Nivelurile de bază ale modelului osi. Ce este modelul de rețea OSI

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 lucrări.

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 mesaje securizate 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 de a se asigura 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 si 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 rețele 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 nivelul fizic este detectată o anumită clasă de evenimente care interferează cu funcționarea normală a rețelei (coliziune a cadrelor trimise de mai multe sisteme simultan, defecțiunea canalului, întreruperile de curent, pierderea 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 numai 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 utilizează o topologie inel și o metodă de trecere a simbolurilor pentru accesarea inelului.

A cărui dezvoltare nu a fost legată de modelul OSI.

Straturi model OSI

Modelul este format din 7 niveluri situate unul deasupra celuilalt. Straturile interacționează între ele ("vertical") prin interfețe și pot interacționa cu stratul paralel al altui sistem ("pe orizontală") folosind protocoale. Fiecare nivel poate interacționa numai cu vecinii săi și poate îndeplini numai funcțiile care îi sunt atribuite. Mai multe detalii găsiți în figură.

Model OSI
Tip de date	Nivel	Funcții
Date	7. Nivel de aplicare	Acces la serviciile de rețea
	6. Stratul de prezentare	Reprezentarea și codificarea datelor
	5. Nivel de sesiune	Managementul sesiunii
Segmente	4. Transport	Conexiune directă între punctele finale și fiabilitate
Pachete	3. Rețea	Determinarea rutei și adresarea logică
Personal	2. Canal	Adresarea fizică
Biți	1. Stratul fizic	Lucrul cu media, semnale și date binare

Nivel aplicat (aplicații) (ing. Strat de aplicație)

Nivelul superior al modelului asigură interacțiunea aplicațiilor utilizatorului cu rețeaua. Acest nivel permite aplicațiilor să utilizeze servicii de rețea, cum ar fi acces la fișiere și baze de date de la distanță, redirecționare e-mail. De asemenea, este responsabil pentru transferul de informații despre servicii, oferă aplicațiilor informații despre erori și generează solicitări către nivelul de prezentare... Exemplu: HTTP, POP3, SMTP, FTP, XMPP, OSCAR, BitTorrent, MODBUS, SIP

Reprezentant (nivel de prezentare) (ing. Stratul de prezentare)

Acest nivel este responsabil pentru conversia protocolului și codificarea/decodarea datelor. Acesta convertește cererile de aplicații primite de la nivelul aplicației într-un format pentru transmisie prin rețea și convertește datele primite din rețea într-un format pe care aplicațiile îl pot înțelege. La acest nivel se poate efectua compresia/decompresia sau codificarea/decodarea datelor, precum și redirecționarea cererilor către o altă resursă de rețea dacă acestea nu pot fi procesate local.

Stratul 6 (vizualizări) al modelului de referință OSI este de obicei un protocol intermediar pentru transformarea informațiilor din straturile adiacente. Acest lucru permite ca aplicațiile să fie schimbate pe sisteme computerizate eterogene într-o manieră transparentă pentru aplicații. Stratul de prezentare oferă formatare și transformare a codului. Formatarea codului este utilizată pentru a se asigura că aplicația primește informații de prelucrat care au sens pentru ea. Dacă este necesar, acest strat se poate traduce dintr-un format de date în altul. Stratul de prezentare se ocupă nu numai de formatele și prezentarea datelor, ci se ocupă și de structurile de date care sunt utilizate de programe. Astfel, Stratul 6 asigură că datele sunt organizate în tranzit.

Pentru a înțelege cum funcționează, imaginați-vă că există două sisteme. Unul folosește codul binar extins EBCDIC pentru a reprezenta date, cum ar fi un mainframe IBM, iar celălalt folosește codul de schimb de informații standard american ASCII (care este folosit de majoritatea celorlalți producători de computere). Dacă cele două sisteme trebuie să facă schimb de informații, atunci este necesar un strat de prezentare care va efectua conversia și traducerea între cele două formate diferite.

