Сетевой уровень
Сетевой уровеньв первую очередь должен предоставлять средства для решения следующих задач:
доставки пакетов в сети с произвольной топологией;
структуризации сети путем надежной локализации трафика;
согласования различных протоколов канального уровня.
Сетевой уровень позволяет передавать данные между любыми, произвольно связанными узлами сети (но не берёт на себя обязательств по надежности передачи данных). Это достигается благодаря наличию адресации– каждый узел в сети имеет свой уникальный идентификатор.
Реализация протокола сетевого уровня подразумевает наличие в сети специального устройства – маршрутизатора. Маршрутизаторы объединяют отдельные сети в общую составную сеть. К каждому маршрутизатору могут быть присоединены несколько сетей (по крайней мере две).
Транспортный уровень
Транспортный уровеньобеспечивает передачу данных между любыми узлами сети с требуемым уровнем надежности. Для этого на транспортном уровне имеются средства установления соединения, нумерации, буферизации и упорядочивания пакетов.
Сеансовый уровень
Сеансовый уровеньпредоставляет средства управления диалогом, позволяющие фиксировать, какая из взаимодействующих сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации в рамках процедуры обмена сообщениями.
Уровень представления
Уровень представленияотвечает за внешнее представление данных. На этом уровне могут выполняться различные виды преобразования данных, такие как компрессия и декомпрессия, шифровка и дешифровка данных.
Прикладной уровень
Прикладной уровень– это в сущности набор разнообразных сетевых сервисов, предоставляемых конечным пользователям и приложениям. Примерами таких сервисов являются, например, электронная почта, передача файлов, подключение удаленных терминалов к компьютеру по сети.
Существует несколько групп протоколов (называемые также «стеки протоколов»), которые частично или полностью соответствуют уровням эталонной модели OSI. Наибольший интерес представляет набор протоколов TCP/IP.
Протоколы Internet: TCP/IP
Протоколы TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) были разработаны по заказу Министерства обороны США 30 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet и представляет собой набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Большой вклад в развитие стека TCP/IP внёс университет Беркли, реализовав этот протокол для операционной системы UNIX. Популярность UNIX и удачные идеи, заложенные в TCP/IP, привели к образованию и бурному развитию международной сети Internet. Все протоколы семейства TCP/IP и связанные с ними проходят стандартизацию в организации IETF через выпуск так называемых RFC (Request For Comment) документов.
Протоколы, входящие в TCP/IP частично соответствуют модели OSI (см. Рисунок 5.2, «Соответствие стека TCP/IP модели OSI»). Стек TCP/IP поддерживает на нижнем уровне все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей – Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальных – PPP, ISDN. Основными протоколами стека, давшими ему название, являются протоколы IP и TCP, относящиеся соответственно к сетевому и транспортному уровню. IP обеспечивает продвижение пакета по сети, TCP гарантирует надёжность его доставки.
За долгие годы использования стек TCP/IP обзавёлся множеством протоколов прикладного уровня: FTP, SMTP, HTTP и т.п..
Рисунок 5.2. Соответствие стека TCP/IP модели OSI
Поскольку стек TCP/IP изначально создавался для глобальной сети, он имеет много особенностей, дающих ему преимущество перед другими протоколами, когда речь заходит о глобальных связях. Это способности фрагментации пакетов, гибкая система адресации, простота широковещательных запросов.
Сегодня набор протоколов TCP/IP самый распространённый протокол вычислительных сетей, к тому же он является наиболее «оригинальным» для UNIX-систем.