21. Принцип передачи данных по сети

Чтобы компьютеры «понимали» друг друга, преобразование информации в электрический сигнал для передачи по каналу связи должно происходить каким-то стандартным способом. Другими словами, компьютеры различной конфигурации и различных фирм должны при работе в сети выполнять строго установленные правила преобразования информации в электрический сигнал. Для решения этой задачи весь процесс преобразования информации разбивается на отдельные уровни, которые взаимодействуют друг с другом по строго установленным правилам (стандартам) – согласно протоколам передачи данных.

В начале 80-х годов двадцатого столетия ряд международных организаций, в их число входила и международная организация ISO, разработали стандартную модель сетевого взаимодействия, которую назвали моделью взаимодействия открытых систем OSI (Open System Interconnection). В общей модели OSI все протоколы сети делятся на семь уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления и прикладной.

В настоящее время большинство современных сетей используют протокол TCP/IP, который имеет четыре уровня: прикладной, транспортный (TCP- уровень), уровень межсетевого взаимодействия (IP - уровень) и уровень сетевых интерфейсов. Сообщение на прикладном уровне разбивается протоколом TCP на небольшие блоки, называемыми пакетами, и передается «вниз» транспортному уровню с определенной служебной информацией (номер пакета, адрес отправителя, адрес получателя, инструкции по дальнейшей обработке пакетов) – заголовком (Зг). После обработки транспортным уровнем пакет передается межсетевому уровню, который снабдив пакет своей служебной информацией, отправляет пакет на уровень сетевых интерфейсов, где он превращается в кадр, а затем кадр в виде электрического или оптического сигнала передается по сети.

Если сравнить пакет с письмом в конверте, то по сути работу многоуровневого протокола можно пояснить следующим образом. Каждый уровень протокола надписывает на конверте свою информацию. Сетям нужно только понимать надпись на конверте, чтобы передать его в место назначения, а до содержания письма им нет дела.

На принимающем компьютере происходит сборка пакетов в сообщение.

На рис 22. и рис 23 показан общий принцип взаимодействия компьютеров в сети.

Данные

Передающий компьютер

Данные

Данные

Зг4

Зг1

Данные

Зг2

Зг3

Зг1

Зг2

Зг3

Зг1

Зг2

Зг1

Данные

В линию связи

Прикладной уровень

Транспортный (TCP- уровень)

Уровень межсетевого взаимодействия (IP- уровень)

Уровень сетевых интерфейсов

Рис. 22. Передача данных в сеть

Данные

2- й компьютер

Данные

Данные

Зг4

Зг1

Данные

Зг2

Зг3

Зг1

Зг2

Зг3

Зг1

Зг2

Зг1

Данные

Прикладной уровень

Транспортный (TCP- уровень)

Уровень сетевых интерфейсов

Уровень межсетевого взаимодействия (IP- уровень)

Из линии связи

Рис. 23. Прием данных из сети

В настоящее время преобразование информации как на передающем, так и на принимающем компьютере происходит с помощью программно-аппаратных средств (программы протокола TCP/IP и сетевой карты) со скоростью от 100 Мбит/сек до 1 Гбит/сек. Через компьютерную сеть каждую секунду проходят десятки тысяч кадров, каждый из которых должен найти своего адресата и не создать в сети «затора». В виду этого для обработки данных с использованием компьютерных сетей были разработаны специальные технологии.