Care este modelul de rețea OSI. Straturi model OSI

Pentru a armoniza funcționarea dispozitivelor de rețea de la diferiți producători, pentru a asigura interacțiunea rețelelor care utilizează diferite medii de propagare a semnalului, a fost creat un model de referință pentru interacțiunea sistemelor deschise (OSI). Modelul de referință este ierarhic. Fiecare strat oferă servicii stratului superior și folosește serviciile stratului inferior.

Procesarea datelor începe la nivelul aplicației. După aceea, datele trec prin toate straturile modelului de referință, iar prin stratul fizic sunt trimise către canalul de comunicare. La recepție are loc procesarea inversă a datelor.

Modelul de referință OSI introduce două concepte: protocolși interfata.

Un protocol este un set de reguli pe baza cărora interacționează straturile diferitelor sisteme deschise.

O interfață este o colecție de mijloace și metode de interacțiune între elementele unui sistem deschis.

Protocolul definește regulile de interacțiune între modulele de același nivel în noduri diferite, iar interfața definește regulile pentru modulele de niveluri învecinate într-un singur nod.

Există șapte straturi ale modelului de referință OSI în total. Este de remarcat faptul că mai puține nivele sunt utilizate în stivele reale. De exemplu, popularul TCP / IP folosește doar patru straturi. De ce este asta? Vom explica puțin mai târziu. Acum să ne uităm la fiecare dintre cele șapte niveluri separat.

Straturi model OSI:

• Strat fizic. Determină tipul suportului de transmisie a datelor, caracteristicile fizice și electrice ale interfețelor, tipul semnalului. Acest strat se ocupă de biți de informații. Exemple de protocoale de nivel fizic: Ethernet, ISDN, Wi-Fi.
• Strat de legătură. Responsabil pentru accesul la mediul de transmisie, corectarea erorilor, transmiterea fiabilă a datelor. La receptie datele primite de la stratul fizic sunt împachetate în cadre, după care se verifică integritatea acestora. Dacă nu există erori, atunci datele sunt transferate în stratul de rețea. Dacă există erori, atunci cadrul este eliminat și este generată o solicitare de retransmisie. Stratul de legătură este subdivizat în două substraturi: MAC (Media Access Control) și LLC (Local Link Control). MAC reglementează accesul la mediile fizice partajate. LLC oferă servicii de nivel de rețea. Comutatoarele funcționează la nivel de legătură. Exemple de protocoale: Ethernet, PPP.
• Stratul de rețea. Sarcinile sale principale sunt rutarea - determinarea căii optime de transmisie a datelor, adresarea logică a nodurilor. În plus, acestui nivel i se poate atribui sarcina de depanare a rețelei (protocol ICMP). Stratul de rețea funcționează cu pachete. Exemple de protocoale: IP, ICMP, IGMP, BGP, OSPF).
• Stratul de transport. Conceput pentru a furniza date fără erori, pierderi și duplicare în secvența în care au fost transmise. Efectuează controlul de la capăt la capăt al transmisiei de date de la expeditor la receptor. Exemple de protocoale: TCP, UDP.
• Nivel de sesiune. Gestionează crearea / menținerea / terminarea unei sesiuni de comunicare. Exemple de protocoale: L2TP, RTCP.
• Nivel reprezentativ. Realizează transformarea datelor în forma dorită, criptare/codare, compresie.
• Nivel de aplicare. Realizează interacțiunea dintre utilizator și rețea. Interacționează cu aplicațiile la nivelul clientului. Exemple de protocoale: HTTP, FTP, Telnet, SSH, SNMP.

După ce v-ați familiarizat cu modelul de referință, să ne uităm la stiva de protocoale TCP / IP.

Modelul TCP/IP definește patru straturi. După cum puteți vedea din figura de mai sus, un strat TCP / IP poate corespunde mai multor straturi ale modelului OSI.

Niveluri de model TCP/IP:

• Stratul de interfață de rețea. Corespunde celor două straturi inferioare ale modelului OSI: canal și fizic. Pe baza acestui fapt, este clar că acest nivel determină caracteristicile mediului de transmisie (pereche torsadată, fibră optică, aer radio), tipul semnalului, metoda de codare, accesul la mediul de transmisie, corectarea erorilor, adresarea fizică (MAC). adrese). În modelul TCP/IP, protocolul Ethrnet și derivatele acestuia (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) operează la acest nivel.
• Strat de interfuncționare. Conform stratului de rețea al modelului OSI. Preia toate funcțiile sale: rutare, adresare logică (adrese IP). La acest nivel funcționează protocolul IP.
• Stratul de transport. Se conformează stratului de transport al modelului OSI. Responsabil cu livrarea pachetelor de la sursă la destinație. La acest nivel sunt implicate două protocoale: TCP și UDP. TCP este mai fiabil decât UDP datorită solicitărilor de pre-conectare, retransmisie atunci când apar erori. Totuși, în același timp, TCP este mai lent decât UDP.
• Nivel de aplicare. Sarcina sa principală este să interacționeze cu aplicațiile și procesele de pe gazde. Exemple de protocoale: HTTP, FTP, POP3, SNMP, NTP, DNS, DHCP.

Încapsularea este o metodă de împachetare a unui pachet de date în care anteturile de serviciu independente ale pachetului sunt extrase din anteturile nivelurilor inferioare prin includerea lor în nivelurile superioare.

Să luăm în considerare un exemplu concret. Să presupunem că vrem să ajungem de la computer la site. Pentru a face acest lucru, computerul nostru trebuie să pregătească o cerere http pentru a primi resursele serverului web, care stochează pagina site-ului de care avem nevoie. La nivel de aplicație, un antet HTTP este adăugat la datele (Date) browserului. În continuare, la nivel de transport, la pachetul nostru este adăugat un antet TCP, care conține numerele de port ale expeditorului și receptorului (portul 80 pentru HTTP). La nivel de rețea, se generează un antet IP care conține adresele IP ale expeditorului și destinatarului. Imediat înainte de transmitere, se adaugă un antet Ethrnet la nivelul de legătură, care conține datele fizice (adresele MAC) ale expeditorului și receptorului. După toate aceste proceduri, pachetul sub formă de biți de informație este transmis prin rețea. La receptie are loc procedura inversa. Serverul web de la fiecare nivel va verifica antetul corespunzător. Dacă verificarea are succes, atunci antetul este eliminat și pachetul merge la stratul superior. În caz contrar, întregul pachet este aruncat.

Abonați-vă la nostru

Sistemul menționat este format din șapte straturi ale modelului OSI. Fiecare protocol funcționează cu protocoale de nivel propriu, fie la un nivel inferior, fie la un nivel superior față de el însuși.

Fiecare nivel funcționează cu un anumit tip de date:

1. Fizic - bit;
2. Canal - cadru;
3. Rețea - pachet;
4. transport - segmente/datagrame;
5. Sesiune - sesiune;
6. Executiv - stream;
7. Aplicat - date

Straturi model OSI

Nivel de aplicare ( strat de aplicație)

Acesta este cel mai de sus Stratul de model de rețea OSI... Se mai numește și stratul de aplicare. Proiectat pentru interacțiunea utilizatorului cu rețeaua. Stratul oferă aplicațiilor posibilitatea de a utiliza diverse servicii de rețea.

