Za objedinjeno predstavljanje podataka u mrežama sa heterogenim uređajima i softverom, Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO) je razvila osnovni model komunikacije za otvorene sisteme OSI (Open System Interconnection). Ovaj model opisuje pravila i procedure za prijenos podataka u različitim mrežnim okruženjima prilikom uspostavljanja komunikacijske sesije. Glavni elementi modela su slojevi, procesi aplikacije i fizička povezanost. Na sl. 1.10 prikazuje strukturu osnovnog modela.
Svaki sloj OSI modela obavlja određeni zadatak u procesu prenosa podataka preko mreže. Osnovni model je osnova za razvoj mrežnih protokola. OSI dijeli komunikacijske funkcije mreže u sedam slojeva, od kojih svaki služi različitom dijelu procesa međusobnog povezivanja otvorenih sistema.
OSI model opisuje samo sistemske komunikacije, a ne aplikacije krajnjih korisnika. Aplikacije implementiraju vlastite komunikacijske protokole pristupajući sistemskim alatima.
Rice. 1.10. OSI model
Ako aplikacija može preuzeti funkcije nekog od gornjih slojeva OSI modela, tada radi razmjene podataka pristupa sistemskim alatima koji obavljaju funkcije preostalih nižih slojeva OSI modela.
Interakcija sloja OSI modela
OSI model se može kategorizirati u dva različita modela, kao što je prikazano na Sl. 1.11:
Horizontalni model zasnovan na protokolu koji obezbeđuje mehanizam za interakciju programa i procesa na različitim mašinama;
Vertikalni model zasnovan na uslugama koje pružaju susjedni slojevi jedni drugima na istoj mašini.
Svaki nivo računara koji šalje je u interakciji sa istim nivoom računara primaoca kao da je direktno povezan. Takva veza se naziva logička ili virtuelna veza. U stvarnosti, interakcija se dešava između susednih nivoa istog računara.
Dakle, informacije na računaru koji šalje moraju proći kroz sve nivoe. Zatim se preko fizičkog medija prenosi do računara primaoca i ponovo prolazi kroz sve slojeve dok ne dostigne isti nivo sa kojeg je poslat na računar koji šalje.
U horizontalnom modelu, ova dva programa zahtijevaju zajednički protokol za razmjenu podataka. U vertikalnom modelu, susjedni slojevi komuniciraju pomoću API-ja (Aplikacijski programski interfejs).
Rice. 1.11. Dijagram interakcije računara u osnovnom referentnom modelu OSI
Podaci se dijele na pakete prije slanja na mrežu. Paket je jedinica informacija koja se prenosi između stanica u mreži.
Prilikom slanja podataka, paket ide sekvencijalno kroz sve slojeve softvera. Na svakom nivou paketu se dodaju kontrolne informacije ovog nivoa (header), koje su neophodne za uspešan prenos podataka preko mreže, kao što je prikazano na sl. 1.12, gdje je Zag zaglavlje paketa, Kon je kraj paketa.
Na prijemnoj strani, paket prolazi kroz sve slojeve obrnutim redoslijedom. Na svakom sloju, protokol ovog sloja čita informacije o paketu, zatim uklanja informacije dodane paketu na istom nivou od strane pošiljaoca i prosljeđuje paket sljedećem sloju. Kada paket dođe do sloja aplikacije, sve kontrolne informacije će biti uklonjene iz paketa, a podaci će se vratiti u prvobitni oblik.
Rice. 1.12. Formiranje paketa svakog nivoa sedmostepenog modela
Svaki nivo modela ispunjava svoju funkciju. Što je viši nivo, to je problem koji se teže rješava.
Zgodno je razmišljati o pojedinačnim slojevima OSI modela kao o grupama programa dizajniranih za obavljanje specifičnih funkcija. Jedan sloj je, na primjer, odgovoran za obezbjeđivanje konverzije podataka iz ASCII u EBCDIC i sadrži programe potrebne za postizanje ovog zadatka.
Svaki sloj pruža uslugu višem sloju, zauzvrat zahtijevajući uslugu od nižeg sloja. Gornji slojevi zahtijevaju uslugu na gotovo isti način: u pravilu je zahtjev da se neki podaci usmjere iz jedne mreže u drugu. Praktična implementacija principa adresiranja podataka dodijeljena je nižim nivoima. Na sl. 1.13 daje kratak opis funkcija svih nivoa.
Rice. 1.13. Funkcije sloja OSI modela
Razmatrani model definira interakciju otvorenih sistema različitih proizvođača u istoj mreži. Stoga za njih obavlja koordinacione radnje na:
Interakcija primijenjenih procesa;
Obrasci za prezentaciju podataka;
Jedinstvena pohrana podataka;
Upravljanje mrežnim resursima;
Sigurnost podataka i zaštita informacija;
Dijagnostika programa i tehničkih sredstava.
Aplikacioni sloj
Aplikacioni sloj pruža aplikativnim procesima sredstva za pristup području interakcije, gornji je (sedmi) nivo i direktno se naslanja na procese aplikacije.
U stvarnosti, sloj aplikacije je kolekcija različitih protokola koji korisnicima mreže omogućavaju pristup zajedničkim resursima kao što su datoteke, štampači ili hipertekstualne web stranice i organiziraju svoju suradnju, kao što je korištenje protokola e-pošte. Elementi usluge specifični za aplikaciju pružaju uslugu za specifične aplikativne programe kao što su prijenos datoteka i programi za emulaciju terminala. Ako, na primjer, program treba da pošalje datoteke, tada će se koristiti protokol za prijenos datoteka, pristup i upravljanje FTAM (File Transfer, Access, and Management). U OSI modelu, aplikacija koja treba da izvrši određeni zadatak (na primer, ažuriranje baze podataka na računaru) šalje specifične podatke kao Datagram sloju aplikacije. Jedan od glavnih zadataka ovog sloja je da odredi kako treba postupati sa zahtjevom aplikacije, drugim riječima, kakvu vrstu zahtjeva dati zahtjev treba da prihvati.
Jedinica podataka na kojoj radi sloj aplikacije obično se zove poruka.
Aplikacijski sloj obavlja sljedeće funkcije:
1. Obavljanje raznih vrsta poslova.
Prijenos datoteka;
Upravljanje poslovima;
Upravljanje sistemom itd.
2. Identifikacija korisnika po njihovim lozinkama, adresama, elektronskim potpisima;
3. Određivanje funkcionalnih pretplatnika i mogućnosti pristupa novim procesima aplikacije;
4. Utvrđivanje adekvatnosti raspoloživih resursa;
5. Organizacija zahtjeva za povezivanje sa drugim procesima aplikacije;
6. Transfer aplikacija na reprezentativni nivo za potrebne metode opisivanja informacija;
7. Izbor procedura za planirani dijalog procesa;
8. Upravljanje podacima koje razmjenjuju aplikativni procesi i sinhronizacija interakcije aplikativnih procesa;
9. Utvrđivanje kvaliteta usluge (vrijeme isporuke blokova podataka, dozvoljena stopa grešaka);
10. Ugovor o ispravljanju grešaka i validaciji podataka;
11. Pregovaranje o ograničenjima nametnutim sintaksi (skupovi znakova, struktura podataka).
Ove funkcije definiraju tipove usluga koje sloj aplikacije pruža procesima aplikacije. Pored toga, sloj aplikacije prenosi na procese aplikacije usluge koje pružaju fizički sloj, kanal, mreža, transport, sesija i slojevi prezentacije.
Na nivou aplikacije potrebno je korisnicima pružiti već obrađene informacije. Sistemski i korisnički softver to mogu podnijeti.
Aplikacijski sloj je odgovoran za pristup aplikacijama mreži. Zadaci ovog sloja su prijenos datoteka, slanje e-mail poruka i upravljanje mrežom.
