Мережеві моделі osi
Мережеві моделі OSI і IEEE Project 802
Робота мережі полягає в передачі даних від одного комп'ютера до іншого. У цьому процесі можна виділити кілька окремих завдань:
Мережева операційна система при виконанні всіх завдань слід строгому набору процедур. Ці процедури називаються протоколами або правилами поведінки. Протоколи регламентують кожну мережеву операцію. Стандартні протоколи дозволяють програмного і апаратного забезпечення різних виробників нормально взаємодіяти. Існує два головних набору стандартів: модель OSI і її модифікація, яка називається Project 802. Щоб вивчити технічну сторону функціонування мереж, необхідно мати чітке уявлення про ці моделі.
модель OSI
У 1978 році International Standards Organization (ISO) випустила набір специфікацій, що описують архітектуру мережі з неоднорідними пристроями. Вихідний документ ставився до відкритих систем, щоб всі вони могли використовувати однакові протоколи і стандарти для обміну інформацією. Кожен професіонал в області комп'ютерних мереж повинен знати основні організації, які розробляють мережеві стандарти, і їх внесок в розвиток мереж.
У 1984 році ISO випустила нову версію своєї моделі, названу еталонною моделлю взаємодії відкритих систем (Open System Interconnection reference model, OSI). Версія 1984 року став міжнародним стандартом: саме її специфікації використовують виробники при розробці мережевих продуктів, саме її дотримуються при побудові мереж. Ця модель - широко поширений метод опису мережевих середовищ. Будучи багаторівневою системою, вона відображає взаємодію програмного і апаратного забезпечення при здійсненні сеансу зв'язку, а також допомагає вирішити різноманітні проблеми.
У моделі OSI мережеві функції розподілені між сімома рівнями. Кожному рівню відповідають різні мережеві операції, обладнання та протоколи.
- прикладний рівень
- представницький рівень
- сеансовий рівень
- транспортний рівень
- Мережевий рівень
- канальний рівень
- фізичний рівень
Це і є багаторівнева архітектура моделі OSI. На кожному рівні виконуються певні мережеві функції, які взаємодіють з функціями сусідніх рівнів, розташованого вище і нижчого. Наприклад, Сеансовий рівень повинен взаємодіяти тільки з Представницьким і Транспортним рівнем і т.п. Всі ці функції докладно описані.
Нижні рівні - Фізичний і Канальний - визначають фізичну середу передачі даних і супутні завдання (такі, як передача бітів даних через плату мережевого адаптера і кабель). Самі верхні рівні визначають, яким чином здійснюється доступ додатків до послуг зв'язку. Чим вище рівень, тим складніше завдання він вирішує.
Кожен рівень надає кілька послуг (тобто виконує кілька операцій), що готують дані для доставки по мережі на інший комп'ютер. Рівні відокремлюються одна від одної межами - інтерфейсами. Всі запити від одного рівня до іншого передаються через інтерфейс. Кожен рівень використовує послуги нижчого рівня.
Взаємодія рівнів моделі OSI
Завдання кожного рівня - надання послуг вищому рівневі, «маскуючи» деталі реалізації цих послуг. При цьому кожен рівень на одному комп'ютері працює так, ніби він безпосередньо пов'язаний з таким же рівнем на іншому комп'ютері. Ця логічна, або віртуальна, зв'язок між однаковими рівнями показана на малюнку нижче. Однак насправді зв'язок здійснюється між суміжними рівнями одного комп'ютера - програмне забезпечення, яке працює на кожному рівні, реалізує певні мережеві функції відповідно до набором протоколів.
Взаємодія суміжних рівнів здійснюється через інтерфейс. Інтерфейс визначає послуги, які нижній рівень надає верхньому, і спосіб доступу до них. Тому кожному рівню одного комп'ютера «здається», що він безпосередньо взаємодіє з таким же рівнем іншого комп'ютера. Далі описується кожен з семи рівнів моделі OSI і визначаються послуги, які вони надають суміжних рівнях.
Рівень 5, Сеансовий (Session), дозволяє двом додаткам на різних комп'ютерах встановлювати, використовувати і завершувати з'єднання, зване сеансом. На цьому рівні виконуються такі функції, як розпізнавання імен та захист, необхідні для зв'язку двох додатків в мережі. Сеансовий рівень забезпечує синхронізацію між призначеними для користувача завданнями за допомогою розстановки в потоці даних контрольних точок (chekpoints). Таким чином, в разі мережевої помилки, потрібно заново передати тільки дані, які йдуть за останній контрольній точкою. На цьому рівні виконується управління діалогом між взаємодіючими процесами, тобто регулюється, яка зі сторін здійснює передачу, коли, як довго і т.д.
