3.Модель osi. Физический, сетевой, канальный уровни.

Нижние уровни 1, 2 и 3 — физический, звена данных и сетевой — имеют дело с физическими аспектами данных, перемещающихся от одного устройства до другого (таких как электрические спецификации, физические подключения, физическая адресация и синхронизация передачи и надежность).

Физический уровень (Physical Layer — PL) обеспечивает побитовую транспортировку кадров (часто называемую пакетом) между узлами по требуемой физической среде передачи (металлический кабель, оптоволоконная линия связи, радиоканал).

Физический уровень определяет следующие процедуры и функции, которые физические устройства и интерфейсы должны выполнять в ситуациях, возникающих при передаче информации:

• Физические характеристики интерфейсов и сред передачи. На физическом уровне задают характеристики интерфейса между устройствами и средами передачи. Он также определяет тип среды передачи.

• Представление бит. Физические данные уровня состоят из потока битов (последовательность нулей или единиц) без любой интерпретации. Чтобы быть переданными, биты должны кодироваться электрическими или оптическими сигналами. Физический уровень определяет тип кодирования (каким именно образом нули и единицы представляются в форме электрических сигналов).

• Скорость данных. Скорость передачи — физический уровень задает продолжительность бита, которая определяет, как долго длится передача блоков информации.

• Синхронизация битов. Передатчик и приемник могут иметь расходящиеся по своим значениям скорости, которые должны быть синхронизированы на уровне разряда.

• Конфигурация линии. Физический уровень определяет подключение устройств к среде передачи. В конфигурации "точка-точка" два устройства связаны вместе через приданную им линию связи. В многоточечной конфигурации линия связи разделена между несколькими устройствами.

• Физическая топология. Физическая топология определяет, как устройства связаны для того, чтобы создать сеть. Устройства могут быть связаны, используя топологию "каждый с каждым" (каждое устройство связано с каждым другим устройством), звездную топологию (устройства связаны через центральное устройство), кольцевую топологию (каждое устройство связано со следующим, формируя кольцо) или топологию типа "шина" (каждое устройство на общей линии связи).

• Режим передачи. Физический уровень также определяет направление передачи между двумя устройствами: симплекс, полудуплекс или дуплексный. В симплексном режиме только одно устройство может передать, а другое может только получить. В полудуплексном режиме два устройства могут передавать и получать, но не в одно и то же время. В полнодуплексном (или просто дуплексном) режиме два устройства могут передавать и получать информацию одновременно.

На канальном уровне (Data Link Layer — DLL) реализуются механизмы обнаружения и коррекции ошибок, возникающих в канале связи между узлами. Задачи уровня звена передачи данных:

• Цикловая синхронизация. Канальный уровень данных преобразует поток битов, полученных от сетевого уровня в управляемые модули данных, которые называются кадрами.

• Физическая адресация. Если кадры должны быть распределены между несколькими различными приемниками, уровень звена передачи данных добавляет заголовок к кадру, чтобы определить конкретный передатчик и/или приемник кадра. Если кадр предназначен для системы вне сети передатчика, добавляется адрес приемника или адрес устройства, которое подключает его к другой сети.

• Управление потоком. Если скорость, на которой данные поглощаются приемником, меньше, чем скорость, порождаемая в передатчике, уровень звена передачи данных применяет механизм управления потоком, чтобы предотвратить переполнение приемника.

• Контроль ошибок. Для этого пакет, поступающий с вышележащего (сетевого) уровня, преобразуется в кадр, т. е. дополняется контрольной суммой и обрамляется специальной последовательностью "Флаг", позволяющей определить начало и конец кадра. На приеме "Флаги" отбрасываются, и снова вычисляется контрольная сумма. Если вычисленная контрольная сумма совпадает с суммой, принятой из кадра, то кадр считается правильным и в виде пакета передается на сетевой уровень, а на передающую сторону высылается квитирующий кадр.

• Управление доступом. Когда два или более устройств могут использовать одну и ту же линию связи, протоколы уровня звена передачи данных необходимы для того, чтобы определить, какое устройство может иметь доступ к линии связи в конкретный момент времени.

Сетевой уровень (Network Layer — NL) служит для образования сквозной транспортной системы между оконечными устройствами пользователя через все промежуточные сети связи — "из конца в конец".

Он выполняет следующие задачи:

• Логическая адресация. Чтобы передать пакет, средства сетевого уровня собирают информацию о топологии сетевых соединений и используют ее для выбора наилучшего пути. Каждый пакет содержит адрес получателя, который состоит из старшей части — номера сети и младшей — номера компьютера (узла) в этой сети. Cеть — это совокупность компьютеров, сетевой адрес которых содержит один и тот же номер сети.

Сетевой уровень добавляет заголовок к пакету, прибывающему от верхнего уровня, который среди других атрибутов включает логические адреса передатчика и приемника.

• Маршрутизация. Когда независимые сети или линии связи включены вместе, чтобы создать интернет-сети (сеть сетей) или большую сеть, то используются подключающие устройства (называемые маршрутизаторами, или коммутаторами). Они последовательно направляют или коммутируют пакеты к конечному пункту назначения. Одна из функций сетевого уровня должна обеспечить этот механизм.