Najčešći protokoli u gornja tri sloja su:
FTP (File Transfer Protocol) protokol za prijenos datoteka;
TFTP (Trivial File Transfer Protocol) je najjednostavniji protokol za prijenos datoteka;
X.400 email;
Telnet rad sa udaljenim terminalom;
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) je jednostavan protokol za razmjenu pošte;
CMIP (Common Management Information Protocol) protokol za upravljanje općim informacijama;
SLIP (Serial Line IP) IP za serijske linije. Serijski protokol za prijenos podataka karakter po znak;
SNMP (Simple Network Management Protocol) je jednostavan protokol za upravljanje mrežom;
FTAM (File Transfer, Access, and Management) je protokol za prijenos, pristup i upravljanje datotekama.
Prezentacijski sloj
Funkcije ovog nivoa su prezentacija podataka koji se prenose između procesa aplikacije u traženom obliku.
Ovaj sloj osigurava da će informacije koje prenosi sloj aplikacije razumjeti sloj aplikacije u drugom sistemu. Po potrebi, prezentacijski sloj, u trenutku prijenosa informacija, pretvara formate podataka u određeni zajednički format prezentacije, te u trenutku prijema, shodno tome, vrši inverznu transformaciju. Na ovaj način slojevi aplikacije mogu prevladati, na primjer, sintaktičke razlike u prezentaciji podataka. Ova situacija se može dogoditi na LAN-u sa heterogenim računarima (IBM PC i Macintosh) koji trebaju razmjenjivati podatke. Dakle, u oblastima baza podataka, informacije treba da budu predstavljene u obliku slova i brojeva, a često i u obliku grafičke slike. Ove podatke morate obraditi, na primjer, kao brojeve s pomičnim zarezom.
Opšti prikaz podataka baziran je na sistemu ASN.1 koji je objedinjen za sve nivoe modela. Ovaj sistem služi za opisivanje strukture fajlova, a takođe vam omogućava da rešite problem enkripcije podataka. Na ovom nivou može se izvršiti šifrovanje i dešifrovanje podataka, zahvaljujući čemu je obezbeđena tajnost razmene podataka za sve servise aplikacije odjednom. Primjer takvog protokola je Secure Socket Layer (SSL), koji obezbjeđuje sigurnu razmjenu poruka za protokole aplikacijskog sloja TCP/IP steka. Ovaj sloj omogućava konverziju podataka (kodiranje, kompresiju, itd.) sloja aplikacije u tok informacija za transportni sloj.
Reprezentativni nivo obavlja sljedeće glavne funkcije:
1. Generisanje zahtjeva za uspostavljanje sesija interakcije između procesa aplikacije.
2. Koordinacija prezentacije podataka između procesa aplikacije.
3. Implementacija obrazaca za prezentaciju podataka.
4. Prezentacija grafičkog materijala (crteži, slike, dijagrami).
5. Klasifikacija podataka.
6. Prijenos zahtjeva za prekid sjednica.
Protokoli prezentacijskog sloja obično su dio prva tri protokola sloja modela.
Sloj sesije
Sloj sesije je sloj koji definira proceduru za vođenje sesija između korisnika ili procesa aplikacije.
Sloj sesije omogućava kontrolu razgovora kako bi se snimila koja je strana trenutno aktivna, a također pruža i način sinhronizacije. Potonji dozvoljavaju umetanje tačaka prekida u duge prolaze, tako da ako dođe do kvara, možete se vratiti na posljednju tačku prekida umjesto da počnete ispočetka. U praksi, nekoliko aplikacija koristi sloj sesije i rijetko se implementira.
Sloj sesije upravlja prijenosom informacija između procesa aplikacije, koordinira prijem, prijenos i izdavanje jedne komunikacijske sesije. Osim toga, sloj sesije dodatno sadrži funkcije upravljanja lozinkama, upravljanja dijalogom, sinhronizacije i otkazivanja komunikacije u sesiji prijenosa nakon kvara zbog grešaka u nižim slojevima. Funkcije ovog sloja su da koordinira komunikaciju između dvije aplikacije koje rade na različitim radnim stanicama. To se dešava u obliku dobro strukturiranog dijaloga. Ove karakteristike uključuju kreiranje sesije, kontrolu prenosa i prijema paketa poruka tokom sesije i prekid sesije.
Na nivou sesije se određuje kakav će biti prijenos između dva procesa aplikacije:
Poludupleks (procesi će slati i primati podatke redom);
Dupleks (procesi će prenositi podatke i primati ih u isto vrijeme).
U poludupleksnom načinu, sloj sesije izdaje token podataka procesu koji započinje prijenos. Kada dođe vrijeme da drugi proces odgovori, token podataka mu se prosljeđuje. Sloj sesije dozvoljava prijenos samo strani koja posjeduje token podataka.
Sloj sesije pruža sljedeće funkcije:
1. Uspostavljanje i prekid na nivou sesije veze između sistema u interakciji.
2. Izvršite normalnu i hitnu razmjenu podataka između procesa aplikacije.
3. Upravljanje interakcijom primijenjenih procesa.
4. Sinhronizacija veza sesije.
5. Obavještavanje procesa prijave o izuzetnim situacijama.
6. Uspostavljanje oznaka u procesu aplikacije koje omogućavaju, nakon kvara ili greške, da se vrati njegovo izvršenje od najbliže oznake.
7. Prekid, ako je potrebno, procesa prijave i njegov ispravan nastavak.
8. Prekid sesije bez gubitka podataka.
9. Slanje posebnih poruka o toku sesije.
Sloj sesije je odgovoran za organizovanje sesija razmene podataka između krajnjih mašina. Protokoli sesije su obično dio gornja tri sloja modela.
Transportni sloj
Transportni sloj je dizajniran za prijenos paketa preko komunikacione mreže. Na nivou transporta, paketi se dele na blokove.
Na putu od pošiljaoca do primaoca, paketi mogu biti iskrivljeni ili izgubljeni. Dok neke aplikacije imaju vlastite mogućnosti za rukovanje greškama, postoje neke koje preferiraju da se odmah pozabave pouzdanom vezom. Zadatak transportnog sloja je da osigura da aplikacije ili gornji slojevi modela (aplikacija i sesija) prenose podatke sa stepenom pouzdanosti koji im je potreban. OSI model definira pet klasa usluga koje pruža transportni sloj. Ove vrste usluga odlikuju se kvalitetom pruženih usluga: hitnost, mogućnost vraćanja prekinute veze, dostupnost mogućnosti multipleksiranja za višestruke veze između različitih protokola aplikacija putem zajedničkog transportnog protokola, i što je najvažnije, mogućnost otkrivanja i ispraviti greške u prijenosu kao što su izobličenje, gubitak i dupliciranje paketa.
Transportni sloj određuje adresiranje fizičkih uređaja (sistema, njihovih dijelova) u mreži. Ovaj sloj garantuje isporuku blokova informacija primaocima i kontroliše ovu dostavu. Njegov glavni zadatak je da obezbedi efikasne, pogodne i pouzdane oblike prenosa informacija između sistema. Kada se obrađuje više od jednog paketa, transportni sloj kontrolira redoslijed kojim paketi prolaze. Ako duplikat prethodno primljene poruke prođe, onda ovaj sloj to prepoznaje i ignoriše poruku.
Funkcije transportnog sloja uključuju:
1. Upravljanje prijenosom preko mreže i osiguranje integriteta blokova podataka.
2. Otkrivanje grešaka, njihovo djelimično otklanjanje i prijavljivanje neispravljenih grešaka.
3. Obnova mjenjača nakon kvarova i kvarova.
4. Konsolidacija ili podjela blokova podataka.
5. Dodjela prioriteta prilikom prijenosa blokova (normalnih ili hitnih).
6. Potvrda transfera.
7. Eliminacija blokada u slučaju zastoja u mreži.
Počevši od transportnog sloja, svi prekriveni protokoli su implementirani softverom, obično uključenim u mrežni operativni sistem.