O altă funcție îndeplinită la nivel de prezentare este criptarea datelor, care este utilizată atunci când este necesar pentru a proteja informațiile transmise împotriva primirii de către destinatari neautorizați. Pentru a rezolva această problemă, procesele și codurile de la nivel de prezentare trebuie să efectueze transformări de date. La acest nivel, există și alte rutine care comprimă textele și convertesc imaginile grafice în fluxuri de biți, astfel încât acestea să poată fi transmise prin rețea.

Standardele la nivel de prezentare definesc, de asemenea, modul în care sunt prezentate graficele. În aceste scopuri se poate folosi formatul PICT, un format de imagine folosit pentru transferul graficelor QuickDraw între programele Macintosh și PowerPC. Un alt format de reprezentare este formatul de fișier imagine TIFF etichetat, care este utilizat în mod obișnuit pentru hărți de biți de înaltă rezoluție. Următorul standard de nivel de prezentare care poate fi utilizat pentru grafică este standardul dezvoltat de Joint Photographic Expert Group; în utilizarea de zi cu zi, acest standard este pur și simplu denumit JPEG.

Există un alt grup de standarde la nivel de prezentare care definesc prezentarea sunetului și a filmului. Aceasta include Musical Instrument Digital Interface (MIDI) pentru prezentarea digitală a muzicii, un standard MPEG dezvoltat de Cinematography Expert Group, utilizat pentru comprimarea și codificarea clipurilor video pe CD-uri, digitizarea stocării și transferul la viteze de până la 1,5 Mbps./s. și QuickTime, un standard care descrie elemente audio și video pentru programe care rulează pe computere Macintosh și PowerPC.

Nivel de sesiune (ing. Stratul de sesiune)

Nivelul 5 al modelului este responsabil pentru menținerea sesiunii de comunicare, permițând aplicațiilor să interacționeze între ele pentru o perioadă lungă de timp. Stratul gestionează crearea/încheierea unei sesiuni, schimbul de informații, sincronizarea sarcinilor, determinarea dreptului de transfer de date și menținerea sesiunii în perioadele de inactivitate a aplicațiilor. Sincronizarea transferului este asigurată prin plasarea punctelor de control în fluxul de date, de la care procesul se reia atunci când comunicarea este întreruptă.

Stratul de transport (ing. Stratul de transport)

Al 4-lea nivel al modelului este conceput pentru a furniza date fără erori, pierderi și dublare în secvența în care au fost transmise. În acest caz, nu contează ce date sunt transmise, de unde și unde, adică asigură mecanismul de transmisie în sine. Împarte blocurile de date în fragmente, a căror dimensiune depinde de protocol, le combină pe cele scurte într-unul singur și le împarte pe cele lungi. Exemplu: TCP, UDP.

Există multe clase de protocoale de nivel de transport, variind de la protocoale care oferă doar funcții de transport de bază (de exemplu, funcții de transfer de date fără confirmare de primire) și terminând cu protocoale care garantează livrarea mai multor pachete de date în secvența corectă către destinație. , multiplexează fluxuri de date multiple, oferă un mecanism de control al fluxului de date și garantează valabilitatea datelor primite.

Unele protocoale de nivel de rețea, numite protocoale fără conexiune, nu garantează că datele sunt livrate la destinație în ordinea în care au fost trimise de dispozitivul sursă. Unele straturi de transport gestionează acest lucru prin colectarea datelor în secvența corectă înainte de a le transmite la stratul de sesiune. Multiplexarea datelor înseamnă că stratul de transport este capabil să proceseze simultan mai multe fluxuri de date (fluxurile pot proveni din aplicații diferite) între două sisteme. Un mecanism de control al fluxului este un mecanism care vă permite să reglați cantitatea de date transferate de la un sistem la altul. Protocoalele stratului de transport au adesea funcția de a controla livrarea datelor, forțând sistemul de recepție să trimită confirmări către partea care transmite că datele au fost primite.

