1.2. Модель взаємодії відкритих систем iso/osi (open system interconnection)
Міжнародна організація стандартизації (ISO) запропонувала модель для розробки відкритих систем, тобто таких, що можуть обмінюватися даними з іншими системами. Відповідно до запропонованої моделі середовище зв'язку умовно поділяється на 7 рівнів (див. рис. 10 на с. 16).
1. Фізичний рівень (біти).
2. Рівень з'єднання (кадри).
3. Мережевий рівень (пакети).
4. Транспортний рівень (повідомлення).
5. Сеансовий рівень (повідомлення).
6. Рівень подання (повідомлення).
7. Прикладний рівень.
Сукупність цих рівнів називається моделлю взаємодії відкритих систем (моделлю ISO/OSI).
Кожен рівень (рівень подання, сеансовий, транспортний, мережевий, рівень з'єднання, фізичний) використовує різні одиниці вимірювання кількості даних. Причому прикладний, подання та сеансовий рівні використовують термін «повідомлення» як одиницю виміру даних. Мережевий рівень трактує дані як «пакети», а рівень з'єднання — як «кадр». Фізичний рівень використовує біти — послідовність нулів і одиниць.
Розробники поділяють мережу на рівні з метою одержати низку функціональних модулів. Кожен рівень виконує тільки визначену для цього рівня задачу. У книжці Ендрю Таненбаума «Комп'ютерні мережі» наведено п'ять основних принципів, які застосовують у розробці мережевих рівнів і, відповідно, моделей взаємодії відкритих систем:
Новий мережевий рівень вводиться, якщо програмне забезпечення потребує нового рівня абстракції.
Кожен рівень має виконувати чітко визначену функцію.
Низка функцій, що виконуються мережевим рівнем, має відповідати загальноприйнятим міжнародним стандартам.
Межі рівня обирають так, щоб мінімалізувати потік даних. Кількість мережевих рівнів обирають таку, щоб розміщувати різні функції на одному рівні. Навпаки, дуже велика кількість рівнів робить мережеву архітектуру надто громіздкою.
Рис. 10. Взаємодія мережевих рівнів моделі ISO/OSI
Модель ISО/OSI не є стандартом — це просто рекомендація для розробників, але кожну сучасну мережу найпростіше описати і зрозуміти в термінах моделі ISO/OSI.
Призначення мережевих рівнів моделі (модель ISO/OSI)
Фізичний рівень складається з фізичних елементів (hardware), що безпосередньо передають інформацію через мережеві канали зв'язку. Лінії зв 'язку — кабелі, що з 'єднують комп 'ютери,— належать до фізичного рівня. До нього ж належать і методи електричного перетворення сигналів. Різні мережеві технології, як-от Ethernet, ARCNET або Token Ring, належать до фізичного рівня як пристрої, що задають параметри перетворення сигналів для передачі по мережі.
Рівень з 'єднання. Завдання рівня з'єднання — передати дані від фізичного рівня до мережевого і навпаки. Мережева плата у комп'ютері — приклад реалізації рівня з 'єднання. Як правило, рівень з'єднання відповідає за збереження даних, переданих фізичним рівнем.
Мережевий рівень. Цей рівень визначає шлях проходження даних у мережі до одержувача. Це означає, що він контролює можливі зіткнення (congestion) даних, швидкість передачі у мережі та цілісність даних.
Мережевий рівень можна розглядати як службу доставки. Протокол Інтернет (IP) виконує усі функції мережевого рівня (рис. 11).
Рис. 11. Доставка даних мережевим та транспортним рівнями
Транспортний рівень. Так само, як мережевий, транспортний рівень надсилає пакети через мережу і транспортує дані між самими комп'ютерами. Тільки-но мережевий рівень доставить дані комп'ютеру-одержува-чу, починає працювати транспортний протокол, надсилаючи дані до прикладного процесу.
Сеансовый рівень. Сеансовий рівень є користувацьким мережевим інтерфейсом. Він опрацьовує з'єднання між процесами й прикладними програмами на різних комп'ютерах: опрацювання імен, паролів і прав доступу.
У багатьох мережах перед тим, як отримати доступ до прикладної програми, необхідно зареєструватися у системі, тобто увести своє ім 'я {ідентифікатор користувача) і пароль. Часто у мережу можна «ввійти» кілька разів, відкривши кілька сеансів одночасно. Завжди, відкриваючи новий сеанс, ваш комп'ютер «домовляється» з віддаленим про можливість з'єднання ще до того, як відбудеться саме з'єднання.
Рівень подання. Рівень подання поєднує в собі загальні мережеві функції, що неодноразово використовуються у мережевих з'єднаннях. Рівень подання є мережевим інтерфейсом до пристроїв комп'ютера, як-от: принтери, монітори, файли.
Прикладний рівень. На цьому рівні сконцентровані функції, що належать до загальномережевих прикладних програм. Ці функції особливо важливі для розробників мереж. Прикладні програми (наприклад, електронна пошта або розподілені бази даних) демонструють використання функцій прикладного рівня. Програми, що функціонують у середовищі Інтернет, є частиною мережевого рівня прикладних програм. Як і всі прикладні програми, вони написані для кінцевих користувачів.