Najčešći protokoli transportnog sloja uključuju:
TCP (Transmission Control Protocol) TCP / IP protokol kontrole prijenosa steka;
UDP (User Datagram Protocol) TCP / IP stog korisnički datagram protokol;
NCP (NetWare Core Protocol) je osnovni protokol za NetWare mreže;
SPX (Sequenced Packet eXchange) uređena razmjena paketa u Novell steku;
TP4 (Transmission Protocol) je protokol za prijenos klase 4.
Mrežni sloj
Mrežni sloj omogućava polaganje kanala koji povezuju pretplatničke i administrativne sisteme preko komunikacione mreže, izbor rute najbržeg i najpouzdanijeg načina.
Mrežni sloj uspostavlja komunikaciju u računarskoj mreži između dva sistema i obezbeđuje polaganje virtuelnih kanala između njih. Virtuelni ili logički kanal je takvo funkcioniranje mrežnih komponenti koje stvara iluziju postavljanja potrebnog puta između komponenti u interakciji. Pored toga, mrežni sloj prijavljuje greške transportnom sloju. Poruke mrežnog sloja se obično nazivaju paketima. U njih se stavljaju komadi podataka. Mrežni sloj je odgovoran za njihovo adresiranje i isporuku.
Postavljanje najbolje putanje za prijenos podataka naziva se rutiranje, a njegovo rješavanje je glavni zadatak mrežnog sloja. Ovaj problem je otežan činjenicom da najkraći put nije uvijek najbolji. Često je kriterij za odabir rute vrijeme prijenosa podataka duž te rute; zavisi od propusnog opsega komunikacionih kanala i intenziteta saobraćaja, koji se može menjati tokom vremena. Neki algoritmi usmjeravanja pokušavaju se prilagoditi promjenama opterećenja, dok drugi donose odluke na osnovu prosjeka tokom vremena. Odabir rute može se izvršiti prema drugim kriterijima, na primjer, pouzdanosti prijenosa.
Protokol sloja veze osigurava isporuku podataka između bilo kojeg čvora samo u mreži s odgovarajućom tipičnom topologijom. Ovo je veoma ozbiljno ograničenje koje ne dozvoljava izgradnju mreža sa razvijenom strukturom, na primer, mreže koje kombinuju nekoliko mreža preduzeća u jednu mrežu, ili visoko pouzdane mreže u kojima postoje redundantne veze između čvorova.
Dakle, unutar mreže isporuku podataka regulira sloj veze, dok je mrežni sloj odgovoran za isporuku podataka između mreža. Prilikom organizacije isporuke paketa na nivou mreže koristi se koncept mrežnog broja. U ovom slučaju, adresa primaoca se sastoji od broja mreže i broja računara na toj mreži.
Mreže su međusobno povezane posebnim uređajima koji se nazivaju ruteri. Ruter je uređaj koji prikuplja informacije o topologiji umrežavanja i na osnovu toga prosljeđuje pakete mrežnog sloja do odredišne mreže. Da biste prenijeli poruku od pošiljaoca koji se nalazi u jednoj mreži do primaoca koji se nalazi u drugoj mreži, potrebno je napraviti određeni broj skokova između mreža, svaki put birajući odgovarajuću rutu. Dakle, ruta je niz rutera kroz koje putuje paket.
Mrežni sloj je odgovoran za podjelu korisnika u grupe i usmjeravanje paketa na osnovu prevođenja MAC adresa u mrežne adrese. Mrežni sloj takođe obezbeđuje transparentan prenos paketa na transportni sloj.
Mrežni sloj obavlja sljedeće funkcije:
1. Kreiranje mrežnih veza i identifikacija njihovih portova.
2. Otkrivanje i ispravljanje grešaka koje nastaju tokom prenosa kroz komunikacionu mrežu.
3. Kontrola toka paketa.
4. Organizacija (poređanje) sekvenci paketa.
5. Rutiranje i komutacija.
6. Segmentacija i konsolidacija paketa.
Na mrežnom sloju definirane su dvije vrste protokola. Prvi tip se odnosi na definisanje pravila za prenos paketa sa podacima krajnjih čvorova od čvora do rutera i između rutera. Ovo su protokoli koji se obično pominju kada se govori o protokolima mrežnog sloja. Međutim, drugi tip protokola, koji se naziva protokoli za razmjenu informacija o rutiranju, često se naziva mrežnim slojem. Ruteri koriste ove protokole za prikupljanje informacija o topologiji međusobnog povezivanja.
Protokoli mrežnog sloja implementirani su softverskim modulima operativnog sistema, kao i softverom i hardverom rutera.
Najčešće korišćeni protokoli na nivou mreže su:
IP (Internet Protocol) Internet Protocol, mrežni protokol TCP/IP steka koji pruža informacije o adresi i rutiranju;
IPX (Internetwork Packet Exchange) je mrežni protokol za razmjenu paketa za adresiranje i usmjeravanje paketa u Novell mrežama;
X.25 je međunarodni standard za globalnu komunikaciju sa komutacijom paketa (ovaj protokol je djelimično implementiran na sloju 2);
CLNP (Connection Less Network Protocol) je mrežni protokol bez povezivanja.
Data Link
Jedinica informacija sloja veze su okviri (frame). Okviri su logički organizirana struktura u koju možete staviti podatke. Zadatak sloja veze je da prenese okvire sa mrežnog sloja na fizički sloj.
Na fizičkom sloju bitovi se jednostavno prenose. Ovo ne uzima u obzir da u nekim mrežama, u kojima komunikacijske linije naizmjenično koristi nekoliko parova računara u interakciji, fizički prijenosni medij može biti zauzet. Stoga je jedan od zadataka sloja veze da provjeri dostupnost medija za prijenos. Drugi zadatak sloja veze podataka je implementacija mehanizama za otkrivanje i ispravljanje grešaka.
Sloj veze osigurava da se svaki okvir ispravno prenosi postavljanjem posebnog niza bitova na početak i kraj svakog okvira da ga označi, a također izračunava kontrolnu sumu zbrajanjem svih bajtova okvira na određeni način i dodavanjem kontrolne sume do okvira. Kada stigne okvir, prijemnik ponovo izračunava kontrolni zbir primljenih podataka i upoređuje rezultat sa kontrolnom sumom iz okvira. Ako se poklapaju, okvir se smatra ispravnim i prihvaćenim. Ako se kontrolni sumi ne podudaraju, tada se bilježi greška.
Zadatak sloja veze je da uzme pakete koji dolaze iz mrežnog sloja i pripremi ih za prijenos, stavljajući ih u okvir odgovarajuće veličine. Ovaj sloj je potreban da bi se odredilo gdje blok počinje i gdje se završava, kao i da bi se otkrile greške u prijenosu.
Na istoj razini određuju se pravila korištenja fizičkog sloja od strane mrežnih čvorova. Električna reprezentacija podataka u LAN-u (bitovi podataka, metode kodiranja podataka i markeri) prepoznaju se na ovom i samo na ovom nivou. Ovdje se otkrivaju i ispravljaju greške (putem zahtjeva za ponovnim prijenosom).
Sloj veze obezbeđuje kreiranje, prenos i prijem okvira podataka. Ovaj sloj opslužuje zahtjeve mrežnog sloja i koristi uslugu fizičkog sloja za primanje i prijenos paketa. IEEE 802.X specifikacije dijele sloj podatkovne veze na dva podsloja:
LLC (Logical Link Control) je kontrola logičke veze. LLC podsloj pruža usluge mrežnog sloja i povezan je sa slanjem i primanjem korisničkih poruka.