Puteți descrie funcționarea protocoalelor cu stabilirea unei conexiuni folosind exemplul de funcționare a unui telefon obișnuit. Protocoalele din această clasă încep transmiterea datelor prin invocarea sau setarea rutei pachetelor de la sursă la destinație. După aceea, transmisia de date în serie este începută și apoi, la sfârșitul transmisiei, conexiunea este întreruptă.

Protocoalele fără conexiune, care trimit date care conțin informații complete de adresă în fiecare pachet, funcționează similar unui sistem poștal. Fiecare scrisoare sau pachet conține adresa expeditorului și destinatarului. În plus, fiecare oficiu poștal intermediar sau dispozitiv de rețea citește informațiile despre adresă și decide asupra direcționării datelor. O scrisoare sau un pachet de date este transmis de la un dispozitiv intermediar la altul până când este livrat destinatarului. Protocoalele fără conexiune nu garantează că informațiile ajung la destinatar în ordinea în care au fost trimise. Protocoalele de transport sunt responsabile pentru setarea datelor în ordinea corectă atunci când se utilizează protocoale de rețea fără conexiune.

Stratul de rețea (ing. Stratul de rețea)

Al treilea strat al modelului de rețea OSI este destinat să determine calea de transmisie a datelor. Responsabil cu traducerea adreselor și numelor logice în cele fizice, determinarea celor mai scurte rute, comutarea și rutarea, urmărirea problemelor și congestionarea rețelei. La acest nivel, funcționează un dispozitiv de rețea, cum ar fi un router.

Protocoalele stratului de rețea direcționează datele de la sursă la destinație.

Strat de legătură (ing. Stratul de legătură de date)

Acest nivel este conceput pentru a asigura interconectarea rețelelor la nivelul fizic și pentru a controla erorile care pot apărea. Acesta împachetează datele primite de la nivelul fizic în cadre, verifică integritatea, corectează erorile dacă este necesar (trimite o solicitare repetată pentru un cadru deteriorat) și le trimite la nivelul de rețea. Stratul de legătură poate interacționa cu unul sau mai multe straturi fizice, controlând și gestionând această interacțiune. Specificația IEEE 802 împarte acest strat în 2 substraturi - MAC (Media Access Control) reglementează accesul la mediul fizic partajat, LLC (Logical Link Control) oferă servicii la nivel de rețea.

În programare, acest nivel reprezintă driverul plăcii de rețea, în sistemele de operare există o interfață de programare pentru interacțiunea straturilor de canal și de rețea între ele, acesta nu este un nivel nou, ci pur și simplu o implementare a modelului pentru un OS specific. Exemple de astfel de interfețe: ODI, NDIS

Stratul fizic (ing. Strat fizic)

Cel mai de jos nivel al modelului este destinat direct transferului fluxului de date. Transmite semnale electrice sau optice către un cablu sau radio aer și, în consecință, recepția și conversia acestora în biți de date în conformitate cu metodele de codificare a semnalelor digitale. Cu alte cuvinte, oferă o interfață între un mediu de rețea și un dispozitiv de rețea.

Protocoale: IRDA, USB, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, Ethernet (inclusiv 10BASE-T, 10BASE2,

Principalul defect al OSI este un strat de transport prost conceput. Pe acesta, OSI permite schimbul de date între aplicații (introducând conceptul port- identificatorul aplicației), cu toate acestea, OSI nu prevede schimbul de datagrame simple (cum ar fi UDP) - stratul de transport trebuie să creeze conexiuni, să asigure livrarea, să controleze fluxul etc. (ca TCP). Protocoalele reale fac asta.

Familia TCP/IP

Familia TCP/IP are trei protocoale de transport: TCP, care este complet conform OSI, care asigură verificarea primirii datelor, UDP, care corespunde stratului de transport doar prin prezența unui port, asigură schimbul de datagrame între aplicații, nu garantează primirea datelor și SCTP, concepute pentru a elimina unele dintre deficiențele TCP și care au adăugat unele inovații. (Există încă aproximativ două sute de protocoale în familia TCP / IP, dintre care cel mai faimos este protocolul de serviciu ICMP, care este utilizat intern pentru a sprijini munca; restul nu sunt, de asemenea, protocoale de transport.)

