn trùng nhìn thấy có thể vô hình đối với tầm nhìn của con người.

Điều này cũng tương tự với máy tính - nếu một nhà phát triển viết ứng dụng bằng ngôn ngữ lập trình nào đó mà máy tính của anh ta hiểu được nhưng không có sẵn cho bất kỳ ai khác, thì trên bất kỳ thiết bị nào khác, bạn sẽ không thể đọc được tài liệu do ứng dụng này tạo ra. Vì vậy, chúng tôi nảy ra ý tưởng rằng khi viết ứng dụng, hãy tuân theo một bộ quy tắc duy nhất mà mọi người đều dễ hiểu.

Để rõ ràng, quá trình vận hành mạng thường được chia thành 7 cấp độ, mỗi trong số đó chạy nhóm giao thức riêng.


Giao thức mạng là những quy tắc, quy trình kỹ thuật cho phép các máy tính nối mạng có thể kết nối và trao đổi dữ liệu.
Một nhóm các giao thức được thống nhất bởi một mục tiêu cuối cùng chung được gọi là ngăn xếp giao thức.

Để thực hiện các tác vụ khác nhau, có một số giao thức phục vụ các hệ thống, ví dụ như ngăn xếp TCP/IP. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn cách thông tin từ một máy tính được gửi qua mạng cục bộ đến một máy tính khác.

Nhiệm vụ của máy tính NGƯỜI GỬI:

  • Lấy dữ liệu từ ứng dụng
  • Chia chúng thành các gói nhỏ nếu khối lượng lớn
  • Chuẩn bị cho việc truyền, nghĩa là chỉ ra tuyến đường, mã hóa và chuyển mã sang định dạng mạng.

Nhiệm vụ của máy tính NGƯỜI NHẬN:

  • Nhận gói dữ liệu
  • Xóa thông tin dịch vụ khỏi nó
  • Sao chép dữ liệu vào clipboard
  • Sau khi nhận hoàn toàn tất cả các gói, tạo khối dữ liệu ban đầu từ chúng
  • Đưa nó cho ứng dụng

Để thực hiện chính xác tất cả các thao tác này, cần có một bộ quy tắc duy nhất, đó là mô hình tham chiếu OSI.

Hãy quay trở lại các cấp độ OSI. Chúng thường được tính theo thứ tự ngược lại và các ứng dụng mạng nằm ở đầu bảng, còn phương tiện truyền thông tin vật lý nằm ở cuối bảng. Khi dữ liệu từ máy tính truyền trực tiếp xuống cáp mạng, các giao thức hoạt động ở các lớp khác nhau sẽ dần dần biến đổi nó, chuẩn bị cho việc truyền vật lý.


Chúng ta hãy xem xét chúng chi tiết hơn.

7. Lớp ứng dụng

Nhiệm vụ của nó là thu thập dữ liệu từ ứng dụng mạng và gửi đến cấp 6.

6. Lớp trình bày

Dịch dữ liệu này sang một ngôn ngữ phổ quát duy nhất. Thực tế là mỗi bộ xử lý máy tính có định dạng xử lý dữ liệu riêng, nhưng chúng phải vào mạng theo một định dạng chung - đây là công việc của lớp trình bày.

5. Lớp phiên

Anh ấy có nhiều nhiệm vụ.

  1. Thiết lập một phiên giao tiếp với người nhận. Phần mềm cảnh báo máy tính nhận dữ liệu sắp được gửi tới nó.
  2. Đây là nơi diễn ra việc nhận dạng và bảo vệ tên:
    • nhận dạng - nhận dạng tên
    • xác thực - xác minh mật khẩu
    • đăng ký - phân quyền
  3. Việc thực hiện bên nào đang chuyển giao thông tin và việc này sẽ mất bao lâu.
  4. Đặt các điểm kiểm tra trong luồng dữ liệu tổng thể để nếu bị mất phần nào thì dễ dàng xác định được phần nào bị mất và nên gửi lại.
  5. Phân đoạn là chia một khối lớn thành các gói nhỏ.

