2.16. Сетевая модель osi. Функции уровней.

Сетевая модель OSI.

OSI –Open System Interconnection. Разработчик - ISO (International Standards Organization) в 1984 г. Эталонная модель взаимодействия открытых сетей.

Уровни модели OSI:

- Прикладной уровень - 7

- Представительский уровень - 6

- Сеансовый уровень - 5

- Транспортный уровень - 4

- Сетевой уровень - 3

- Канальный уровень - 2

- Физический уровень - 1

Каждому уровню соответствует определенные сетевые операции и определенный протокол. Задача каждого уровня: обеспечить работу вышестоящего уровня. Иерархия уровней существует (нижние подчиняются верхним).

Взаимодействие уровней: (отправитель) ПК1 протоколы ПК2(получатель)

Интерфейсы

• - виртуальные

(логические) связи

- непосредственная

связь

Два вида взаимодействия между уровнями:

1. Виртуальное взаимодействие между смежными уровнями с помощью интерфейсов, носят подчиненный характер (нижние уровни подчиняются верхним).

2. Горизонтальное взаимодействие осуществляется с помощью протоколов между соответствующими уровнями. Два вида связей – виртуальные (логические) связи между нижележащими уровнями осуществляются, т.к. передача информации выполняется на физическом уровне (непосредственная связь). Отправитель ПК1 – сверху вниз данные, на получателе ПК2 – снизу вверх.

Функции уровней.

1. Прикладной уровень (7) – Application Layer – управление прикладными процессами. Основная задача – управление доступом прикладных процессов (программ) к сетевым услугам (e-mail, передача файлов по сети, доступ к сетевым БД, всемирная сеть WWW). Сетевые операции:

1. Ввод логических имен, адресов сетевых объектов (компьютеров), распознавание этих адресов (a@b.ru , it29).

2. Ввод данных в окно.

3. Инициация передачи или приема данных.

4. Выбор протокола верхнего уровня для сетевой услуги.

2. Представительский уровень (6) – Presentation Layer – управление предоставлением данных. Основная задача – определение формата данных для обмена между сетевыми компьютерами.

Сетевые операции:

1. ПК отправитель , данные, поступившие с прикладного уровня, переводит в промежуточный машинонезависимый формат (байтовый формат), а ПК получатель, на этом уровне переводит из промежуточного формата в тот формат, который соответствует прикладному уровню ПК получателя, его ОС.

2. Шифрование данных. Отправитель шифрует, получатель расшифровывает.

3. Сжатие данных. На этом уровне выполняется смена кодовой таблицы для национальных алфавитов.

3.Сеансовый уровень (5) - Session Layer – управление сеансами связи. Основная задача – этот уровень позволяет двум приложениям на разных ПК (отправитель и получатель) устанавливать, использовать и завершать соединения (сеанс связей). Сетевые операции:

1. Аутентификация – проверка подлинности сетевого объекта или пользователя при регистрации на сервере.

2. Защита данных на основе прав доступа.

3. Управление доступом по имени пользователя.

4. Управление диалогом между взаимодействующими прикладными процессами.

4. Транспортный уровень (4) - Transport Layer – управление транспортировкой данных. Основная задача – гарантировать доставку данных без ошибок (в той же последовательности, без потерь, без дублирования). Сетевые операции:

1. ПК отправитель разбивает данные на управляемые блоки – пакеты и передает пакеты на сетевой уровень, ПК получатель – распаковывает данные и дает сигнал подтверждения правильности приема.

2. Контроль ошибок, возникающих при передаче пакетов на нижележащий уровень и команда на повторную ошибку.

5. Сетевой уровень (3) – Network Layer – управление сетью. Основная задача - обеспечить доставку пакета по адресу. Сетевые операции:

1. Адресация пакетов – преобразование логических адресов (прикладной уровень) в сетевые цифровые адрес). (it29 a@b.ru (прикладной уровень – символьный адрес)  192.168.5.1. (IP-адрес – цифровой –логический адрес). Цифровые адреса отправителя и получателя помещаются в каждый пакет.

2. Коммутация пакетов. Передача пакетов по определенному маршруту.

3. Маршрутизация пакетов – выбор наилучшего маршрута из нескольких вариантов.

4. Буферизация пакетов – накопление пакетов, временное хранение при перегрузках сетевого оборудования.

6. Канальный уровень (2) - Data Link Layer – управление каналом данных. Основная задача – обеспечить передачу кадров данных между компьютерами. Сетевые операции:

1. Формирование кадров данных на стороне отправителя (пакет помещается в кадр). Подготовка потока бит для физического уровня.

2. Обработка ошибок, возникших при передаче, с помощью CRC – код. Отправитель формирует код CRC и помещает в конец кадра. CRC – циклический избыточный код (вариант усложненной контрольной суммы). Контрольная сумма используется для проверки обработки ошибок (это сумма байтовых значений). Получатель при получении кадра считает сумму и сравнивает с полученным кодом CRC, дает сигнал подтверждения.

3. Преобразование сетевых адресов (IP-адресов) в физические адреса сетевого оборудования. На канальном уровне система работает с MAC-адресами.

4. Обеспечение связи между сетевым адаптером и верхним уровнями модели OSI с помощью сетевого драйвера. На этом уровне функционирует сетевой драйвер.

7. Физический уровень (1) - Phisical Layer – управление физическим каналом передачи данных. Основная задача – передача потока бит по физической среде (по кабельной системе). Сетевые операции:

1. Реализация интерфейса с физической средой передач. Определение типа кабельной системы, количество контактов и др. параметры.

2. Кодирование данных – способ перевода бит (0 и 1) в соответствующий сигнал.

3. Устанавливает параметры передаваемого сигнала (уровень, длительность и др.).