Functii:

• acces de la distanță;
• Serviciu poștal;
• generarea de interogări la nivelul următor ( stratul de prezentare)

Protocoale de nivel de rețea:

• Bittorrent
• HTTP
• SMTP
• SNMP
• TELNET

Stratul de prezentare ( stratul de prezentare)

Acesta este al doilea nivel. Se mai numește și nivel reprezentativ. Proiectat pentru conversia protocoalelor, precum și pentru codificarea și decodarea datelor. În această etapă, cererile livrate de la nivelul aplicației sunt transformate în date pentru transmisie prin rețea și invers.

Functii:

• compresia/decomprimarea datelor;
• codificare/decodare datelor;
• redirecționarea cererilor

Protocoale de nivel de rețea:

• LPP
• NDR

Nivel de sesiune ( stratul de sesiune)

Acest Stratul de model de rețea OSI este responsabil de menținerea sesiunii de comunicare. Datorită acestui strat, aplicațiile pot interacționa între ele pentru o lungă perioadă de timp.

Functii:

• acordarea drepturilor
• creați / suspendați / restabiliți / opriți comunicarea

Protocoale de nivel de rețea:

• ISO-SP
• L2TP
• NetBIOS
• PPTP
• SMPP

Stratul de transport ( strat de transport)

Acesta este al patrulea nivel, dacă numărăm de sus. Proiectat pentru transmiterea fiabilă a datelor. În același timp, transmisia poate să nu fie întotdeauna fiabilă. Dublarea și nelivrarea trimiterii datelor sunt posibile.

Protocoale de nivel de rețea:

• UDP
• SST
• RTP

Stratul de rețea ( stratul de rețea)

The Stratul de model de rețea OSI responsabil pentru determinarea celei mai bune și mai scurte rute pentru transmiterea datelor.

Functii:

• atribuirea unei adrese
• urmărirea coliziunilor
• definirea rutei
• comutare

Protocoale de nivel de rețea:

• IPv4 / IPv6
  
• CLNP
• IPsec
• RIP
• OSPF

Strat de legătură ( Stratul de legătură de date)

Acesta este al șaselea strat, care este responsabil pentru livrarea datelor între dispozitivele care se află în aceeași zonă de rețea.

Functii:

• adresare hardware
• controlul erorilor
• corectarea erorii

Protocoale de nivel de rețea:

• ALUNECARE
• LAPD
• IEEE 802.11 LAN fără fir,
• FDDI
• ARCnet

Strat fizic ( strat fizic)

Cel mai jos și cel mai recent Stratul de model de rețea OSI... Servește la definirea metodei de transmitere a datelor în mediul fizic/electric. Să spunem orice site, de exemplu " juca cazinou online http://bestforplay.net „, se află pe un server, ale cărui interfețe transmit și un fel de semnal electric prin cabluri și fire.

Functii:

• definirea tipului de transfer de date
• transfer de date

Protocoale de nivel de rețea:

• IEEE 802.15 (Bluetooth)
• Wi-Fi 802.11
• interfață radio GSMUm
• ITU și ITU-T
• EIARS-232

Tabelul modelului OSI cu 7 straturi

În articolul de astăzi, vreau să mă întorc la elementele de bază și să vorbesc despre Modele de interoperabilitate a sistemelor deschise OSI... Acest material va fi util pentru administratorii de sistem începători și pentru toți cei interesați să construiască rețele de calculatoare.

Toate componentele rețelei, de la mediul de transmisie a datelor la echipament, funcționează și interacționează între ele conform unui set de reguli care sunt descrise în așa-numitele modele de interacțiune cu sisteme deschise.

Model de interacțiune cu sisteme deschise OSI(Open System Interconnection) a fost dezvoltat de International Standards Organization ISO (International Standards Organization).

Conform modelului OSI, datele transmise de la sursă la destinație trec șapte niveluri ... La fiecare nivel, se realizează o sarcină specifică, care în cele din urmă garantează nu numai livrarea datelor către destinația finală, ci face și transferul acestora independent de mijloacele folosite pentru aceasta. Astfel, se realizează compatibilitatea între rețele cu diferite topologii și echipamente de rețea.

Separarea tuturor facilităților conectate în rețea în niveluri simplifică proiectarea și utilizarea acestora. Cu cât nivelul este mai mare, cu atât problema pe care o rezolvă este mai dificilă. Primele trei straturi ale modelului OSI ( fizic, canal, rețea) sunt strâns legate de rețea și echipamentele de rețea utilizate. Ultimele trei niveluri ( sesiune, strat de prezentare, aplicat) sunt implementate prin intermediul sistemului de operare și al programelor de aplicație. Stratul de transport acționează ca intermediar între aceste două grupuri.

Înainte de a fi trimise prin rețea, datele sunt împărțite în pachete , adică bucăți de informații organizate într-un anumit mod astfel încât să fie înțelese de dispozitivele care primesc și emit. La trimiterea datelor, pachetul este procesat secvenţial prin intermediul tuturor straturilor modelului OSI, de la aplicaţie la fizic. La fiecare nivel, controlați informațiile de la acel nivel (numite antetul pachetului ), care este necesar pentru transmiterea cu succes a datelor prin rețea.

Ca rezultat, acest mesaj de rețea începe să semene cu un sandviș cu mai multe straturi care ar trebui să fie „comestibil” pentru computerul care l-a primit. Pentru a face acest lucru, trebuie să respectați anumite reguli pentru schimbul de date între computerele aflate în rețea. Aceste reguli sunt numite protocoale .

Pe partea de recepție, pachetul este procesat prin intermediul tuturor straturilor modelului OSI în ordine inversă, de la fizic la aplicație. La fiecare nivel, mijloacele adecvate, ghidate de protocolul de nivel, citesc informațiile pachetului, apoi elimină informațiile adăugate la pachet la același nivel de partea expeditoare și transmit pachetul prin intermediul următorului nivel. Când pachetul ajunge la nivelul aplicației, toate informațiile de control vor fi eliminate din pachet, iar datele vor reveni la forma inițială.

Acum să aruncăm o privire mai atentă asupra modului în care funcționează fiecare strat al modelului OSI:

Strat fizic - cel mai jos, in spatele lui se afla un canal de comunicare direct prin care se transmit informatiile. El participă la organizarea comunicării, ținând cont de particularitățile mediului de transmisie a datelor. Deci, conține toate informațiile despre mediul de transmisie a datelor: nivelul și frecvența semnalului, prezența interferenței, nivelul de atenuare a semnalului, rezistența canalului etc. În plus, el este responsabil pentru transmiterea fluxului de informații și transformarea acestuia în conformitate cu metodele de codare existente. Stratul fizic este inițial atribuit echipamentelor de rețea.
Este de remarcat faptul că cu ajutorul stratului fizic este determinată rețeaua cu fir și fără fir. În primul caz, un cablu este utilizat ca mediu fizic, în al doilea, orice tip de comunicare fără fir, de exemplu, unde radio sau radiații infraroșii.