4. Lớp vận chuyển

Cung cấp cho ứng dụng mức độ bảo mật cần thiết khi gửi tin nhắn. Có hai nhóm giao thức:

  • Các giao thức hướng kết nối - chúng giám sát việc phân phối dữ liệu và tùy chọn yêu cầu truyền lại nếu thất bại. Đây là TCP - Giao thức điều khiển truyền thông tin.
  • Không hướng đến kết nối (UDP) - họ chỉ gửi các khối và không giám sát thêm việc phân phối của họ.

3. Lớp mạng

Cung cấp khả năng truyền gói tin từ đầu đến cuối bằng cách tính toán lộ trình của nó. Ở cấp độ này, trong các gói, địa chỉ IP của người gửi và người nhận được thêm vào tất cả thông tin trước đó do các cấp độ khác tạo ra. Kể từ thời điểm này, gói dữ liệu được gọi là GÓI, có >>địa chỉ IP (giao thức IP là giao thức liên mạng).

2. Lớp liên kết dữ liệu

Ở đây gói được truyền trong một cáp, nghĩa là một mạng cục bộ. Nó chỉ hoạt động với bộ định tuyến biên của một mạng cục bộ. Đối với gói đã nhận, lớp liên kết sẽ thêm tiêu đề riêng của nó - địa chỉ MAC của người gửi và người nhận, và ở dạng này, khối dữ liệu đã được gọi là FRAME.

Khi được truyền ra ngoài một mạng cục bộ, gói được gán MAC không phải của máy chủ (máy tính) mà của bộ định tuyến của mạng khác. Đây là lúc nảy sinh câu hỏi về IP xám và trắng, đã được thảo luận trong bài viết có liên kết được đưa ra ở trên. Màu xám là một địa chỉ trong một mạng cục bộ không được sử dụng bên ngoài mạng đó. White là một địa chỉ duy nhất trên Internet toàn cầu.

Khi một gói đến bộ định tuyến biên, IP của gói sẽ được thay thế bằng IP của bộ định tuyến này và toàn bộ mạng cục bộ kết nối với mạng toàn cầu, tức là Internet, dưới một địa chỉ IP duy nhất. Nếu địa chỉ có màu trắng thì phần dữ liệu có địa chỉ IP không thay đổi.

1. Lớp vật lý (Lớp vận chuyển)

Chịu trách nhiệm chuyển đổi thông tin nhị phân thành tín hiệu vật lý, tín hiệu này được gửi đến liên kết dữ liệu vật lý. Nếu là cáp thì tín hiệu là điện; nếu là mạng cáp quang thì đó là tín hiệu quang. Việc chuyển đổi này được thực hiện bằng bộ điều hợp mạng.

ngăn xếp giao thức

TCP/IP là một ngăn xếp giao thức quản lý việc truyền dữ liệu cả trên mạng cục bộ và trên Internet. Ngăn xếp này chứa 4 cấp độ, nghĩa là theo mô hình tham chiếu OSI, mỗi cấp độ kết hợp một số cấp độ.

  1. Ứng dụng (OSI - ứng dụng, trình bày và phiên)
    Các giao thức sau đây chịu trách nhiệm cho cấp độ này:
    • TELNET - phiên giao tiếp từ xa dưới dạng dòng lệnh
    • FTP - Giao thức truyền tệp
    • SMTP - Giao thức chuyển tiếp thư
    • POP3 và IMAP - nhận thư
    • HTTP - làm việc với các tài liệu siêu văn bản
  2. Vận chuyển (tương tự với OSI) là TCP và UDP đã được mô tả ở trên.
  3. Internetwork (OSI - network) là một giao thức IP
  4. Cấp độ giao diện mạng (OSI - kênh và vật lý) Trình điều khiển bộ điều hợp mạng chịu trách nhiệm về hoạt động của cấp độ này.

Thuật ngữ khi biểu thị khối dữ liệu

  • Luồng - dữ liệu được vận hành ở cấp ứng dụng
  • Một datagram là một khối dữ liệu đầu ra từ UPD, nghĩa là không có sự phân phối đảm bảo.
  • Một phân đoạn là một khối được đảm bảo phân phối ở đầu ra của giao thức TCP.
  • Gói là một khối dữ liệu đầu ra từ giao thức IP. vì ở cấp độ này nó chưa được đảm bảo sẽ được phân phối nên nó cũng có thể được gọi là datagram.
  • Khung là một khối có địa chỉ MAC được chỉ định.