Familia IPX/SPX

În familia IPX / SPX, porturile (numite „sockets” sau „sockets”) apar în protocolul de nivel de rețea IPX, permițând schimbul de datagrame între aplicații (sistemul de operare își rezervă o parte din socket-uri). Protocolul SPX, la rândul său, completează IPX cu toate celelalte capabilități ale stratului de transport, în deplină conformitate cu OSI.

Pentru adresa gazdă, IPX folosește un identificator format din numărul de rețea de patru octeți (atribuit de routere) și adresa MAC a adaptorului de rețea.

Model DOD

Stiva de protocol TCP / IP folosind modelul simplificat OSI cu patru straturi.

Adresare IPv6

Adresele de destinație și sursă în IPv6 au o lungime de 128 de biți sau 16 de biți. Versiunea 6 generalizează tipurile de adrese speciale ale versiunii 4 în următoarele tipuri de adrese:

• Unicast este o adresă individuală. Definește un singur nod - un computer sau un port de router. Pachetul trebuie livrat la nod pe calea cea mai scurtă.
• Cluster - adresa cluster. Se referă la un grup de noduri care au un prefix de adresă comun (de exemplu, atașat la aceeași rețea fizică). Pachetul trebuie direcționat către un grup de noduri de-a lungul celei mai scurte căi și apoi livrat doar unuia dintre membrii grupului (de exemplu, cel mai apropiat nod).
• Multicast - adresa unui set de noduri, eventual în diferite rețele fizice. Copii ale pachetului ar trebui să fie livrate fiecărui nod din set folosind capabilități hardware multicast sau broadcast, dacă este posibil.

Ca și în versiunea IPv4, adresele în versiunea IPv6 sunt împărțite în clase, în funcție de semnificația câtorva biți de ordin înalt ai adresei.

Majoritatea claselor sunt rezervate pentru utilizare ulterioară. Cel mai interesant pentru utilizare practică este o clasă pentru furnizorii de servicii de Internet numită Unicast atribuit de furnizor.

Adresa acestei clase are următoarea structură:

Fiecărui ISP i se atribuie un identificator unic care identifică toate rețelele pe care le acceptă. Mai mult, furnizorul atribuie identificatori unici abonaților săi și folosește ambii identificatori atunci când atribuie un bloc de adrese de abonat. Abonatul însuși atribuie identificatori unici subrețelelor și nodurilor sale ale acestor rețele.

Un abonat poate folosi tehnica de subrețea utilizată în IPv4 pentru a subdiviza în continuare câmpul ID subrețea în câmpuri mai mici.

Schema descrisă aproximează schema de adresare IPv6 cu cele utilizate în rețelele cu zonă extinsă, cum ar fi rețelele de telefonie sau rețelele X.25. Ierarhia câmpurilor de adrese va permite routerelor backbone să lucreze numai cu părțile superioare ale adresei, lăsând procesarea câmpurilor mai puțin semnificative ruterelor abonaților.

Sub câmpul de identificare a nodului trebuie să fie alocați cel puțin 6 octeți pentru a putea folosi adresele MAC ale rețelelor locale direct în adresele IP.

Pentru a fi compatibil cu schema de adresare IPv4, IPv6 are o clasă de adrese care au 0000 0000 în cei mai importanți biți ai adresei. Cei 4 octeți inferiori ai acestei adrese de clasă trebuie să conțină o adresă IPv4. Routerele care acceptă ambele versiuni de adrese trebuie să traducă un pachet dintr-o rețea compatibilă cu IPv4 într-o rețea compatibilă cu IPv6 și invers.