Strat de legătură îndeplinește cea mai dificilă sarcină - asigură transmisia garantată a datelor folosind algoritmi de strat fizic și verifică corectitudinea datelor primite.

Înainte de a iniția transmisia de date, se determină disponibilitatea canalului de transmisie a datelor. Informațiile sunt transmise prin blocuri care poartă numele cadre , sau rame ... Fiecare astfel de cadru este furnizat cu o secvență de biți la sfârșitul și începutul blocului și este, de asemenea, completat cu o sumă de control. Când un astfel de bloc este primit la nivelul de legătură de date, receptorul trebuie să verifice integritatea blocului și să compare suma de control primită cu suma de control inclusă în compoziția sa. Dacă se potrivesc, datele sunt considerate corecte, în caz contrar se înregistrează o eroare și este necesară o retransmitere. În orice caz, un semnal este trimis expeditorului cu rezultatul operației, iar acest lucru se întâmplă cu fiecare cadru. Astfel, a doua sarcină importantă a stratului de legătură de date este validarea datelor.

Stratul de legătură poate fi implementat atât în ​​hardware (de exemplu, folosind comutatoare), cât și folosind software (de exemplu, un driver de adaptor de rețea).

Stratul de rețea este necesar să se efectueze lucrări de transmitere a datelor cu o determinare prealabilă a căii optime pentru deplasarea pachetelor. Deoarece o rețea poate consta din segmente cu topologii diferite, sarcina principală a stratului de rețea este de a determina calea cea mai scurtă, transformând în același timp adresele logice și numele dispozitivelor de rețea în reprezentarea lor fizică. Acest proces se numește rutare , iar importanța sa poate fi cu greu supraestimată. Având o schemă de rutare care este actualizată în mod constant datorită apariției diferitelor tipuri de „congestie” în rețea, transferul de date se efectuează cât mai curând posibil și la viteza maximă.

Stratul de transport este folosit pentru a organiza transmiterea fiabilă a datelor, care exclude pierderea informațiilor, incorectitudinea sau duplicarea acesteia. Totodată, se monitorizează respectarea secvenței corecte la transmiterea și primirea datelor, împărțindu-le în pachete mai mici sau combinându-le în altele mai mari pentru a păstra integritatea informațiilor.

Nivel de sesiune este responsabil pentru crearea, menținerea și menținerea unei sesiuni de comunicare pentru timpul necesar pentru finalizarea transferului întregii cantități de date. În plus, sincronizează transmisia pachetelor prin verificarea livrării și integrității pachetului. În procesul de transfer de date, sunt create puncte de control speciale. Dacă există o eroare în timpul transmiterii și recepției, pachetele lipsă sunt trimise din nou, începând de la cel mai apropiat punct de control, ceea ce vă permite să transferați întreaga cantitate de date cât mai curând posibil, oferind o viteză în general bună.

Stratul de prezentare (sau, cum se mai spune, nivel reprezentativ ) este intermediar, sarcina sa principală este de a converti datele dintr-un format pentru transmisie printr-o rețea într-un format ușor de înțeles la un nivel superior și invers. În plus, el este responsabil pentru conversia datelor într-un singur format: atunci când informațiile sunt transferate între două rețele complet diferite cu formate de date diferite, apoi înainte de a le procesa, este necesar să le aducem într-o formă care să fie de înțeles atât pentru destinatar. iar expeditorul. La acest nivel sunt utilizați algoritmii de criptare și compresie a datelor.

Nivel de aplicare - ultimul și cel mai înalt din modelul OSI. Responsabil de comunicarea rețelei cu utilizatorii - aplicații care necesită informații de la serviciile de rețea de toate nivelurile. Cu ajutorul acestuia, puteți afla tot ce s-a întâmplat în timpul transferului de date, precum și informații despre erorile care au apărut în timpul transferului. In plus, acest nivel asigura functionarea tuturor proceselor externe efectuate prin accesul la retea - baze de date, clienti de mail, manageri de download de fisiere etc.

Pe internet am găsit o poză în care a prezentat un autor necunoscut Model de rețea OSI sub formă de burger. Cred că aceasta este o imagine foarte memorabilă. Dacă dintr-o dată într-o anumită situație (de exemplu, la un interviu atunci când aplicați pentru un loc de muncă) trebuie să enumerați toate cele șapte niveluri ale modelului OSI în ordinea corectă din memorie - amintiți-vă doar această imagine și vă va ajuta. Pentru comoditate, am tradus numele nivelurilor din engleză în rusă: Asta este tot pentru astăzi. În articolul următor voi continua subiectul și voi vorbi despre el.

Model de rețea OSI- acesta este un model de referință pentru interconectarea sistemelor deschise, în engleză sună ca Open Systems Interconnection Basic Reference Model. Scopul său într-o vedere generalizată a instrumentelor de rețea.

Adică, modelul OSI este un standard generalizat pentru dezvoltatorii de software, datorită căruia orice computer poate decripta în mod egal datele transmise de la un alt computer. Pentru a fi clar, voi da un exemplu de viață. Se știe că albinele văd totul în jurul lor în lumina violetă a dimineții. Adică, ochii și albinele noștri percep aceeași imagine în moduri complet diferite, iar ceea ce văd insectele poate fi imperceptibil pentru vederea umană.

Același lucru este și cu computerele - dacă un dezvoltator scrie o aplicație în orice limbaj de programare pe care computerul său îl înțelege, dar nu este disponibil pentru niciun alt dispozitiv, atunci pe orice alt dispozitiv nu veți putea citi documentul creat de această aplicație. Prin urmare, ne-a venit ideea de a urma un singur set de reguli, pe înțelesul tuturor, atunci când scriem aplicații.

Pentru claritate, procesul de funcționare a rețelei este de obicei împărțit în 7 niveluri, fiecare dintre ele având propriul său grup de protocoale.

Protocol de rețea Sunt regulile și procedurile tehnice care permit computerelor din rețea să se conecteze și să facă schimb de date.
Un grup de protocoale unite printr-un singur scop final se numește stivă de protocoale.

Există mai multe protocoale care sunt implicate în întreținerea sistemelor pentru a îndeplini diferite sarcini, cum ar fi stiva TCP / IP. Să aruncăm o privire atentă asupra modului în care informațiile de la un computer sunt trimise prin rețeaua locală către alt computer.

Sarcini ale computerului SENDER:

• Preluați date din aplicație
• Împărțiți-le în pachete mici dacă volum mare
• Pregătiți-vă pentru transmisie, adică indicați ruta de urmat, criptați și re-codificați în format de rețea.

Sarcinile computerului DESTINARULUI:

• Acceptați pachete de date
• Eliminați informațiile de service din acesta
• Copiați datele în clipboard
• După primirea completă a tuturor pachetelor, formați blocul de date original din acestea
• Dă-l aplicației

Pentru a efectua corect toate aceste operatii este nevoie de un singur set de reguli, adica modelul de referinta OSI.

