10.Мережевий рівень моделі osi (призначення, функції і завдання)

Мережевий рівень служить для утворення єдиної транспортної системи, яка об'єднує декілька мереж, званої складовою мережею, або інтернетом.

Технологія, яка дозволяє з’єднувати в одну мережу багато мереж, в загальному випадку  побудованих на основі різних технологій, називається технологією міжмережевої взаємодії (internetworking).

Функції мережного рівня реалізуються:

□ групою протоколів;

□ спеціальними пристроями - маршрутизаторами.

Однією з функцій маршрутизатора є фізичне з'єднання мереж. Маршрутизатор має декілька мережевих інтерфейсів, подібних інтерфейсів комп’ютера, до кожного з яких може бути підключена одна мережа. Таким чином, всі інтерфейси маршрутизатора можна вважати вузлами різних мереж. Маршрутизаторам може бути реалізований програмно, на базі універсального комп'ютера (наприклад, типова конфігурація Unix або Windows включає програмний модуль маршрутизатора). Однак частіше маршрутизатори реалізуються на базі спеціалізованих апаратних платформ. До складу програмного забезпечення маршрутизатора входять протокольні модулі мережевого рівня.

Отже, щоб зв'язати мережі, які зображено на рис. 4.8, необхідно з'єднати всі ці мережі маршрутизаторами і встановити протокольні модулі мережевого рівня на всі кінцеві вузли користувачів, які хотіли б зв'язуватися через складову мережу (рис. 4.9).

Дані, які необхідно передати через складену мережу, надходять на мережевий рівень від вищого транспортного рівня. Ці дані забезпечуються заголовком мережевого рівня. Дані разом із заголовком утворюють пакет - так називається PDU мережевого рівня. Заголовок пакета мережного рівня має уніфікований формат, що не залежить від форматів кадрів канального рівня тих мереж, які можуть входити в складену мережу, і несе поряд з іншою службовою інформацією дані про адресу призначення цього пакета.

 

Для того щоб протоколи мережевого рівня могли доставляти пакети любому вузлу складовою мережі, ці вузли повинні мати адреси, унікальні в межах даної складовою мережі. Такі адреси називаються мережевими, абоглобальними. Кожен вузол складової мережі, який має намір обмінюватися даними з іншими вузлами складовою мережі, повинен мати мережеву адресу поряд з адресою, яка призначена йому на канальному рівні. Наприклад, на рис. 4.9 комп'ютер в мережі Ethernet, яка входить ще й в складену мережу, має адресу канального рівня МАС1 та адреса мережевого рівня NET-A1; аналогічно в мережі ATM вузол, що адресується ідентифікаторами віртуальних каналів ID1 і ID2, має мережеву адресу NET-A2. У пакеті в якості адреси призначення повинен бути вказаний адрес мережевого рівня, на підставі якого визначається маршрут пакета. Визначення маршруту є важливим завданням мережевого рівня. Маршрут описується послідовністю мереж (або маршрутизаторів), через які повинен пройти пакет, щоб потрапити до адресата. Наприклад, на рис. 4.9 штриховою лінією показано 3 маршрути, по моменту, котрим можуть бути передані дані від комп'ютера А до комп'ютера Б. Маршрутизатор збирає інформацію про топологію зв'язків між мережами і на її основі будує таблиці комутації, які в даному випадку носять спеціальну назву таблиць маршрутизації.

Відповідно до багаторівневого підходу мережевий рівень для вирішення свого завдання звертається до нижчележачого канального рівню. Весь шлях мережа розбивається на ділянки від одного маршрутизатора до іншого, при чому кожна ділянка відповідає шляху через окрему мережу.

Для того щоб передати пакет через чергову мережу, мережевий рівень поміщає його в поле даних кадру відповідної канальної технології, вказуючи в заголовку кадру канальний адрес інтерфейсу наступного маршрутизатора. Мережа, використовуючи свою канальну технологію, доставляє кадр з інкапсульованим в нього пакетом за заданою адресою. Маршрутизатор витягує пакет з прибутого кадру і після необхідної обробки передає пакет для подальшого транспортування в наступну мережу, попередньо упакувавши його в новий кадр канального рівня в загальному випадку іншою технологією. Таким чином, мережевий рівень грає роль координатора, що організує спільну роботу мереж, побудованих на основі різних технологій.