MAC (Media Assess Control) kontrola pristupa medijima. MAC podsloj regulira pristup zajedničkom fizičkom mediju (prijenos tokena ili detekcija kolizije ili kolizije) i kontrolira pristup komunikacijskom kanalu. LLC podsloj je iznad MAC podsloja.
Sloj veze definira pristup medijima i kontrolu prijenosa kroz proceduru veze podataka.
Kada je veličina blokova prenesenih podataka velika, sloj veze ih dijeli na okvire i prenosi okvire u obliku sekvenci.
Prilikom primanja okvira, sloj od njih formira blokove prenesenih podataka. Veličina bloka podataka ovisi o načinu prijenosa, kvaliteti kanala preko kojeg se prenosi.
U lokalnim mrežama, protokole sloja veze koriste računari, mostovi, svičevi i ruteri. U računarima, funkcije sloja veze implementiraju se zajedno pomoću mrežnih adaptera i njihovih drajvera.
Sloj veze može obavljati sljedeće vrste funkcija:
1. Organizacija (uspostavljanje, upravljanje, prekid) kanalskih veza i identifikacija njihovih luka.
2. Organizacija i transfer osoblja.
3. Otkrivanje i ispravljanje grešaka.
4. Kontrola toka podataka.
5. Osiguravanje transparentnosti logičkih kanala (prijenos podataka kodiranih na bilo koji način).
Najčešće korišteni protokoli sloja veze uključuju:
HDLC (High Level Data Link Control) protokol kontrole visoke razine podataka za serijske veze;
IEEE 802.2 LLC (Tip I i Tip II) obezbjeđuje MAC za 802.x okruženja;
Ethernet mrežna tehnologija prema IEEE 802.3 standardu za mreže koje koriste topologiju magistrale i zajednički pristup sa slušanjem operatera i detekcijom kolizije;
Token ring mrežna tehnologija prema IEEE 802.5 standardu koristeći topologiju prstena i metodu prolaska tokena pristupa prstenu;
FDDI (Fiber Distributed Date Interface Station) je IEEE 802.6 mrežna tehnologija koja koristi optičke medije;
X.25 je međunarodni standard za globalnu komunikaciju sa komutacijom paketa;
Frame relay mreža, organizovana od X25 i ISDN tehnologija.
Physical Layer
Fizički sloj je dizajniran za povezivanje s fizičkim sredstvima veze. Fizička povezanost je skup fizičkih medija, hardvera i softvera koji prenosi signale između sistema.
Fizičko okruženje je materijalna supstanca kroz koju se prenose signali. Fizičko okruženje je temelj na kojem se gradi fizička povezanost. Eter, metali, optičko staklo i kvarc se široko koriste kao fizički medij.
Fizički sloj se sastoji od podsloja srednjeg priključka i podsloja za konverziju prenosa.
Prvi od njih obezbeđuje interfejs toka podataka sa korišćenim fizičkim komunikacionim kanalom. Drugi vrši transformacije vezane za primijenjene protokole. Fizički sloj obezbeđuje fizički interfejs sa kanalom podataka, a takođe opisuje procedure za prenos signala ka i iz kanala. Ovaj nivo definiše električne, mehaničke, funkcionalne i proceduralne parametre za fizičku komunikaciju u sistemima. Fizički sloj prima pakete podataka od gornjeg sloja veze i pretvara ih u optičke ili električne signale koji odgovaraju 0 i 1 binarnog toka. Ovi signali se šalju kroz prijenosni medij do prijemnog čvora. Mehanička i električna/optička svojstva prijenosnog medija određuju se na fizičkom nivou i uključuju:
Vrsta kablova i konektora;
Pinout u konektorima;
Šema kodiranja signala za vrijednosti 0 i 1.
Fizički sloj obavlja sljedeće funkcije:
1. Uspostavljanje i prekid fizičkih veza.
2. Sekvencijalni prijenos i prijem koda.
3. Slušanje, ako je potrebno, kanala.
4. Identifikacija kanala.
5. Obavijest o kvarovima i kvarovima.
Obavještavanje o greškama i kvarovima nastaje zbog činjenice da se na fizičkom nivou detektuje određena klasa događaja koji ometaju normalan rad mreže (sudar ramova koje šalje više sistema odjednom, prekid kanala, nestanak struje, gubitak mehanički kontakt itd.). Tipovi usluga koje se pružaju sloju veze podataka određuju se protokolima fizičkog sloja. Slušanje kanala je neophodno kada je grupa sistema povezana na jedan kanal, ali samo jednom od njih je dozvoljeno da istovremeno prenosi signale. Stoga vam slušanje kanala omogućava da utvrdite da li je slobodan za prijenos. U nekim slučajevima, radi jasnije definicije strukture, fizički sloj je podijeljen na nekoliko podnivoa. Na primjer, fizički sloj bežične mreže podijeljen je na tri podnivoa (slika 1.14).
Rice. 1.14. Fizički sloj bežičnog LAN-a
Funkcije fizičkog sloja implementirane su u svim uređajima povezanim na mrežu. Sa strane računara, funkcije fizičkog sloja obavlja mrežni adapter. Repetitori su jedina vrsta opreme koja radi samo na fizičkom nivou.
Fizički sloj može osigurati i asinhroni (serijski) i sinhroni (paralelni) prijenos, koji se koristi za neke mainframe i mini-računare. Na fizičkom sloju, shema kodiranja mora biti definirana da predstavlja binarne vrijednosti za prijenos preko komunikacijskog kanala. Mnoge lokalne mreže koriste Manchester kodiranje.
Primjer protokola fizičkog sloja je 10Base-T Ethernet specifikacija, koja definira kabel koji će se koristiti kao neoklopljeni kabel upredene parice kategorije 3 s karakterističnom impedancijom od 100 Ohma, RJ-45 konektorom, maksimalnom dužinom od fizički segment od 100 metara, Manchesterski kod za prikaz podataka i druge karakteristike, okruženje i električni signali.
Neke od najčešćih specifikacija fizičkog sloja su:
EIA-RS-232-C, CCITT V.24 / V.28 - mehaničke / električne karakteristike neuravnoteženog serijskog interfejsa;
EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - mehaničke, električne i optičke karakteristike balansiranog serijskog interfejsa;
Ethernet je mrežna tehnologija prema IEEE 802.3 standardu za mreže koje koriste topologiju magistrale i zajednički pristup sa slušanjem operatera i detekcijom kolizije;
Token ring je IEEE 802.5 mrežna tehnologija koja koristi topologiju prstena i metodu prolaska tokena za pristup prstenu.
čiji razvoj nije bio vezan za OSI model.
Slojevi OSI modela
Model se sastoji od 7 nivoa koji se nalaze jedan iznad drugog. Slojevi stupaju u interakciju jedni s drugima („vertikalno“) preko interfejsa i mogu komunicirati sa paralelnim slojem drugog sistema („horizontalno“) koristeći protokole. Svaki nivo može komunicirati samo sa svojim susjedima i obavljati funkcije koje su mu dodijeljene. Više detalja možete pronaći na slici.
| OSI model | ||
|---|---|---|
| Tip podataka | Nivo | Funkcije |
| Podaci | 7. Nivo aplikacije | Pristup mrežnim uslugama |
| 6. Prezentacijski sloj | Predstavljanje i kodiranje podataka | |
| 5. Nivo sesije | Upravljanje sesijama | |
| Segmenti | 4. Transport | Direktna veza između krajnjih tačaka i pouzdanosti |
| Paketi | 3. Mreža | Određivanje rute i logičko adresiranje |
| Osoblje | 2. Kanal | Fizičko adresiranje |
| Bits | 1. Fizički sloj | Rad sa medijima, signalima i binarnim podacima |
Primijenjeni (Aplikacije) nivo (eng. Aplikacioni sloj)
Gornji nivo modela obezbeđuje interakciju korisničkih aplikacija sa mrežom. Ovaj sloj omogućava aplikacijama da koriste mrežne usluge kao što su udaljeni pristup datotekama i bazi podataka, prosljeđivanje e-pošte. Također je odgovoran za prijenos servisnih informacija, pruža aplikacijama informacije o greškama i generira zahtjeve za nivo prezentacije... Primjer: HTTP, POP3, SMTP, FTP, XMPP, OSCAR, BitTorrent, MODBUS, SIP
Predstavnik (nivo prezentacije) (eng. Prezentacijski sloj)
Ovaj sloj je odgovoran za konverziju protokola i kodiranje/dekodiranje podataka. On pretvara zahtjeve aplikacije primljene sa sloja aplikacije u format za prijenos preko mreže i pretvara podatke primljene iz mreže u format koji aplikacije mogu razumjeti. Na ovom nivou može se izvršiti kompresija/dekompresija ili kodiranje/dekodiranje podataka, kao i preusmjeravanje zahtjeva na drugi mrežni resurs ako se ne mogu lokalno obraditi.