Să revenim la straturile OSI. Se obișnuiește să le numărăm în ordine inversă, iar în partea de sus a tabelului sunt aplicații de rețea, iar în partea de jos - mediul fizic de transmitere a informațiilor. Pe măsură ce datele călătoresc de la computer direct la cablul de rețea, protocoalele de la diferite straturi le transformă treptat în pregătirea pentru transmiterea fizică.

Să le aruncăm o privire mai atentă.

7. Stratul de aplicare

Sarcina sa este să preia date din aplicația de rețea și să le trimită la nivelul 6.

6. Stratul de prezentare

Traduce aceste date într-o singură limbă universală. Faptul este că fiecare procesor de computer are propriul format de procesare a datelor, dar trebuie să intre în rețea într-un format universal - asta face stratul de prezentare.

5. Stratul de sesiune

Are multe sarcini.

1. Stabiliți o sesiune de comunicare cu destinatarul. Software-ul avertizează computerul receptor că datele îi vor fi trimise acum.
2. Recunoașterea și protecția numelui are loc aici:
   • identificare – recunoașterea numelui
   • autentificare - verificarea parolei
   • înregistrare - atribuire de competenţe
3. Implementarea cărei părți efectuează transferul de informații și cât timp va dura.
4. Aranjarea punctelor de control în fluxul general de date, astfel încât în ​​caz de pierdere a unei piese să fie ușor de stabilit care parte este pierdută și să fie trimisă din nou.
5. Segmentarea este o defalcare a unui bloc mare în pachete mici.

4. Stratul de transport

Oferă aplicațiilor gradul de protecție necesar la livrarea mesajelor. Există două grupuri de protocoale:

• Protocoale care sunt orientate spre conexiune - urmăresc livrarea datelor și, dacă este necesar, solicită retrimiterea în caz de eșec. Acesta este TCP - protocolul de control al transmisiei.
• Fără conexiune (UDP) - pur și simplu trimit blocuri și nu mai urmăresc livrarea.

3. Stratul de rețea

Oferă transmiterea de la capăt la capăt a unui pachet prin calcularea rutei acestuia. La acest nivel, în pachete, adresele IP ale expeditorului și receptorului sunt adăugate la toate informațiile anterioare generate de alte niveluri. Din acest moment pachetul de date se numește PACHETUL însuși, care are >> adrese IP (protocolul IP este un protocol de internetworking).

2. Stratul de legătură de date

Aici, un pachet este transmis într-un singur cablu, adică într-o rețea locală. Funcționează doar până la routerul edge al unei rețele LAN. La pachetul primit, stratul de legătură adaugă propriul antet - adresele MAC ale expeditorului și receptorului, iar în această formă blocul de date este deja numit FRAME.

Atunci când este transmis în afara unei rețele locale, pachetului i se atribuie MAC-ul nu al gazdei (calculatorului), ci al routerului celeilalte rețele. Prin urmare, apare întrebarea IP gri și alb, care a fost discutată în articolul către care a fost dat linkul mai sus. Gri este o adresă dintr-o rețea locală care nu este utilizată în afara acesteia. White este o adresă unică pe întregul internet global.

Când un pachet ajunge la routerul de frontieră, pachetul IP este înlocuit cu IP-ul acestui router și întreaga rețea locală merge la global, adică la Internet, sub o singură adresă IP. Dacă adresa este albă, atunci partea de date cu adresa IP nu se modifică.

1. Stratul fizic (stratul de transport)

Responsabil pentru conversia informațiilor binare într-un semnal fizic, care este trimis către canalul fizic de transmisie a datelor. Dacă este un cablu, atunci semnalul este electric, dacă este o rețea de fibră optică, atunci este un semnal optic. Această conversie se realizează folosind un adaptor de rețea.

Stive de protocol

TCP/IP este o stivă de protocoale care controlează transmiterea datelor atât în ​​rețeaua locală, cât și pe internetul global. Această stivă conține 4 straturi, adică conform modelului de referință OSI, fiecare dintre ele combină mai multe straturi.

1. Aplicat (de OSI - Aplicat, Prezentare și Sesiune)
   Următoarele protocoale sunt responsabile pentru acest nivel:
   • TELNET - o sesiune de comunicare la distanță sub forma unei linii de comandă
   • FTP - Protocol de transfer de fișiere
   • SMTP - Mail Transfer Protocol
   • POP3 și IMAP - primirea e-mailului
   • HTTP - lucrul cu documente hipertext
2. Transportul (conform OSI la fel) este TCP și UDP deja descrise mai sus.
3. Internetul (conform OSI - rețea) este protocolul IP
4. Stratul de interfață de rețea (conform OSI - canal și fizic) Driverele adaptoarelor de rețea sunt responsabile pentru funcționarea acestui strat.

Terminologia blocurilor de date

• Flux - datele care sunt operate la nivel de aplicație
• O datagramă este un bloc de date la ieșirea dintr-un UPD, adică care nu are o livrare garantată.
• Segment - un bloc garantat pentru livrare la ieșire din protocolul TCP
• Un pachet este un bloc de date ieșite din protocolul IP. întrucât la acest nivel nu este încă garantat livrarea, poate fi numită și datagramă.
• Un cadru este un bloc cu adrese MAC atribuite.

Pentru o reprezentare unificată a datelor în rețele cu dispozitive și software eterogene, Organizația Internațională de Standardizare (ISO) a dezvoltat un model de comunicare de bază pentru sistemele deschise OSI (Open System Interconnection). Acest model descrie regulile și procedurile de transmitere a datelor în diferite medii de rețea la stabilirea unei sesiuni de comunicare. Elementele principale ale modelului sunt straturile, procesele de aplicare și conectivitatea fizică. În fig. 1.10 prezintă structura modelului de bază.

Fiecare strat al modelului OSI îndeplinește o sarcină specifică în procesul de transmitere a datelor prin rețea. Modelul de bază stă la baza dezvoltării protocoalelor de rețea. OSI împarte funcțiile de comunicare ale rețelei în șapte straturi, fiecare dintre ele deservește o parte diferită a procesului de interconectare a sistemelor deschise.

Modelul OSI descrie doar comunicațiile de sistem, nu aplicațiile utilizatorului final. Aplicațiile își implementează propriile protocoale de comunicare accesând instrumentele de sistem.

Orez. 1.10. Model OSI

Dacă o aplicație poate prelua funcțiile unora dintre straturile superioare ale modelului OSI, atunci pentru schimbul de date accesează instrumentele de sistem care îndeplinesc funcțiile straturilor inferioare rămase ale modelului OSI.

Interacțiunea stratului modelului OSI

Modelul OSI poate fi clasificat în două modele diferite, așa cum se arată în Fig. 1.11:

Un model orizontal bazat pe protocol care oferă un mecanism pentru interacțiunea programelor și proceselor pe diferite mașini;

Un model vertical bazat pe servicii furnizate de straturi adiacente unul altuia pe aceeași mașină.

Fiecare nivel al computerului expeditor interacționează cu același nivel al computerului receptor ca și cum ar fi conectat direct. O astfel de legătură se numește legătură logică sau virtuală. În realitate, interacțiunea are loc între nivelurile adiacente ale aceluiași computer.