Critică

Modelul OSI cu șapte straturi a fost criticat de unii experți. În special, în cartea clasică „UNIX. Ghidul administratorului de sistem „Evie Nemeth și alții scriu:

… În timp ce comitetele ISO se certau despre standardele lor, întregul concept de rețea se schimba în spatele lor și protocolul TCP/IP era implementat în întreaga lume. ...
…
Și astfel, când protocoalele ISO au fost în sfârșit implementate, au apărut o serie de probleme:
Aceste protocoale s-au bazat pe concepte care nu au sens în rețelele de astăzi.
Specificațiile lor au fost incomplete în unele cazuri.
În ceea ce privește funcționalitatea lor, acestea erau inferioare altor protocoale.
Straturile multiple au făcut aceste protocoale lente și dificil de implementat.
…
... Acum, chiar și cei mai zeloși susținători ai acestor protocoale admit că OSI se îndreaptă treptat spre a deveni o mică notă de subsol în paginile istoriei computerelor.

acces la mediul de rețea. În același timp, strat de legătură controlează procesul de plasare a datelor transmise în mediul fizic. Asa de strat de legăturăîmpărțit în 2 subniveluri (fig. 5.1): subnivel superior control logic al legăturii de date(Controlul legăturii logice - SRL), care este comun tuturor tehnologiilor și subnivelului inferior controlul accesului media(Control acces media - MAC). În plus, mijloacele stratului de legătură vă permit să detectați erori în datele transmise.

Orez. 5.1.

Interacțiunea nodurilor rețelei locale se bazează pe protocoalele stratului de legătură. Transferul de date în rețelele locale are loc pe distanțe relativ scurte (în interiorul clădirilor sau între clădiri situate aproape una de alta), dar la o viteză mare (10 Mbit/s - 100 Gbit/s). Distanța și viteza de transmisie datele sunt determinate de hardware-ul standardelor relevante.

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

Subnivelul LLC implementate prin software... La substratul LLC există mai multe proceduri care vă permit să stabiliți sau să nu stabiliți o comunicare înainte de a transmite cadre care conțin date, să recuperați sau să nu recuperați cadrele dacă acestea sunt pierdute sau sunt detectate erori. Subnivel LLC implementează comunicarea cu protocoale de nivel de rețea, de obicei cu protocolul IP. Comunicarea cu stratul de rețea și definirea procedurilor logice pentru transmiterea cadrelor prin rețea implementează protocolul 802.2. Protocolul 802.1 oferă definiții generale pentru rețelele locale, conectându-se la modelul ISO/OSI. Există și modificări la acest protocol.

Substratul MAC definește specificul accesului la mediul fizic atunci când se utilizează diverse tehnologii ale rețelelor locale. Fiecare tehnologie de nivel MAC (fiecare protocol: 802.3, 802.3u, 802.3z etc.) corespunde mai multor opțiuni pentru specificațiile (protocoalele) stratului fizic (Fig. 5.1). Specificație Tehnologii de nivel MAC - definește mediul stratului fizic și parametrii de bază ai transmiterii datelor ( viteza de transmisie, tip mediu, bandă îngustă sau bandă largă).

La nivelul canalului din partea de transmisie, cadru, in care pachetul este încapsulat... În procesul de încapsulare, un antet și un trailer (trailer) al cadrului sunt adăugate la pachetul unui protocol de rețea, de exemplu, IP. Astfel, cadrul oricărei tehnologii de rețea este format din trei părți:

• rubrica,
• câmpuri de date unde se află coletul,
• comutator de limitare.

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

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

Oprire finală conține un câmp de sumă de control (Secvență de verificare a cadrelor - FCS), care se calculează la transmiterea unui cadru folosind codul ciclic CRC... Pe partea de primire verifica suma se calculează din nou cadrul și se compară cu cel primit. Dacă se potrivesc, atunci consideră că cadrul a fost transmis fără erori. Dacă există o discrepanță între valorile FCS, cadrul este eliminat și trebuie retransmis.