Sloj 6 (pregledi) OSI referentnog modela je obično posredni protokol za transformaciju informacija iz susjednih slojeva. Ovo omogućava razmjenu aplikacija na heterogenim računarskim sistemima na aplikacijski transparentan način. Sloj prezentacije omogućava formatiranje i transformaciju koda. Formatiranje koda se koristi kako bi se osiguralo da aplikacija prima informacije za obradu koje za nju imaju smisla. Ako je potrebno, ovaj sloj može prevesti iz jednog formata podataka u drugi. Sloj prezentacije bavi se ne samo formatima i prezentacijom podataka, već se bavi i strukturama podataka koje koriste programi. Dakle, sloj 6 osigurava da su podaci organizirani u tranzitu.
Da biste razumjeli kako ovo funkcionira, zamislite da postoje dva sistema. Jedan koristi EBCDIC prošireni binarni kod za predstavljanje podataka, kao što je IBM mainframe, a drugi koristi ASCII američki standardni kod za razmjenu informacija (koji koristi većina drugih proizvođača računara). Ako dva sistema trebaju razmjenjivati informacije, tada je potreban sloj za prezentaciju koji će izvršiti konverziju i prevesti između dva različita formata.
Druga funkcija koja se izvodi na nivou prezentacije je enkripcija podataka, koja se koristi kada je potrebno zaštititi prenesene informacije od primanja od strane neovlaštenih primatelja. Da bi se riješio ovaj problem, procesi i kodovi na nivou prezentacije moraju izvršiti transformacije podataka. Na ovom nivou postoje i druge rutine koje komprimiraju tekstove i pretvaraju grafičke slike u tokove bitova tako da se mogu prenositi preko mreže.
Standardi na nivou prezentacije takođe definišu kako se grafika predstavlja. U ove svrhe može se koristiti PICT format, format slike koji se koristi za prijenos QuickDraw grafike između Macintosh i PowerPC programa. Drugi format predstavljanja je označeni format TIFF slikovne datoteke, koji se obično koristi za bitmape visoke rezolucije. Sljedeći standard na nivou prezentacije koji se može koristiti za grafiku je standard koji je razvila Joint Photographic Expert Group; u svakodnevnoj upotrebi ovaj standard se jednostavno naziva JPEG.
Postoji još jedna grupa standarda na nivou prezentacije koji definiraju prezentaciju zvuka i filma. Ovo uključuje digitalni interfejs muzičkih instrumenata (MIDI) za digitalnu prezentaciju muzike, MPEG standard koji je razvio Cinematography Expert Group, koji se koristi za kompresovanje i kodiranje video klipova na CD-ovima, digitalizaciju memorije i prenos brzinom do 1,5 Mbps./s. i QuickTime, standard koji opisuje audio i video elemente za programe koji se pokreću na Macintosh i PowerPC računarima.
Nivo sesije (eng. Sloj sesije)
5. nivo modela je odgovoran za održavanje komunikacijske sesije, omogućavajući aplikacijama da međusobno komuniciraju dugo vremena. Sloj kontroliše kreiranje/završetak sesije, razmenu informacija, sinhronizaciju zadataka, određivanje prava na prenos podataka i održavanje sesije tokom perioda neaktivnosti aplikacija. Sinhronizacija prijenosa je osigurana postavljanjem kontrolnih tačaka u tok podataka, iz kojih se proces nastavlja kada je komunikacija prekinuta.
Transportni sloj (eng. Transportni sloj)
4. nivo modela je dizajniran da isporuči podatke bez grešaka, gubitaka i dupliranja u sekvenci kako su prenošeni. U ovom slučaju nije bitno koji se podaci prenose, odakle i gdje, odnosno obezbjeđuje sam mehanizam prijenosa. On dijeli blokove podataka na fragmente, čija veličina ovisi o protokolu, kombinuje kratke u jedan, a dijeli dugačke. Primjer: TCP, UDP.
Postoje mnoge klase protokola transportnog sloja, u rasponu od protokola koji pružaju samo osnovne transportne funkcije (na primjer, funkcije prijenosa podataka bez potvrde prijema), i završavajući s protokolima koji jamče isporuku više paketa podataka u ispravnom nizu do odredišta , multipleksiraju više tokova podataka, obezbeđuju mehanizam kontrole toka podataka i garantuju validnost primljenih podataka.
Neki protokoli mrežnog sloja, koji se nazivaju protokoli bez veze, ne jamče da se podaci isporučuju na odredište onim redoslijedom kojim ih je poslao izvorni uređaj. Neki transportni slojevi to rješavaju prikupljanjem podataka u ispravnom redoslijedu prije nego što ih prenesu sloju sesije. Multipleksiranje podataka znači da je transportni sloj sposoban istovremeno obraditi više tokova podataka (tokovi mogu doći iz različitih aplikacija) između dva sistema. Mehanizam kontrole toka je mehanizam koji vam omogućava da regulišete količinu podataka koji se prenose iz jednog sistema u drugi. Protokoli transportnog sloja često imaju funkciju kontrole isporuke podataka, prisiljavajući prijemni sistem da pošalje potvrde strani koja prenosi da su podaci primljeni.
Rad protokola sa uspostavljanjem veze možete opisati na primjeru rada običnog telefona. Protokoli ove klase započinju prijenos podataka pozivanjem ili postavljanjem rute paketa od izvora do odredišta. Nakon toga započinje serijski prijenos podataka, a zatim, na kraju prijenosa, veza se prekida.
Protokoli bez veze, koji šalju podatke koji sadrže kompletne informacije o adresi u svakom paketu, rade slično kao poštanski sistem. Svako pismo ili paket sadrži adresu pošiljaoca i primaoca. Nadalje, svaka posrednička pošta ili mrežni uređaj čita informacije o adresi i odlučuje o usmjeravanju podataka. Pismo ili paket podataka se prosljeđuju s jednog posrednog uređaja na drugi dok se ne isporuče primaocu. Protokoli bez veze ne jamče da informacije stignu primaocu onim redoslijedom kojim su poslane. Transportni protokoli su odgovorni za postavljanje podataka u ispravnom redoslijedu kada se koriste mrežni protokoli bez povezivanja.
Mrežni sloj (eng. Mrežni sloj)
Treći sloj OSI mrežnog modela je namijenjen za određivanje putanje prijenosa podataka. Odgovoran je za prevođenje logičkih adresa i imena u fizičke, određivanje najkraćih ruta, prebacivanje i rutiranje, praćenje problema i zagušenja u mreži. Na ovom nivou radi mrežni uređaj kao što je ruter.
Protokoli mrežnog sloja usmjeravaju podatke od izvora do odredišta.