Deci, informațiile de pe computerul care trimite trebuie să treacă prin toate nivelurile. Apoi este transmis prin mediul fizic către computerul receptor și trece din nou prin toate straturile până ajunge la același nivel de la care a fost trimis pe computerul expeditor.

În modelul orizontal, cele două programe necesită un protocol comun pentru schimbul de date. În modelul vertical, straturile adiacente comunică folosind API-uri (Application Programming Interface).

Orez. 1.11. Diagrama interacțiunii calculatoarelor în modelul de referință de bază OSI

Datele sunt împărțite în pachete înainte de a fi trimise în rețea. Un pachet este o unitate de informație transmisă între stații dintr-o rețea.

La trimiterea datelor, pachetul trece secvenţial prin toate straturile software-ului. La fiecare nivel, la pachet se adaugă informații de control ale acestui nivel (antet), care sunt necesare pentru transmiterea cu succes a datelor prin rețea, așa cum se arată în Fig. 1.12, unde Zag este antetul pachetului, Kon este sfârșitul pachetului.

Pe partea de recepție, pachetul trece prin toate straturile în ordine inversă. La fiecare strat, protocolul acestui strat citește informațiile pachetului, apoi elimină informațiile adăugate pachetului la același nivel de partea care trimite și trece pachetul la stratul următor. Când pachetul ajunge la stratul Aplicație, toate informațiile de control vor fi eliminate din pachet, iar datele vor reveni la forma inițială.

Orez. 1.12. Formarea pachetului fiecărui nivel al modelului cu șapte niveluri

Fiecare nivel al modelului își îndeplinește funcția. Cu cât nivelul este mai mare, cu atât problema pe care o rezolvă este mai dificilă.

Este convenabil să ne gândim la straturile individuale ale modelului OSI ca la grupuri de programe concepute pentru a îndeplini funcții specifice. Un strat, de exemplu, este responsabil pentru furnizarea conversiei datelor de la ASCII la EBCDIC și conține programele necesare pentru a îndeplini această sarcină.

Fiecare strat oferă un serviciu stratului superior, solicitând la rândul său serviciul stratului inferior. Straturile superioare solicită un serviciu aproape în același mod: de regulă, este o cerință să direcționați unele date de la o rețea la alta. Implementarea practică a principiilor abordării datelor este atribuită nivelurilor inferioare. În fig. 1.13 oferă o scurtă descriere a funcțiilor tuturor nivelurilor.

Orez. 1.13. Funcții ale stratului modelului OSI

Modelul considerat definește interacțiunea sistemelor deschise de la diferiți producători în aceeași rețea. Prin urmare, ea efectuează acțiuni de coordonare pentru ei pe:

Interacțiunea proceselor aplicate;

Formulare de prezentare a datelor;

Stocarea uniformă a datelor;

Managementul resurselor de rețea;

Securitatea datelor și protecția informațiilor;

Diagnosticarea programelor și mijloacelor tehnice.

Strat de aplicație

Stratul de aplicație oferă proceselor de aplicație mijloace de acces la zona de interacțiune, este nivelul superior (al șaptelea) și se învecinează direct cu procesele de aplicare.

În realitate, stratul de aplicație este o colecție de protocoale diferite care permit utilizatorilor rețelei să acceseze resurse partajate, cum ar fi fișiere, imprimante sau pagini Web hipertext, și să își organizeze colaborarea, cum ar fi utilizarea protocolului de e-mail. Elementele de serviciu specifice aplicației oferă un serviciu pentru programe de aplicație specifice, cum ar fi programe de transfer de fișiere și programe de emulare a terminalelor. Dacă, de exemplu, un program trebuie să trimită fișiere, atunci se va utiliza protocolul de transfer, acces și gestionare a fișierelor FTAM (File Transfer, Access, and Management). În modelul OSI, o aplicație care trebuie să îndeplinească o anumită sarcină (de exemplu, actualizarea unei baze de date pe un computer) trimite date specifice sub formă de Datagramă la nivelul aplicației. Una dintre sarcinile principale ale acestui nivel este de a determina cum trebuie tratată cererea unei aplicații, cu alte cuvinte, ce fel de cerere ar trebui să accepte o anumită cerere.

Unitatea de date pe care stratul de aplicație operează este de obicei numită mesaj.

Stratul de aplicație îndeplinește următoarele funcții:

1. Efectuarea diferitelor tipuri de muncă.

Transfer de fișier;

Managementul locurilor de muncă;

Managementul sistemului, etc.

2. Identificarea utilizatorilor prin parole, adrese, semnături electronice;

3. Determinarea abonaților funcționali și a posibilității de acces la noi procese de aplicare;

4. Determinarea gradului de adecvare a resurselor disponibile;

5. Organizarea cererilor de conectare cu alte procese de aplicare;

6. Transferarea aplicațiilor la nivel reprezentativ pentru metodele necesare de descriere a informațiilor;

7. Selectarea procedurilor pentru dialogul planificat al proceselor;

8. Gestionarea datelor schimbate prin procesele de aplicație și sincronizarea interacțiunii proceselor de aplicație;

9. Determinarea calității serviciului (timpul de livrare a blocurilor de date, rata de eroare admisibilă);

10. Acord privind corectarea erorilor și validarea datelor;

11. Negocierea restricțiilor impuse sintaxei (seturi de caractere, structura datelor).

Aceste funcții definesc tipurile de servicii pe care stratul de aplicație le oferă proceselor de aplicație. În plus, stratul de aplicație transferă către procesele aplicației serviciul oferit de straturile fizice, de canal, de rețea, de transport, de sesiune și de prezentare.

La nivel de aplicație, este necesar să se furnizeze utilizatorilor informațiile deja procesate. Sistemul și software-ul utilizatorului se pot ocupa de acest lucru.

Stratul de aplicație este responsabil pentru accesarea aplicațiilor în rețea. Sarcinile acestui nivel sunt transferul de fișiere, mesageria prin e-mail și gestionarea rețelei.

Cele mai comune protocoale din cele trei straturi superioare sunt:

FTP (File Transfer Protocol) protocol de transfer de fișiere;

TFTP (Trivial File Transfer Protocol) este cel mai simplu protocol de transfer de fișiere;

e-mail X.400;

Lucru Telnet cu un terminal la distanță;

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) este un protocol simplu de schimb de e-mail;

CMIP (Common Management Information Protocol) protocol general de gestionare a informațiilor;

IP SLIP (Serial Line IP) pentru linii seriale. Protocol serial de transfer de date caracter cu caracter;

SNMP (Simple Network Management Protocol) este un protocol simplu de gestionare a rețelei;

FTAM (File Transfer, Access, and Management) este un protocol de transfer, acces și gestionare a fișierelor.

Stratul de prezentare

Funcțiile acestui nivel sunt prezentarea datelor transferate între procesele de aplicare în forma cerută.