Atunci când este transmis printr-o rețea, un cadru trece secvenţial printr-un număr de conexiuni, caracterizate de medii fizice diferite. De exemplu, la transmiterea datelor de la Nodul A la Nodul B (Figura 5.2), datele trec secvenţial prin: conexiunea Ethernet dintre Host A şi router A (cupru, pereche răsucită neecranată), conexiunea dintre routerele A şi B (cablu de fibră optică). ), o legătură serială punct-la-punct de cupru între routerul B și un punct de acces wireless WAP, o conexiune fără fir (legatură radio) între WAP și nodul final B. Prin urmare se formează un cadru separat pentru fiecare conexiune format specific.

Orez. 5.2.

Un pachet pregătit de Nodul A este încapsulat într-un cadru de rețea locală, care este redirecționat către routerul A. Routerul decapsulează pachetul din cadrul primit, determină la ce interfață de ieșire să trimită pachetul, apoi generează un nou cadru pentru transmisie prin mediu optic. Routerul B decapsulează pachetul din cadrul primit, determină la ce interfață de ieșire să trimită pachetul, apoi generează un nou cadru pentru transmiterea pe mediul de cupru a unei conexiuni seriale punct la punct. Punctul de acces fără fir WAP, la rândul său, generează propriul cadru pentru transmiterea datelor prin canalul radio până la capătul Nodului B.

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

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

• metodă acces competitiv (nedeterminist).(Contention-based Access), când toate nodurile de rețea sunt egale, ordinea transmiterii datelor nu este organizată. Pentru transmisie, acest nod trebuie să asculte mediul, dacă acesta este liber, atunci informațiile pot fi transmise. În acest caz, pot apărea conflicte ( ciocniri) când două (sau mai multe) noduri încep să transmită date în același timp;
• metodă acces controlat (determinist).(Acces controlat), care oferă nodurilor ordinea de acces la mediu pentru transmiterea datelor.

În primele etape ale creării rețelelor Ethernet, a fost folosită o topologie „autobuz”, un mediu de transmisie de date partajat era comun pentru toți utilizatorii. În același timp, metoda acces multiplu către un mediu de transmisie comun (protocolul 802.3). În același timp, era necesar controlul purtătorului, a cărui prezență indica faptul că un nod transmitea deja date într-un mediu comun. Prin urmare, un nod care dorea să transfere date trebuia să aștepte până când transferul a fost finalizat și, când mediul a fost eliberat, să încerce să transfere datele.

Informațiile transmise în rețea pot fi recepționate de orice computer a cărui adresă adaptorului de rețea NIC se potrivește cu adresa MAC de destinație a cadrului transmis sau de toate computerele din rețea în timpul transmisiei de difuzare. Cu toate acestea, un singur nod poate transmite informații la un moment dat. Înainte de a începe transmisia, nodul trebuie să se asigure că magistrala publică este liberă, pentru care nodul ascultă pe mediu.

Când două sau mai multe computere transmit date în același timp, apare un conflict ( coliziune), când datele nodurilor de transmisie sunt suprapuse unul peste altul, apare o distorsiune și pierderea de informații... Prin urmare, sunt necesare gestionarea coliziunii și retransmiterea cadrelor implicate în coliziune.

Metodă similară nedeterminist(asociativ) acces miercuri a primit numele acces multiplu media cu detecție a transportatorului și detecție a coliziunilor(Acces de multiplicare a transportatorului Sence

interacțiunea sistemelor deschise. Cu alte cuvinte, este un anumit standard prin care funcționează tehnologiile de rețea.

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

Model OSI
Tip de date	Nivel	Funcții
Date	Aplicat	Acces la serviciile de rețea
curgere	Reprezentant	Prezentarea și criptarea datelor
Sesiuni	Sesiune	Managementul sesiunii
Segmente / Datagrame	Transport	Conexiune directă între punctele finale și fiabilitate
Pachete	Reţea	Determinarea rutei și adresarea logică
Personal	Conductă	Adresarea fizică
Biți	Fizic	Lucrul cu media, semnale și date binare

Modelul de referință OSI este o ierarhie de rețea cu 7 straturi creată de Organizația Internațională de Standardizare (ISO). Modelul prezentat în figura 1 are 2 modele diferite:

• un model orizontal bazat pe protocol care implementează interacțiunea proceselor și software-ului pe diferite mașini
• un model vertical bazat pe servicii implementate de straturi adiacente unul altuia pe aceeași mașină

Pe verticală, nivelurile adiacente sunt schimbate cu informații folosind API-uri. Modelul orizontal necesită un protocol comun pentru schimbul de informații la un nivel.