Sloj veze (eng. Sloj veze podataka)
Ovaj sloj je dizajniran da osigura međusobno povezivanje mreža na fizičkom sloju i da kontroliše greške koje se mogu pojaviti. Pakuje podatke primljene sa fizičkog sloja u okvire, provjerava integritet, ispravlja greške ako je potrebno (šalje ponovljeni zahtjev za oštećeni okvir) i šalje ga mrežnom sloju. Sloj veze može komunicirati s jednim ili više fizičkih slojeva, kontrolirajući i upravljajući ovom interakcijom. IEEE 802 specifikacija dijeli ovaj sloj na 2 podsloja - MAC (Media Access Control) reguliše pristup zajedničkom fizičkom mediju, LLC (Logical Link Control) pruža usluge mrežnog sloja.
U programiranju ovaj nivo predstavlja pokretač mrežne kartice, u operativnim sistemima postoji programsko sučelje za međusobnu interakciju slojeva kanala i mreže, ovo nije novi nivo, već jednostavno implementacija modela za određeni OS. Primjeri takvih sučelja: ODI, NDIS
Fizički sloj (eng. Fizički sloj)
Najniži nivo modela je namenjen direktno za prenos toka podataka. Prenosi električne ili optičke signale u kablovsku ili radio-aparat i, shodno tome, njihov prijem i pretvaranje u bitove podataka u skladu sa metodama kodiranja digitalnih signala. Drugim riječima, pruža sučelje između mrežnog medija i mrežnog uređaja.
Protokoli: IRDA, USB, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, Ethernet (uključujući 10BASE-T, 10BASE2,
Glavna mana OSI-ja je loše osmišljen transportni sloj. Na njemu OSI omogućava razmjenu podataka između aplikacija (uvodeći koncept luka- identifikator aplikacije), međutim, mogućnost razmjene jednostavnih datagrama (poput UDP) nije predviđena u OSI - transportni sloj mora formirati veze, osigurati isporuku, kontrolirati tok, itd. (kao TCP). Pravi protokoli to rade.
TCP/IP porodica
TCP/IP familija ima tri transportna protokola: TCP, koji je u potpunosti kompatibilan sa OSI, koji obezbeđuje verifikaciju prijema podataka, UDP, koji odgovara transportnom sloju samo prisustvom porta, obezbeđuje razmenu datagrama između aplikacija, ne garantuje prijem podataka i SCTP, dizajniran da eliminiše neke od nedostataka TCP-a i koji je dodao neke inovacije. (U TCP/IP familiji postoji još oko dvije stotine protokola, od kojih je najpoznatiji servisni protokol ICMP, koji se koristi za interne svrhe osiguranja rada; ostali također nisu transportni protokoli.)
IPX / SPX porodica
U IPX/SPX porodici, portovi (koji se nazivaju „utičnice“ ili „soketi“) pojavljuju se u protokolu IPX mrežnog sloja, omogućavajući razmjenu datagrama između aplikacija (operativni sistem rezerviše neke od utičnica za sebe). SPX protokol, zauzvrat, dopunjuje IPX sa svim ostalim mogućnostima transportnog sloja u potpunoj saglasnosti sa OSI.
Za adresu hosta, IPX koristi identifikator formiran od mrežnog broja od četiri bajta (dodijeljen od rutera) i MAC adrese mrežnog adaptera.
DOD model
TCP/IP stog protokola koji koristi pojednostavljeni četveroslojni OSI model.
IPv6 adresiranje
Odredišna i izvorna adresa u IPv6 su 128 bita ili 16 bajtova. Verzija 6 generalizira posebne tipove adresa verzije 4 u sljedeće tipove adresa:
- Unicast je individualna adresa. Definira jedan čvor - kompjuter ili port rutera. Paket mora biti dostavljen do čvora najkraćim putem.
- Klaster - adresa klastera. Odnosi se na grupu čvorova koji dijele zajednički adresni prefiks (na primjer, priključeni na istu fizičku mrežu). Paket se mora usmjeriti do grupe čvorova duž najkraćeg puta, a zatim isporučiti samo jednom od članova grupe (na primjer, najbližem čvoru).
- Multicast - adresa skupa čvorova, moguće u različitim fizičkim mrežama. Kopije paketa treba da se isporuče svakom čvoru u skupu koristeći hardverske mogućnosti multicast ili broadcast, ako je moguće.
Kao iu verziji IPv4, adrese u verziji IPv6 podijeljene su u klase, ovisno o značenju nekoliko bitova višeg reda adrese.
Većina časova je rezervisana za buduću upotrebu. Za praktičnu upotrebu najzanimljiviji je čas za internet provajdere tzv Unicast dodijeljen provajderu.
Adresa ove klase ima sledeću strukturu:
Svakom ISP-u je dodijeljen jedinstveni identifikator koji identificira sve mreže koje podržava. Dalje, provajder dodeljuje jedinstvene identifikatore svojim pretplatnicima i koristi oba identifikatora kada dodeljuje blok adresa pretplatnika. Pretplatnik sam dodeljuje jedinstvene identifikatore svojim podmrežama i čvorovima ovih mreža.
Pretplatnik može koristiti tehniku podmreže koja se koristi u IPv4 da dodatno podijeli polje ID podmreže na manja polja.
Opisana šema aproksimira IPv6 šemu adresiranja onima koja se koriste u mrežama širokog područja, kao što su telefonske mreže ili X.25 mreže. Hijerarhija adresnih polja će omogućiti ruterima okosnice da rade samo sa gornjim delovima adrese, prepuštajući obradu manje značajnih polja ruterima pretplatnika.
Pod poljem identifikatora čvora mora biti dodijeljeno najmanje 6 bajtova da bi se mogle koristiti MAC adrese lokalnih mreža direktno u IP adresama.
Da bi bio kompatibilan sa šemom IPv4 adresiranja, IPv6 ima klasu adresa koje imaju 0000 0000 u najvažnijim bitovima adrese. Donja 4 bajta ove adrese klase moraju sadržavati IPv4 adresu. Ruteri koji podržavaju obje verzije adresa moraju prevesti paket iz mreže sposobne za IPv4 u mrežu sposobnu za IPv6 i obrnuto.
Kritika
Neki stručnjaci su kritizirali sedmoslojni OSI model. Konkretno, u klasičnoj knjizi „UNIX. Vodič za administratore sistema "Evie Nemeth i drugi pišu:
pristup mrežnom okruženju. U isto vrijeme, sloj veze kontroliše proces postavljanja prenetih podataka u fizičko okruženje. Dakle sloj veze podijeljen na 2 podnivoa (sl. 5.1): gornji podnivo kontrola logičke veze podataka(Kontrola logičke veze - LLC), što je zajedničko za sve tehnologije i niži podnivo kontrola pristupa medijima(Kontrola pristupa medijima - MAC). Osim toga, sredstva sloja veze vam omogućavaju da otkrijete greške u prenesenim podacima.… Dok su se ISO komiteti raspravljali oko svojih standarda, cijeli koncept umrežavanja se mijenjao iza njih i TCP/IP protokol se implementirao širom svijeta. ...
…
I tako, kada su ISO protokoli konačno implementirani, pojavili su se brojni problemi:
Ovi protokoli su bili zasnovani na konceptima koji nemaju smisla u današnjim mrežama.
Njihove specifikacije su u nekim slučajevima bile nepotpune.
Po svojoj funkcionalnosti bili su inferiorni u odnosu na druge protokole.
Višestruki slojevi učinili su ove protokole sporim i teškim za implementaciju.
…
... Sada čak i najvatreniji pristalice ovih protokola priznaju da se OSI postepeno kreće ka tome da postane mala fusnota na stranicama kompjuterske istorije.
Rice. 5.1.
Interakcija čvorova lokalne mreže zasniva se na protokolima sloja veze. Prijenos podataka u lokalnim mrežama odvija se na relativno malim udaljenostima (unutar zgrada ili između obližnjih zgrada), ali velikom brzinom (10 Mbit/s - 100 Gbit/s). Udaljenost i brzina prenosa podaci su određeni hardverom relevantnih standarda.