Acest strat asigură că informațiile transmise de stratul de aplicație vor fi înțelese de stratul de aplicație într-un alt sistem. Dacă este necesar, stratul de prezentare, în momentul transferului de informații, convertește formatele de date într-un anumit format comun de prezentare, iar în momentul recepției, în consecință, realizează transformarea inversă. În acest fel, straturile de aplicație pot depăși, de exemplu, diferențele sintactice în prezentarea datelor. Această situație poate apărea pe o rețea LAN cu computere eterogene (PC IBM și Macintosh) care trebuie să facă schimb de date. Deci, în domeniile bazelor de date, informațiile ar trebui să fie prezentate sub formă de litere și numere și, adesea, sub forma unei imagini grafice. Trebuie să procesați aceste date, de exemplu, ca numere în virgulă mobilă.

Prezentarea generală a datelor se bazează pe sistemul ASN.1 unificat pentru toate nivelurile modelului. Acest sistem servește pentru a descrie structura fișierelor și, de asemenea, vă permite să rezolvați problema criptării datelor. La acest nivel se poate realiza criptarea și decriptarea datelor, datorită cărora se asigură secretul schimbului de date pentru toate serviciile aplicației simultan. Un exemplu de astfel de protocol este Secure Socket Layer (SSL), care oferă mesagerie securizată pentru protocoalele stratului de aplicație ale stivei TCP/IP. Acest strat oferă conversia datelor (codificare, compresie etc.) a stratului de aplicație într-un flux de informații pentru stratul de transport.

Nivelul reprezentativ îndeplinește următoarele funcții principale:

1. Generarea de solicitări pentru stabilirea sesiunilor de interacțiune între procesele de aplicare.

2. Coordonarea prezentării datelor între procesele de aplicare.

3. Implementarea formularelor de prezentare a datelor.

4. Prezentarea materialului grafic (desene, imagini, diagrame).

5. Clasificarea datelor.

6. Transferul cererilor de încheiere a sesiunilor.

Protocoalele de nivel de prezentare fac de obicei parte din primele trei protocoale de nivel de model.

Stratul de sesiune

Stratul de sesiune este stratul care definește procedura de desfășurare a sesiunilor între utilizatori sau procesele aplicației.

Stratul de sesiune oferă controlul conversației pentru a înregistra ce parte este activă în prezent și oferă, de asemenea, un mijloc de sincronizare. Acestea din urmă permit inserarea punctelor de întrerupere în treceri lungi, astfel încât, dacă apare o defecțiune, să puteți reveni la ultimul punct de întrerupere în loc să o luați de la capăt. În practică, puține aplicații folosesc stratul de sesiune și este rar implementat.

Stratul de sesiune gestionează transferul de informații între procesele aplicației, coordonează recepția, transmiterea și emiterea unei sesiuni de comunicare. În plus, stratul de sesiune conține suplimentar funcțiile de gestionare a parolelor, managementul dialogului, sincronizarea și anularea comunicării în sesiunea de transmisie după eșec din cauza erorilor din straturile inferioare. Funcțiile acestui nivel sunt de a coordona comunicarea între două aplicații care rulează pe stații de lucru diferite. Acest lucru se întâmplă sub forma unui dialog bine structurat. Aceste caracteristici includ crearea unei sesiuni, controlul transmiterii și recepționării pachetelor de mesaje în timpul unei sesiuni și încheierea unei sesiuni.

La nivel de sesiune, se stabilește care va fi transferul între două procese de aplicare:

Half-duplex (procesele vor transmite și vor primi date pe rând);

Duplex (procesele vor transmite date și le vor primi în același timp).

În modul half-duplex, stratul de sesiune emite un token de date procesului care începe transferul. Când vine momentul ca al doilea proces să răspundă, i se transmite un token de date. Stratul de sesiune permite transmiterea numai către partea care deține jetonul de date.

Stratul de sesiune oferă următoarele funcții:

1. Stabilirea și încetarea la nivel de sesiune a conexiunii dintre sistemele care interacționează.

2. Efectuați schimb de date normal și urgent între procesele de aplicare.

3. Managementul interacțiunii proceselor aplicate.

4. Sincronizarea conexiunilor de sesiune.

5. Sesizarea proceselor de aplicare a situațiilor excepționale.

6. Stabilirea etichetelor în procesul de aplicare care să permită, după o eroare sau eroare, restabilirea execuției acesteia de la cea mai apropiată etichetă.

7. Întreruperea, dacă este cazul, a procesului de aplicare și reluarea corectă a acestuia.

8. Încheierea sesiunii fără pierderea datelor.

9. Trimiterea de mesaje speciale despre cursul sesiunii.

Stratul de sesiune este responsabil pentru organizarea sesiunilor de schimb de date între mașinile finale. Protocoalele de sesiune fac de obicei parte din primele trei straturi ale modelului.

Stratul de transport

Stratul de transport este conceput pentru transmiterea de pachete printr-o rețea de comunicații. La nivel de transport, pachetele sunt împărțite în blocuri.

Pe drumul de la expeditor la destinatar, pachetele pot fi deformate sau pierdute. În timp ce unele aplicații au propriile lor facilități de gestionare a erorilor, există unele care preferă să se ocupe imediat de o conexiune fiabilă. Sarcina stratului de transport este să se asigure că aplicațiile sau straturile superioare ale modelului (aplicație și sesiune) transferă date cu gradul de fiabilitate pe care îl necesită. Modelul OSI definește cinci clase de servicii furnizate de stratul de transport. Aceste tipuri de servicii se disting prin calitatea serviciilor oferite: urgență, capacitatea de a restabili o conexiune întreruptă, disponibilitatea facilităților de multiplexare pentru conexiuni multiple între diferite protocoale de aplicație prin intermediul unui protocol de transport comun și, cel mai important, capacitatea de a detecta și corectați erorile de transmisie, cum ar fi distorsiunea, pierderea și duplicarea pachetelor.

Stratul de transport determină adresarea dispozitivelor fizice (sisteme, părțile acestora) din rețea. Acest nivel garantează livrarea blocurilor de informații către destinatari și controlează această livrare. Sarcina sa principală este de a oferi forme eficiente, convenabile și fiabile de transfer de informații între sisteme. Când sunt procesate mai mult de un pachet, stratul de transport controlează ordinea în care trec pachetele. Dacă trece un duplicat al unui mesaj primit anterior, atunci acest strat recunoaște acest lucru și ignoră mesajul.

Funcțiile stratului de transport includ:

1. Gestionarea transmisiei prin rețea și asigurarea integrității blocurilor de date.

2. Detectarea erorilor, eliminarea parțială a acestora și raportarea erorilor necorectate.

3. Restabilirea transmisiei după defecțiuni și defecțiuni.

4. Consolidarea sau împărțirea blocurilor de date.

5. Acordarea prioritatilor la transferul blocurilor (normale sau urgente).

6. Confirmarea transferului.

7. Eliminarea blocurilor în cazul blocajelor în rețea.

Începând cu stratul de transport, toate protocoalele de deasupra sunt implementate de software, de obicei inclus în sistemul de operare al rețelei.

