Организация сетевого обмена данными. Модель osi
Для управления сетевым обменом данными используется несколько протоколов.
Под протоколом понимаются правила и описание работы сети, включающие правила установления и поддержания связи в сети, правила обращения с информационными пакетами, их описание и правила обработки.
Поскольку, при обмене информацией по сети требуется оговаривать множество деталей, поэтому протокол, реализующий все правила обмена данными, был бы чрезмерно сложным и неудобным в использовании. Поэтому применяют несколько протоколов, решающих задачу передачи данных на разных уровнях взаимодействия.
Наибольшей проблемой при создании глобальной сети является обеспечение совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и передачи данных. Для ее решения международный институт стандартизации ISO разработал базовую модель взаимодействия открытых систем OSI, на основе которой и строится работа глобальной сети.
В модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней:
прикладной, представительный, сеансовый, транспортный (TCP), сетевой (IP - адресный сетевого уровня), уровень соединения (канальный) и физический.
Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств. В модели OSI каждому уровню присвоено стандартное имя и определено, какие функции должен выполнять каждый уровень.
Взаимодействия на каждом уровне определяется своим протоколом. Взаимодействие протоколов разных уровней определяется многоуровневой сетевой моделью.
Интернетом называется глобальная совокупность компьютерных сетей, передача данных в которых организована на основе совокупности протоколов TCP IP (Internet Protocol). Различные части Интернета (отдельные локальные сети, сети Ethernet, Token Ring - сети на телефонных линиях и т. п.), соединяются между собой посредством компьютеров, которые называются узлами.
Протокол IP (Internet Protocol) - это адресный протокол сетевого уровня. По нему каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный IP адрес. IP-адрес состоит из четырех байт, например, 127.21.13.21. Структура адреса организована так, что каждый компьютер, через который проходит пакет данных, имея информацию о соседних узлах и связях по IP-адресу может определить на какой следующий узел передать пакет для его оптимальной передачи в точку назначения. Процесс определения пути пакета называется маршрутизацией. Узлы, или программы, выполняющие функции маршрутизации, называются маршрутизаторами.
Протокол TCP (Transmission Control Protocol) является протоколом транспортного уровня и занимается проблемой пересылки больших объемов информации, основываясь на возможностях протокола IP. TCP делит информацию, которую надо переслать на несколько частей и нумерует их, чтобы обеспечить возможность последующего восстановления. Каждая порция информации вместе с номером образует TCP-пакет, который затем помещается в отдельный IP-пакет, с которым сеть уже «умеет» обращаться.
Получатель (TCP-процесс) распаковывает IP-пакеты и получает TCP-пакеты, далее распаковывает их и объединяет данные. Для обеспечения целостности данных при передаче и их защиты от искажения помехами в сетях используется специальная система кодов, исправляющих ошибки. Наиболее простым примером таких кодов является код, использующий добавление к каждому пакету контрольной суммы (а к каждому байту — бита контроля четности).
Обмен данными между каждым подключенным пользователем и провайдером также регламентируется протоколами, определяемыми видом подключения, техническими возможностями провайдера и видом сети, через которую осуществляется подключение.
Например, при подключении через цифровую телефонную линию используется протокол ISDN (Integrated Services Digital Network, цифровая сеть с интегрированными службами), при подключении через обычную телефонную сеть используются протоколы: SLIP (Serial Line Internet Protocol, протокол интернета для последовательной сети), или PPP (Point-to-point Protocol, протокол "точка-точка") - предпочтительнее, т.к. использует более совершенные методы сжатия данных и обнаружения ошибок.