Poza 1

Modelul OSI descrie numai metodele de comunicare ale sistemului implementate de sistemul de operare, software etc. Modelul nu include metode de interacțiune cu utilizatorul final. În mod ideal, aplicațiile ar trebui să acceseze stratul superior al modelului OSI, dar în practică, multe protocoale și programe au metode de acces la straturile inferioare.

Strat fizic

La nivel fizic, datele sunt prezentate sub formă de semnale electrice sau optice, corespunzătoare la 1 și 0 din fluxul binar. Parametrii mediului de transmisie sunt determinați la nivel fizic:

• tip de conectori și cabluri
• alocarea pinilor în conectori
• circuitul de codificare a semnalului 0 și 1

Cele mai comune tipuri de specificații la acest nivel sunt:

• - parametrii interfeței seriale dezechilibrate
• - parametrii interfeței seriale echilibrate
• IEEE 802.3 -
• IEEE 802.5 -

La nivel fizic, nu puteți înțelege semnificația datelor, deoarece acestea sunt reprezentate sub formă de biți.

Strat de legătură

Acest canal implementează transportul și recepția cadrelor de date. Stratul implementează solicitările stratului de rețea și folosește stratul fizic pentru transmisie și recepție. Specificațiile IEEE 802.x împart acest strat în două substraturi, controlul legăturii logice (LLC) și controlul accesului media (MAC). Cele mai comune protocoale la acest nivel sunt:

• IEEE 802.2 LLC și MAC
• Ethernet
• Token Ring

De asemenea, implementează detectarea și corectarea erorilor de transmisie la acest nivel. La nivelul de legătură de date, pachetul este plasat în câmpul de date al cadrului - încapsulare. Detectarea erorilor este posibilă folosind diferite metode. De exemplu, implementarea limitelor de cadre fixe sau a sumei de control.

Stratul de rețea

La acest nivel, utilizatorii rețelei sunt împărțiți în grupuri. Aici este implementată rutarea pachetelor pe baza adreselor MAC. Stratul de rețea implementează transmisia transparentă a pachetelor către stratul de transport. La acest nivel, granițele rețelelor diferitelor tehnologii sunt șterse. lucreaza la acest nivel. Un exemplu de funcționare a stratului de rețea este prezentat în Fig. 2 Cele mai comune protocoale sunt:

Desen - 2

Stratul de transport

La acest nivel, fluxurile de informații sunt împărțite în pachete pentru transmisie la nivel de rețea. Cele mai comune protocoale la acest nivel sunt:

• TCP - protocol de control al transmisiei

Nivel de sesiune

La acest nivel are loc organizarea sesiunilor de schimb de informații între mașinile terminale. La acest nivel, partea activă este determinată și sesiunea este sincronizată. În practică, multe alte protocoale de nivel includ o funcție de nivel de sesiune.

Stratul de prezentare

La acest nivel, se fac schimb de date între software-ul de pe diferite sisteme de operare. La acest nivel, transformarea informațiilor (, compresia etc.) este implementată pentru a transfera fluxul de informații la stratul de transport. Protocoalele de nivel sunt folosite și de cei care folosesc straturile superioare ale modelului OSI.

Nivel de aplicare

Stratul de aplicație implementează accesul aplicației la rețea. Stratul controlează transferul de fișiere și gestionarea rețelei. Protocoale utilizate:

• FTP / TFTP - Protocol de transfer de fișiere
• X 400 - e-mail
• Telnet
• CMIP - Managementul Informaţiei
• SNMP - managementul rețelei
• NFS - Sistem de fișiere de rețea
• FTAM - metoda de acces prin transfer de fișiere