Međunarodni institut inženjera elektrotehnike i elektronike (Institut inženjera elektronike i elektronike - IEEE) razvijena je porodica standarda 802.x koja reguliše rad linka i fizičkih slojeva sedmoslojnog ISO/OSI modela. Brojni od ovih protokola su zajednički za sve tehnologije, na primjer, standard 802.2; drugi protokoli (na primjer, 802.3, 802.3u, 802.5) definiraju karakteristike lokalnih mreža.
LLC podnivo implementirano softverom... Na LLC podsloju postoji nekoliko procedura koje vam omogućavaju da uspostavite ili ne uspostavite komunikaciju prije slanja okvira koji sadrže podatke, da oporavite ili ne oporavite okvire ako su izgubljeni ili se otkriju greške. Podnivo LLC implementira komunikaciju sa protokolima mrežnog sloja, obično sa IP protokolom. Komunikacija sa mrežnim slojem i definisanje logičkih procedura za prenos okvira preko mreže implementira 802.2 protokol. Protokol 802.1 pruža opće definicije za lokalne mreže, povezujući se sa ISO / OSI modelom. Postoje i modifikacije ovog protokola.
MAC podsloj definira specifičnosti pristupa fizičkom mediju pri korištenju različitih tehnologija lokalnih mreža. Svaka tehnologija MAC sloja (svaki protokol: 802.3, 802.3u, 802.3z, itd.) odgovara nekoliko opcija za specifikacije (protokole) fizičkog sloja (Slika 5.1). Specifikacija Tehnologije MAC sloja - definira okruženje fizičkog sloja i osnovne parametre prijenosa podataka ( brzina prenosa, vrsta srednjeg, uskopojasnog ili širokopojasnog).
Na nivou kanala predajne strane, okvir, u kojem pakovanje je inkapsulirano... U procesu enkapsulacije, zaglavlje i trailer (trailer) okvira se dodaju paketu mrežnog protokola, na primjer IP. Dakle, okvir bilo koje mrežne tehnologije sastoji se od tri dijela:
- naslov,
- polja podataka gdje se nalazi paket,
- granični prekidač.
Na prijemnoj strani implementira se proces reverzne dekapsulacije, kada se paket ekstrahuje iz okvira.
Naslov uključuje separatore okvira, adresu i kontrolna polja. Separatori okviri vam omogućavaju da odredite početak okvira i osigurate sinhronizaciju između predajnika i prijemnika. Adrese sloj veze su fizičke adrese. Kada se koriste tehnologije kompatibilne s Ethernetom, adresiranje podataka u lokalnim mrežama vrši se MAC adresama, koje osiguravaju isporuku okvira do odredišnog čvora.
Kraj stop sadrži polje kontrolne sume (sekvenca provjere okvira - FCS), koji se izračunava prilikom prijenosa okvira korištenjem cikličkog koda CRC... Na strani koja prima ček suma okvir se ponovo izračunava i poredi sa primljenim. Ako se poklapaju, onda smatraju da je okvir prenet bez grešaka. Ako postoji neslaganje između FCS vrijednosti, okvir se odbacuje i treba ga ponovo prenijeti.
Kada se prenosi preko mreže, okvir uzastopno prolazi kroz brojne veze, koje karakteriziraju različiti fizički mediji. Na primjer, kada se prenose podaci od čvora A do čvora B (slika 5.2), podaci sekvencijalno prolaze kroz: Ethernet vezu između hosta A i rutera A (bakar, neoklopljena upredena parica), vezu između rutera A i B (optički kabel ), bakrena point-to-point serijska veza između rutera B i WAP bežične pristupne tačke, bežična (radio veza) veza između WAP-a i krajnjeg čvora B. Stoga formira se poseban okvir za svaku vezu specifičan format.
Rice. 5.2.
Paket koji je pripremio čvor A inkapsuliran je u okvir lokalne mreže, koji se prosljeđuje ruteru A. Ruter dekapsulira paket iz primljenog okvira, određuje na koji izlazni interfejs će poslati paket, zatim generiše novi okvir za prijenos preko optički medij. Ruter B dekapsulira paket iz primljenog okvira, određuje na koji izlazni interfejs da pošalje paket, zatim generiše novi okvir za prenos preko bakrenog medija serijske veze tačka-tačka. WAP, zauzvrat, generiše sopstveni okvir za prenos podataka preko radio kanala do krajnjeg čvora B.
Prilikom kreiranja mreža koriste se različite logičke topologije koje određuju kako čvorovi komuniciraju kroz okruženje, kako kontrole pristupa srednje. Najpoznatije logičke topologije su point-to-point, multiaccess, broadcast i token passing.
Dijeljenje okruženja između više uređaja implementirano je na osnovu dvije glavne metode:
- metoda konkurentski (nedeterministički) pristup(Pristup zasnovan na sadržaju), kada su svi čvorovi mreže jednaki, redosled prenosa podataka nije organizovan. Za prijenos, ovaj čvor mora slušati medij, ako je slobodan, tada se informacija može prenijeti. U ovom slučaju može doći do sukoba ( sudara) kada dva (ili više) čvorova počnu da prenose podatke u isto vreme;
- metoda kontrolirani (deterministički) pristup(Controlled Access), koji čvorovima obezbjeđuje redosljed pristupa mediju za prijenos podataka.
U ranim fazama stvaranja Ethernet mreža korištena je topologija "sabirnice", zajednički medij za prijenos podataka bio je zajednički za sve korisnike. Istovremeno, metoda višestruki pristup na zajednički medij za prenos (protokol 802.3). Istovremeno, bila je potrebna kontrola nosioca, čije prisustvo je ukazivalo da neki čvor već prenosi podatke preko zajedničkog okruženja. Stoga je čvor koji je želio prenijeti podatke morao čekati dok se prijenos ne završi i, kada je okruženje pušteno, pokušati prenijeti podatke.
Informaciju prenesenu u mrežu može primiti bilo koji računar čija adresa mrežnog adaptera NIC-a odgovara odredišnoj MAC adresi prenijetog okvira ili svi računari na mreži tokom prijenosa emitiranja. Međutim, samo jedan čvor može prenijeti informacije u bilo kojem trenutku. Prije početka prijenosa, čvor mora osigurati da je javna sabirnica slobodna, za što čvor sluša na mediju.
Kada dva ili više računara prenose podatke u isto vrijeme, dolazi do sukoba ( sudara), kada se podaci odašiljačkih čvorova preklapaju jedan s drugim, dolazi do izobličenja i gubitak informacija... Stoga je potrebno rukovanje kolizijom i ponovni prijenos okvira uključenih u koliziju.
Slična metoda nedeterministički(asocijativno) pristup do srijede dobio ime višestruki pristup medijima sa senzorom nosioca i detekcijom kolizije(Mnogostruki pristup Sence operatera
interakcija otvorenih sistema. Drugim riječima, to je određeni standard po kojem funkcioniraju mrežne tehnologije.Pomenuti sistem se sastoji od sedam slojeva OSI modela. Svaki protokol radi s protokolima svog vlastitog nivoa, bilo nižeg ili višeg nivoa od sebe.
Svaki nivo radi sa određenim tipom podataka:
- Fizički - bit;
- Kanal - okvir;
- Mreža - paket;
- transport - segmenti / datagrami;
- Sjednica - sjednica;
- Executive - stream;
- Primijenjeno - podaci
Slojevi OSI modela
Nivo aplikacije ( aplikacioni sloj)
Ovo je najviše OSI sloj modela mreže... Naziva se i slojem aplikacije. Dizajniran za interakciju korisnika sa mrežom. Sloj pruža aplikacijama mogućnost korištenja različitih mrežnih usluga.