Cele mai comune protocoale de nivel de transport includ:

TCP (Transmission Control Protocol) Protocol de control al transmisiei TCP/IP;

UDP (User Datagram Protocol) protocol de datagramă utilizator TCP / IP stivă;

NCP (NetWare Core Protocol) este protocolul de bază pentru rețelele NetWare;

SPX (Sequenced Packet eXchange) schimbul ordonat de pachete din stiva Novell;

TP4 (Transmission Protocol) este un protocol de transmisie de clasa 4.

Stratul de rețea

Stratul de rețea asigură așezarea canalelor care conectează sistemele de abonat și administrativ prin rețeaua de comunicații, alegerea rutei în cel mai rapid și mai fiabil mod.

Stratul de rețea stabilește comunicarea într-o rețea de calculatoare între două sisteme și asigură așezarea canalelor virtuale între ele. Un canal virtual sau logic este o astfel de funcționare a componentelor rețelei care creează iluzia de a stabili calea necesară între componentele care interacționează. În plus, stratul de rețea raportează erori la nivelul de transport. Mesajele de nivel de rețea sunt denumite în mod obișnuit pachete. În ele sunt plasate bucăți de date. Nivelul de rețea este responsabil pentru adresarea și livrarea acestora.

Plasarea celei mai bune căi pentru transmiterea datelor se numește rutare, iar soluția acesteia este sarcina principală a stratului de rețea. Această problemă este agravată de faptul că calea cea mai scurtă nu este întotdeauna cea mai bună. Adesea, criteriul de alegere a unei rute este timpul de transmitere a datelor de-a lungul acelei rute; depinde de lățimea de bandă a canalelor de comunicație și de intensitatea traficului, care se poate modifica în timp. Unii algoritmi de rutare încearcă să se adapteze la schimbările de încărcare, în timp ce alții iau decizii bazate pe medii în timp. Selectarea rutei poate fi efectuată în funcție de alte criterii, de exemplu, fiabilitatea transmisiei.

Protocolul stratului de legătură asigură livrarea datelor între orice nod numai într-o rețea cu o topologie tipică adecvată. Aceasta este o limitare foarte severă care nu permite construirea de rețele cu o structură dezvoltată, de exemplu, rețele care combină mai multe rețele de întreprindere într-o singură rețea sau rețele foarte fiabile în care există conexiuni redundante între noduri.

Astfel, în cadrul rețelei, livrarea datelor este reglementată de nivelul de legătură, în timp ce nivelul de rețea este responsabil pentru livrarea datelor între rețele. Atunci când se organizează livrarea pachetelor la nivel de rețea, se folosește conceptul de număr de rețea. În acest caz, adresa destinatarului constă dintr-un număr de rețea și un număr de computer din acea rețea.

Rețelele sunt interconectate prin dispozitive speciale numite routere. Un router este un dispozitiv care colectează informații despre topologia conexiunii la internet și, pe baza acesteia, transmite pachetele din stratul de rețea către rețeaua de destinație. Pentru a transfera un mesaj de la un expeditor situat într-o rețea către un destinatar situat într-o altă rețea, trebuie să faceți un anumit număr de hopuri între rețele, alegând de fiecare dată o rută potrivită. Astfel, o rută este o secvență de routere prin care se deplasează un pachet.

Stratul de rețea este responsabil pentru împărțirea utilizatorilor în grupuri și rutarea pachetelor pe baza traducerii adreselor MAC în adrese de rețea. Stratul de rețea asigură, de asemenea, transmiterea transparentă a pachetelor către stratul de transport.

Stratul de rețea îndeplinește funcțiile:

1. Crearea conexiunilor de rețea și identificarea porturilor acestora.

2. Detectarea si corectarea erorilor aparute in timpul transmiterii prin reteaua de comunicatii.

3. Controlul fluxului de pachete.

4. Organizarea (ordonarea) secvenţelor de pachete.

5. Rutare și comutare.

6. Segmentarea și consolidarea pachetelor.

La nivelul rețelei, sunt definite două tipuri de protocoale. Primul tip se referă la definirea regulilor pentru transferul de pachete cu date ale nodurilor finale de la un nod la un router și între routere. Acestea sunt protocoalele la care se face referire în mod obișnuit când se vorbește despre protocoale de nivel de rețea. Cu toate acestea, un alt tip de protocol, numit protocoale de schimb de informații de rutare, este adesea denumit stratul de rețea. Routerele folosesc aceste protocoale pentru a colecta informații despre topologia interconectarii.

Protocoalele de nivel de rețea sunt implementate de modulele software ale sistemului de operare, precum și de software-ul și hardware-ul routerelor.

Cele mai frecvent utilizate protocoale la nivel de rețea sunt:

IP (Internet Protocol) Internet Protocol, un protocol de rețea al stivei TCP/IP care oferă informații despre adresă și rutare;

IPX (Internetwork Packet Exchange) este un protocol de schimb de pachete de internetworking pentru adresarea și rutarea pachetelor în rețelele Novell;

X.25 este un standard internațional pentru comunicațiile globale cu comutare de pachete (acest protocol este implementat parțial la nivelul 2);

CLNP (Connection Less Network Protocol) este un protocol de rețea fără conexiune.

Legătură de date

Unitatea de informare a stratului de legătură sunt cadrele (cadru). Cadrele sunt o structură organizată logic în care puteți pune date. Sarcina stratului de legătură este de a transfera cadre de la nivelul de rețea la nivelul fizic.

La nivelul fizic, biții sunt pur și simplu transferați. Aceasta nu ține cont de faptul că în unele rețele, în care liniile de comunicație sunt utilizate alternativ de mai multe perechi de calculatoare care interacționează, mediul fizic de transmisie poate fi ocupat. Prin urmare, una dintre sarcinile stratului de legătură este de a verifica disponibilitatea mediului de transmisie. O altă sarcină a stratului de legătură de date este implementarea mecanismelor de detectare și corectare a erorilor.

Stratul de legătură asigură că fiecare cadru este transmis corect prin plasarea unei secvențe speciale de biți la începutul și la sfârșitul fiecărui cadru pentru a-l marca și, de asemenea, calculează o sumă de control prin însumarea tuturor octeților unui cadru într-un anumit mod și adăugând suma de control. la cadru. Când sosește un cadru, receptorul calculează din nou suma de control a datelor primite și compară rezultatul cu suma de control din cadru. Dacă se potrivesc, cadrul este considerat corect și acceptat. Dacă sumele de control nu se potrivesc, atunci este înregistrată o eroare.

Sarcina stratului de legătură este să preia pachetele care vin din stratul de rețea și să le pregătească pentru transmisie, punându-le într-un cadru de dimensiunea corespunzătoare. Acest strat este necesar pentru a determina unde începe și unde se termină blocul, precum și pentru a detecta erorile de transmisie.

La același nivel, sunt determinate regulile de utilizare a stratului fizic de către nodurile de rețea. Reprezentarea electrică a datelor în LAN (biți de date, metode de codare a datelor și markeri) sunt recunoscute la acest și numai la acest nivel. Aici sunt detectate și corectate erorile (prin cereri de retransmisie).

