Презентация "Модель OSI"

При передаче по сети вся передаваемая информация проходит много этапов обработки. Прежде всего она разбивается на блоки, каждый из которых снабжается управляющей информацией. Полученные блоки оформляются в виде сетевых пакетов, эти пакеты кодируются, передаются с помощью электрических или световых сигналов по сети в соответствии с выбранным методом доступа, затем из принятых пакетов вновь восстанавливаются заключенные в них блоки данных, блоки соединяются в данные, которые и становятся доступны другому приложению.

Часть из указанных процедур реализуется только программно, другая - аппаратно, а какие-то операции могут выполняться как программами, так и аппаратурой. Упорядочить все выполняемые процедуры, разделить их на уровни и подуровни, взаимодействующие между собой, как раз и призваны модели сетей.

Наибольшее распространение получила в настоящее время так называемая эталонная модель обмена информацией открытой системы OSI (Open System Interchange). Под термином «открытая система» в данном случае понимается незамкнутая в себе система, имеющая возможность взаимодействия с какими-то другими системами (в отличие от закрытой системы).

Модель OSI была предложена Международной организацией стандартов ISO (International Standards Organization) в 1984 году. С тех пор ее используют (более или менее строго) все производители сетевых продуктов.

Все сетевые функции в модели разделены на 7 уровней. При этом вышестоящие уровни выполняют более сложные, глобальные задачи, для чего используют в своих целях нижестоящие уровни, а также управляют ими. Цель нижестоящего уровня — предоставление услуг вышестоящему уровню, причем вышестоящему уровню не важны детали выполнения этих услуг. Нижестоящие уровни выполняют более простые, более конкретные функции. В идеале каждый уровень взаимодействует только с теми, которые находятся рядом с ним (выше него и ниже него). Верхний уровень соответствует прикладной задаче, работающему в данный момент приложению, нижний - непосредственной передаче сигналов по каналу связи.

Реальную связь абоненты одной сети имеют только на самом нижнем, первом, физическом уровне. В передающем абоненте информация проходит все уровни, начиная с верхнего и заканчивая нижним. В принимающем абоненте полученная информация совершает обратный путь: от нижнего уровня к верхнему.

Большинство функций двух нижних уровней модели (1 и 2) обычно реализуются аппаратно (часть функций уровня 2 - программным драйвером сетевого адаптера). Именно на этих уровнях определяется скорость передачи и топология сети, метод управления обменом и формат пакета, то есть то, что имеет непосредственное отношение к типу сети. Более высокие уровни не работают напрямую с конкретной аппаратурой, хотя уровни 3,4 и 5 еще могут учитывать ее особенности. Уровни 6 и 7 вообще не имеют к аппаратуре никакого отношения.

Физический уровень (Physical) получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие 0 и 1 бинарного потока. Эти сигналы посылаются через среду передачи на приемный узел. Механические и электрические/оптические свойства среды передачи определяются на физическом уровне и включают в себя:
Тип кабелей и разъемов
Разводку контактов в разъемах
Схему кодирования сигналов для значений 0 и 1

Уровень 2, канальный

Канальный уровень или уровень управления линией передачи обеспечивает создание, передачу и прием кадров данных. Этот уровень обслуживает запросы сетевого уровня и использует сервис физического уровня для приема и передачи пакетов. Здесь же производится управление доступом к сети, обнаруживаются ошибки передачи и производится повторная пересылка приемнику ошибочных пакетов. 

Наиболее часто используемые на уровне 2 протоколы включают:
IEEE 802.2 LLC (тип I и тип II) обеспечивают MAC для сред 802.x
Ethernet
FDDI

Сетевой уровень (Network) отвечает за адресацию пакетов и перевод логических имен в физические сетевые адреса (и обратно), а также за выбор маршрута, по которому пакет доставляется по назначению (если в сети имеется несколько маршрутов).

Наиболее часто на сетевом уровне используются протоколы:
IP (Internet Protocol) – TCP/IP протокол для негарантированной передачи пакетов без установления соединений и маршрутизации пакетов.

Транспортный уровень (Transport) производит разбивку передаваемых данных на блоки, помещаемые в пакеты, обеспечивает доставку пакетов и восстановление принимаемых данных. Доставка пакетов возможна как с установлением соединения (виртуального канала), так и без. Транспортный уровень является пограничным и связующим между верхними тремя, сильно зависящими от приложений, и тремя нижними уровнями, сильно привязанными к конкретной сети.

Наиболее распространенные протоколы транспортного уровня:
TCP (Transmission Control Protocol) – протокол стека TCP/IP, гарантирует доставку при передаче данных.

Сеансовый уровень (Session) управляет проведением сеансов связи (то есть устанавливает, поддерживает и прекращает связь). Этот уровень предусматривает три режима установки сеансов: симплексный (передача данных в одном направлении), полудуплексный (передача данных поочередно в двух направлениях) и полнодуплексный (передача данных одновременно в двух направлениях). Сеансовый уровень может также вставлять в поток данных специальные контрольные точки, которые позволяют контролировать процесс передачи при разрыве связи. Этот же уровень распознает логические имена абонентов, контролирует предоставленные им права доступа.

Представительский уровень (Presentation) или уровень представления данных отвечает за возможность диалога между приложениями на разных машинах, выполняя функцию переводчика. Этот уровень обеспечивает преобразование данных (шифрование, сжатие и т.п.) прикладного уровня в поток информации для транспортного уровня.

Прикладной уровень (Application), или уровень приложений, обеспечивает непосредственное взаимодействие приложений пользователя с сетью. Например, сюда относятся: программные средства передачи файлов, доступа к базам данных, средства электронной почты, службы регистрации на сервере. Этот уровень управляет остальными шестью уровнями.

К числу наиболее распространенных протоколов верхних уровней относятся:
HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – основной протокол передачи файлов глобальной сети сети Internet
FTP (File Transfer Protocol) – протокол глобальной сети Интернет для передачи файлов;
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол глобальной сети Интернет для обмена электронной почтой;
SNMP (Simple Network Management Protocol) – протокол для мониторинга сети, контроля за работой сетевых компонентов и управления ими;
Telnet – протокол глобальной сети Интернет для регистрации на удаленных серверах и обработки данных на них;