Funkcije:
- daljinski pristup;
- Post service;
- generiranje upita na sljedeći nivo ( prezentacijski sloj)
Protokoli mrežnog sloja:
- Bittorrent
- HTTP
- SMTP
- SNMP
- TELNET
Prezentacijski sloj ( prezentacijski sloj)
Ovo je drugi nivo. Naziva se i reprezentativnim nivoom. Dizajniran za konvertovanje protokola, kao i za kodiranje i dekodiranje podataka. U ovoj fazi, zahtjevi dostavljeni sa sloja aplikacije se formiraju u podatke za prijenos preko mreže i obrnuto.
Funkcije:
- kompresija / dekompresija podataka;
- kodiranje / dekodiranje podataka;
- preusmjeravanje zahtjeva
Protokoli mrežnog sloja:
- LPP
- NDR
Nivo sesije ( sloj sesije)
Ovo OSI sloj modela mreže odgovoran je za održavanje komunikacijske sesije. Zahvaljujući ovom sloju, aplikacije mogu dugo komunicirati jedna s drugom.
Funkcije:
- davanje prava
- kreirati / obustaviti / vratiti / prekinuti komunikaciju
Protokoli mrežnog sloja:
- ISO-SP
- L2TP
- NetBIOS
- PPTP
- SMPP
Transportni sloj ( transportni sloj)
Ovo je četvrti nivo, ako računamo od vrha. Dizajniran za pouzdan prijenos podataka. U isto vrijeme, prijenos možda nije uvijek pouzdan. Moguće je dupliranje i neisporuka slanja podataka.
Protokoli mrežnog sloja:
- UDP
- SST
- RTP
Mrežni sloj ( mrežni sloj)
The OSI sloj modela mreže odgovoran za određivanje najboljeg i najkraćeg puta za prenos podataka.
Funkcije:
- dodeljivanje adrese
- praćenje sudara
- definicija rute
- komutacija
Protokoli mrežnog sloja:
- IPv4 / IPv6
- CLNP
- IPsec
- POČIVAJ U MIRU
- OSPF
Sloj veze ( Sloj veze podataka)
Ovo je šesti sloj, koji je odgovoran za isporuku podataka između uređaja koji se nalaze u istom mrežnom području.
Funkcije:
- hardversko adresiranje
- kontrola grešaka
- ispravljanje grešaka
Protokoli mrežnog sloja:
- SLIP
- LAPD
- IEEE 802.11 bežični LAN,
- FDDI
- ARCnet
Fizički sloj ( fizički sloj)
Najniži i najnoviji OSI sloj modela mreže... Služi za definisanje načina prenosa podataka u fizičkom/električnom okruženju. Recimo bilo koja stranica, na primjer " igrajte online kazino http://bestforplay.net “, nalazi se na nekom serveru, čiji interfejsi takođe prenose neku vrstu električnog signala kroz kablove i žice.
Funkcije:
- definisanje vrste prenosa podataka
- prijenos podataka
Protokoli mrežnog sloja:
- IEEE 802.15 (Bluetooth)
- 802.11 Wi-Fi
- GSMUm radio interfejs
- ITU i ITU-T
- EIARS-232
Tablica 7-slojnog OSI modela
| OSI model | ||
| Tip podataka | Nivo | Funkcije |
| Podaci | Primijenjeno | Pristup mrežnim uslugama |
| Flow | Predstavnik | Prezentacija podataka i enkripcija |
| Sesije | Sjednica | Upravljanje sesijama |
| Segmenti / Datagrami | Transport | Direktna veza između krajnjih tačaka i pouzdanosti |
| Paketi | Mreža | Određivanje rute i logičko adresiranje |
| Osoblje | Kanal | Fizičko adresiranje |
| Bits | Fizički | Rad sa medijima, signalima i binarnim podacima |
OSI referentni model je 7-slojna mrežna hijerarhija koju je kreirala Međunarodna organizacija za standarde (ISO). Model prikazan na slici 1 ima 2 različita modela:
- horizontalni model zasnovan na protokolu koji implementira interakciju procesa i softvera na različitim mašinama
- vertikalni model zasnovan na uslugama koje implementiraju susedni slojevi jedni na druge na istoj mašini
U vertikali, susjedni nivoi se razmjenjuju s informacijama pomoću API-ja. Horizontalni model zahtijeva zajednički protokol za razmjenu informacija na jednom nivou.
Slika 1
OSI model opisuje samo sistemske komunikacijske metode koje implementira OS, softver itd. Model ne uključuje metode interakcije krajnjeg korisnika. U idealnom slučaju, aplikacije treba da pristupaju gornjem sloju OSI modela, ali u praksi, mnogi protokoli i programi imaju metode pristupa nižim slojevima.
Fizički sloj
Na fizičkom nivou, podaci se prikazuju u obliku električnih ili optičkih signala, koji odgovaraju 1 i 0 binarnog toka. Parametri prenosnog medija određuju se na fizičkom nivou:
- vrsta konektora i kablova
- dodjela pinova u konektorima
- kolo za kodiranje signala 0 i 1
Najčešći tipovi specifikacija na ovom nivou su:
- - neuravnoteženi parametri serijskog interfejsa
- - balansirani parametri serijskog interfejsa
- IEEE 802.3 -
- IEEE 802.5 -
Na fizičkom nivou ne možete razumjeti značenje podataka, jer su predstavljeni u obliku bitova.
Sloj veze
Ovaj kanal implementira transport i prijem okvira podataka. Sloj implementira zahtjeve mrežnog sloja i koristi fizički sloj za prijenos i prijem. Specifikacije IEEE 802.x dijele ovaj sloj na dva podsloja, kontrolu logičke veze (LLC) i kontrolu pristupa medijima (MAC). Najčešći protokoli na ovom nivou su:
- IEEE 802.2 LLC i MAC
- Ethernet
- Token Ring
Također implementira otkrivanje i ispravljanje grešaka u prijenosu na ovom nivou. Na sloju veze podataka, paket se postavlja u polje podataka okvira - enkapsulacija. Otkrivanje greške je moguće korištenjem različitih metoda. Na primjer, implementacija fiksnih granica okvira ili kontrolne sume.
Mrežni sloj
Na ovom nivou korisnici mreže su podijeljeni u grupe. Ovdje se implementira usmjeravanje paketa na osnovu MAC adresa. Mrežni sloj implementira transparentan prijenos paketa na transportni sloj. Na ovom nivou brišu se granice mreža različitih tehnologija. rad na ovom nivou. Primjer kako mrežni sloj radi prikazan je na slici 2. Najčešći protokoli su:
Crtež - 2
Transportni sloj
Na ovom nivou, tokovi informacija se dele u pakete za prenos na nivou mreže. Najčešći protokoli na ovom nivou su:
- TCP - protokol kontrole prijenosa
Nivo sesije
Na ovom nivou se odvija organizacija sesija razmjene informacija između terminalnih mašina. Na ovom nivou se određuje aktivna strana i sesija se sinhronizuje. U praksi, mnogi drugi protokoli sloja uključuju funkciju sloja sesije.
Prezentacijski sloj
Na ovom nivou, podaci se razmjenjuju između softvera na različitim operativnim sistemima. Na ovom nivou se implementira transformacija informacija (, kompresija, itd.) za prijenos toka informacija u transportni sloj. Protokole slojeva koriste i oni koji koriste više slojeve OSI modela.
Nivo aplikacije
Aplikacioni sloj implementira pristup aplikacije mreži. Sloj kontrolira prijenos datoteka i upravljanje mrežom. Korišteni protokoli:
- FTP / TFTP - Protokol za prijenos datoteka
- X 400 - email
- Telnet
- CMIP - Upravljanje informacijama
- SNMP - upravljanje mrežom
- NFS - Mrežni sistem datoteka
- FTAM - način pristupa prijenosu datoteka
