2.3 Модель взаэємодії відкритих систем – Open System Interconnect

Принцип передачі даних по мережі полягає в тому, що файл (або повідомлення), які представляють собою сукупність байт, пересилається порціями кінцевої довжини послідовних біт, що становлять байт. Файли поділяються на більш дрібні об'єкти з метою ефективного використання каналів передачі даних: а) за рахунок запобігання використання каналу тільки двома учасниками і б) за рахунок мінімізації обсягу повторної передачі в разі помилки в прийнятій частини файлу. Кадри зазвичай вкладаються в мережні пакети, які, у свою чергу, додають до кадру заголовок з керуючої інформацією. Використання пакетів дозволяє передавати дані в гетерогенних розгалужених мережах. Пакети переносять сегменти даних і повідомлення зі своєї керуючої інформацією.

Організація мережевої взаємодії являє собою складну задачу. Для її вирішення використовують декомпозицію на підзадачі, включаючи функціональний опис рівнів, вирішують ці підзадачі, і опис зв'язків між сусідніми рівнями. На початку 80-х рр. минулого століття кілька міжнародних організацій по стандартизації (Міжнародна організація по стандартизації - International Standard Organization (ISO), Міжнародний телекомунікаційних союз – International Telecommunications Unit (ITU) і ряд інших) розробили модель мережевого взаємодії, названу моделлю взаємодії відкритих систем (Open System Interconnect - OSI). У цій моделі всі завдання мережевої взаємодії систем згруповані на семи рівнях і визначено функціональне взаємодія сусідніх рівнів ієрархії. На (рис. 2.13) показані назви рівнів і схема їх взаємодії. ключовим моментом моделі при передачі даних є додавання заголовка зі службовою інформацією до блоку даних, що надійшов від вищого рівня (або від програми, що відправляє ці дані), і передача отриманого блоку даних із заголовком поточного рівня нижчому рівню. При цьому структури даних вищих рівнів вкладаються в поля даних структур поточних рівнів. Оскільки блоки даних різних рівнів називають по-різному (пакети, кадри, сегменти, повідомлення та ін.), зручним є введення для них загальної назви - протокольний блок даних (Protocol Data Unit - PDU). При отриманні інформації відбувається передача отриманих PDU знизу вгору, при цьому поточний рівень аналізує інформацію у відповідному цьому рівню заголовку, після чого відкидає заголовок, обробляє блок даних відповідно до отриманої службовою інформацією і передає оброблений блок вищому рівневі для аналогічної обробки. При цьому відбувається вилучення блоків даних вищих рівнів з PDU поточного рівня. Верхній рівень отримує дані, передані відправником, які він передає мережному додатку одержувач.

Рис. 2.13. Модель відкритих систем і їх взаємодія між собою

Набір правил, що визначають взаємодію однакових рівнів на стороні відправника і одержувача, називається комунікаційним протоколом. Протоколи передбачають певний формат заголовка для PDU поточного рівня і передану в ньому службову інформацію, допустимий розмір PDU, типи перетворень над даними, що виконуються на цьому рівні, і алгоритми таких перетворень. Крім протоколів, для рівнів визначаються інтерфейси взаємодії з сусідніми рівнями, що представляють собою набори правил взаємодії за допомогою обміну повідомленнями стандартизованих форматів. По суті, інтерфейс - це набір сервісів, що надаються даним рівнем сусіднім рівням. Зокрема, інтерфейс визначає спосіб передачі блоку даних і службової інформації, наприклад адреси одержувача. Стек протоколів - стандартизований набір протоколів різних рівнів, які організовують взаємодію комп'ютерів в мережі. Слід зазначити, що протоколи нижніх рівнів часто реалізуються в мережевих апаратних засобах, в той час як протоколи верхніх рівнів зазвичай являють собою програмне забезпечення.