17.Многоуровневая система протоколов сетевого взаимодействия. Структура протокольного блока. Концепция вложенных заголовков.

При передаче сообщений оба участника сетевого обмена должны принять множество соглашений. Например, они должны согласовать уровни и форму электрических сигналов, способ определения длины сообщений, договориться о методах контроля достоверности и т.п. Перечислим ошибки, которые могут возникнуть, когда машины взаимодействуют по сети данных: сбой оборудования, перегрузка сети, задержка или потеря пакетов, ошибки в данных, дублирование данных или нарушение последовательности, сети предоставляющие несколько путей передачи, могут доставлять данные не по порядку или доставлять дубликаты пакетов.Необходимо переупорядочивать пакеты и удалять дубли. Очевидно, что разработка программного обеспечения, решающего все эти задачи, представляет практически неразрешимую проблему. Чтобы упростить проектирование, анализ и реализацию процедуры обмена сообщениями между пользователями или прикладными программами, работающими на разных компьютерах, эту процедуру декомпозируют на несколько иерархически связанных между собой частных задач, то есть используют многоуровневый подход. Многоуровневая модель разбивает проблему перемещения информации между компьютерами через среду сети на более мелкие и, следовательно, более легко разрешимые проблемы. Модель взаимодействия: 1.взаимодействие возможно на разных уровнях, 2.взаимодействие одноуровневых объектов является виртуальным, физически происходящим через нижние уровни, 3.некоторые уровни могут отсутствовать, 4.нижний уровень предоставляет сервис верхнему уровню, 5.основным видом сервиса является виртуальный канал, 6.существуют вертикальные и горизонтальные взаимодействия, 7.для реализации вертикальных и горизонтальных взаимодействий должны быть выполнены определенные правила. Функции архитектур многоуровневой связи:

Функции уровней модели сети могут быть отнесены к одной из двух групп: либо к функциям, зависящим от конкретной технической реализации сети, либо к функциям, ориентированным на работу с приложениями. Нижние уровни (первая группа) являются сетезависимыми, то есть протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети, с используемым коммуникационным оборудованием. Верхние уровни (вторая группа) ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети. На протоколы этих уровней не влияют никакие изменения в топологии сети, замена оборудования или переход на другую сетевую технологию. Структура протокольного блока:

Концепция вложенных заголовков:

В результате работы механизма вложенных заголовков каждый пакет более высокого уровня вкладывается в «конверт» протокола нижнего уровня. По сути, протокол представляет собой систему правил для работы с данными определенного формата, а формат передаваемых данных определяет их заголовок. Т.е. заголовок пакета и определяет способ ее обработки сетевым программным обеспечением. Когда сообщение по сети поступает на приемник, оно последовательно перемещается вверх, с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует, обрабатывает и удаляет заголовок своего уровня, выполняет соответствующие данному уровню функции и передает сообщение вышележащему уровню.