Рівень 4, Транспортний (Transport), забезпечує додатковий рівень з'єднання - нижче сеансового рівня. Транспортний рівень гарантує доставку пакетів без помилок, в тій же послідовності, без втрат і дублювання. На цьому рівні повідомлення переупаковуються: довгі розбиваються на кілька пакетів, а короткі об'єднуються в один. Це збільшує ефективність передачі пакетів по мережі. На Транспортному рівні комп'ютера-одержувача повідомлення розпаковуються, відновлюються в первісному вигляді, і зазвичай надсилається підтвердження про отримання. Транспортний рівень управляє потоком, перевіряє помилки і бере участь у вирішенні проблем, пов'язаних з відправленням і отриманням пакетів.
канальний рівень
Рівень 2, Канальний, здійснює передачу кадрів (frames) даних від Мережевого рівня до Фізичній. Кадри - це логічно організована структура, в яку можна поміщати дані. Канальний рівень комп'ютера-одержувача упаковує «сирий» потік бітів, що надходять від Фізичного рівня, в кадри даних.
Канальний рівень (Data link) забезпечує точність передачі кадрів між комп'ютерами через Фізичний рівень. Це дозволяє Фіксованому рівню вважати передачу даних по мережному з'єднанню фактично безпомилкової.
Зазвичай, коли Канальний рівень посилає кадр, він очікує з боку одержувача підтвердження прийому. Канальний рівень одержувача перевіряє наявність можливих помилок передачі. Кадри, пошкоджені при передачі, або кадри, отримання яких не підтверджено, надсилаються вдруге.
фізичний рівень
Модель IEEE Project 802
Project 802 встановив стандарти для фізичних компонентів мережі - інтерфейсних плат та кабельної системи, - з якими мають справу Фізичний і Канальний рівні моделі OSI. Отже, ці стандарти, звані 802-специфікаціями, поширюються:
- на плати мережевих адаптерів;
- компоненти глобальних обчислювальних мереж;
- компоненти мереж, при побудові яких використовують коаксіальний кабель і кручену пару.
802 - специфікації визначають способи, відповідно до яких плати мережевих адаптерів здійснюють доступ до фізичного середовища і передають по ній дані. Сюди відносяться з'єднання, підтримка і роз'єднання мережевих пристроїв.
- 802.1 - об'єднання мереж.
- 802.2 - Управління логічним зв'язком.
- 802.3 - ЛВС з множинним доступом, контролем несучої і виявленням колізій (Ethernet).
- 802.4 - ЛВС топології «шина» з передачею маркера.
- 802.5 - ЛВС топології «кільце» з передачею маркера.
- 802.6 - мережа масштабу міста (Metropolitan Area Network, MAN).
- 802.7 - Консультативна рада з широкомовної технології (Broadcast Technical Advisory Group).
- 802.8 - Консультативна рада з оптоволоконної технології (Fiber-Optic Technical Advisory Group).
- 802.9 - Інтегровані мережі з передачею мови і даних (Integrated Voice / Data Networks).
- 802.10 - Безпека мереж.
- 802.11 - Бездротова мережа.
- 802.12 - ЛВС з доступом по пріоритету запиту (Demand Priority Access LAN, lOObaseVG-AnyLan).
Розширення моделі OSI
Два нижніх рівні моделі OSI, Фізичний і Канальний, встановлюють, яким чином кілька комп'ютерів можуть одночасно використовувати мережу, щоб при цьому не заважати один одному. IEEE Project 802 ставився саме до цих двох рівнів і привів до створення специфікацій, що визначили домінуючі середовища ЛВС. IEEE, докладно описуючи Канальний рівень, розділив його на два підрівні:
- Управління логічним зв'язком (Logical Link Control, LLC) - контроль помилок і управління потоком даних;
- Управління доступом до середовища (Media Access Control, MAC).
- прикладний рівень
- представницький рівень
- сеансовий рівень
- транспортний рівень
- Мережевий рівень
- канальний рівень
- Управління логічним зв'язком (LLC)
- Управління доступом до середовища (MAC)
- фізичний рівень
Управління логічним зв'язком
Управління доступом до середовища
Як показано нижче, підрівень Управління доступом до середовища - нижній з двох підрівнів. Він забезпечує спільний доступ плат мережного адаптера до Фізичній рівню. Підрівень Управління доступом до середовища безпосередньо пов'язаний з платою мережевого адаптера і відповідає за безпомилкову передачу даних між двома комп'ютерами мережі.