Stratul de legătură asigură crearea, transmiterea și recepția cadrelor de date. Acest strat servește cererile de nivel de rețea și utilizează serviciul de nivel fizic pentru a primi și transmite pachete. Specificațiile IEEE 802.X împart stratul de legătură de date în două substraturi:

LLC (Logical Link Control) este un control logic de legătură. Substratul LLC oferă servicii de nivel de rețea și este asociat cu trimiterea și primirea mesajelor utilizatorului.

Controlul accesului media MAC (Media Assess Control). Substratul MAC reglează accesul la mediul fizic partajat (transfer de token sau detectarea coliziunii sau coliziunii) și controlează accesul la canalul de comunicație. Substratul LLC este deasupra substratului MAC.

Stratul de legătură definește accesul media și controlul transmisiei printr-o procedură de legătură de date.

Când dimensiunea blocurilor de date transmise este mare, stratul de legătură le împarte în cadre și transmite cadrele sub formă de secvențe.

La primirea cadrelor, stratul formează blocurile de date transmise din acestea. Dimensiunea blocului de date depinde de metoda de transmisie, de calitatea canalului prin care este transmis.

În rețelele locale, protocoalele de nivel de legătură sunt utilizate de computere, poduri, comutatoare și routere. În computere, funcțiile stratului de legătură sunt implementate în comun de adaptoarele de rețea și driverele acestora.

Stratul de legătură poate îndeplini următoarele tipuri de funcții:

1. Organizarea (stabilirea, managementul, terminarea) conexiunilor de canal și identificarea porturilor acestora.

2. Organizarea si transferul de personal.

3. Detectarea si corectarea erorilor.

4. Controlul fluxului de date.

5. Asigurarea transparenței canalelor logice (transmiterea datelor codificate în orice mod).

Cele mai frecvent utilizate protocoale de nivel de legătură includ:

HDLC (High Level Data Link Control) protocol de control al legăturii de date la nivel înalt pentru conexiuni seriale;

IEEE 802.2 LLC (Tipul I și Tipul II) oferă MAC pentru medii 802.x;

Tehnologie de rețea Ethernet în conformitate cu standardul IEEE 802.3 pentru rețelele care utilizează o topologie de magistrală și acces partajat cu ascultarea operatorului și detectarea coliziunilor;

Tehnologia de rețea Token Ring conform standardului IEEE 802.5 folosind o topologie inel și o metodă de trecere a simbolurilor de acces la inel;

FDDI (Fiber Distributed Date Interface Station) este o tehnologie de rețea IEEE 802.6 care utilizează medii de fibră optică;

X.25 este un standard internațional pentru comunicațiile globale cu comutare de pachete;

Rețea Frame Relay, organizată din tehnologii X25 și ISDN.

Strat fizic

Stratul fizic este conceput pentru a interfața cu mijloacele fizice ale conexiunii. Conectivitatea fizică este o colecție de medii fizice, hardware și software care transferă semnale între sisteme.

Mediul fizic este o substanță materială prin care sunt transmise semnale. Mediul fizic este fundația pe care se construiește conectivitatea fizică. Eterul, metalele, sticla optică și cuarțul sunt utilizate pe scară largă ca mediu fizic.

Stratul fizic constă dintr-un substrat de andocare mediu și un substrat de conversie a transmisiei.

Primul dintre ele oferă interfața fluxului de date cu canalul de comunicație fizic utilizat. Al doilea efectuează transformări legate de protocoalele aplicate. Stratul fizic oferă o interfață fizică cu un canal de date și, de asemenea, descrie procedurile de transmitere a semnalelor către și de la canal. Acest nivel definește parametrii electrici, mecanici, funcționali și procedurali pentru comunicarea fizică în sisteme. Stratul fizic primește pachete de date de la stratul de legătură superior și le convertește în semnale optice sau electrice corespunzătoare la 0 și 1 din fluxul binar. Aceste semnale sunt trimise prin mediul de transmisie către nodul receptor. Proprietățile mecanice și electrice/optice ale mediului de transmisie sunt determinate la nivel fizic și includ:

Tipuri de cabluri și conectori;

Pinout în conectori;

Schema de codificare a semnalului pentru valorile 0 și 1.

Stratul fizic îndeplinește următoarele funcții:

1. Stabilirea și deconectarea conexiunilor fizice.

2. Transmiterea și recepția codului secvenţial.

3. Ascultarea, dacă este necesar, a canalelor.

4. Identificarea canalelor.

5. Notificarea defecțiunilor și defecțiunilor.

Notificarea defecțiunilor și defecțiunilor se datorează faptului că la nivel fizic este detectată o anumită clasă de evenimente care interferează cu funcționarea normală a rețelei (coliziune a cadrelor trimise de mai multe sisteme simultan, întrerupere a canalului, întrerupere de curent, pierdere contact mecanic etc.). Tipurile de servicii furnizate stratului de legătură de date sunt determinate de protocoalele stratului fizic. Ascultarea unui canal este necesară atunci când un grup de sisteme este conectat la un canal, dar doar unul dintre ele are voie să transmită semnale în același timp. Prin urmare, ascultarea canalului vă permite să determinați dacă este liber pentru transmisie. În unele cazuri, pentru o definire mai clară a structurii, stratul fizic este împărțit în mai multe subniveluri. De exemplu, stratul fizic al unei rețele fără fir este împărțit în trei subnivele (Figura 1.14).

Orez. 1.14. Stratul fizic al rețelei LAN fără fir

Funcțiile stratului fizic sunt implementate în toate dispozitivele conectate la rețea. Din partea computerului, funcțiile stratului fizic sunt realizate de adaptorul de rețea. Repetoarele sunt singurul tip de echipament care funcționează doar la nivelul fizic.

Stratul fizic poate oferi atât transmisie asincronă (serial) cât și sincronă (paralelă), care este folosită pentru unele mainframe și mini-calculatoare. La nivelul fizic, trebuie definită o schemă de codare care să reprezinte valori binare pentru transmiterea pe un canal de comunicație. Multe rețele locale folosesc codificarea Manchester.

Un exemplu de protocol de nivel fizic este specificația 10Base-T Ethernet, care definește cablul care urmează să fie utilizat ca un cablu torsadat neecranat de categoria 3 cu o impedanță caracteristică de 100 Ohm, un conector RJ-45, o lungime maximă de un segment fizic de 100 de metri, un cod Manchester pentru reprezentarea datelor și alte caracteristici.mediu și semnale electrice.

Unele dintre cele mai comune specificații ale stratului fizic sunt:

EIA-RS-232-C, CCITT V.24 / V.28 - caracteristicile mecanice / electrice ale unei interfețe seriale dezechilibrate;

EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - Caracteristici mecanice, electrice și optice ale interfeței seriale echilibrate;

Ethernet este o tehnologie de rețea conform standardului IEEE 802.3 pentru rețelele care utilizează o topologie de magistrală și acces partajat cu ascultare operatorului și detectare a coliziunilor;

Token ring este o tehnologie de rețea IEEE 802.5 care folosește o topologie inel și o metodă de trecere a simbolurilor pentru accesarea inelului.