Многоуровневые протоколы обмена данными, базирующиеся на модели iso/osi (osi — “Взаимодействие открытых систем”).

При объединении разнородных ЭВМ в сеть возникает много проблем. Необходимо согласовать взаимодействие ЭВМ клиентов, серверов, линий связи и других устройств. Они были решены посредством применения многоуровневой системы протоколов. Для стандартизации протоколов была создана международная организация стандартов ISO(InternationalStandardOrganization).ISOввела понятие архитектуры открытых систем.

Большая система разбивается на уровни. Уровни представляют собой самостоятельные системы, взаимодействующие между собой по определенным правилам. Сами системы могут быть созданы на различ­ных технических средствах. Каждая из них выполняет свои функции.

Международная организация стандартов установила семь уровней сети: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительный и прикладной. Каждый уровень решает свои задачи и обслуживает расположенный над ним уровень.

Правила взаимодействия разных систем одного уровня называют протоколом. Правила взаимодействия соседних уровней в одной системе -интерфейсом.Каждый протокол должен быть прозрачным для соседних уровней.Прозрачность- свойство передачи информации, закодированной любым способом, понятное взаимодействующим уровням.

Семиуровневая модель сетевого обмена.

Заметим, что в англоязычной литературе эта модель называется “OpenSystemInterconnectionReferenceModel” (OSI Ref.Model), т.е. буквальный перевод этого термина “Ссылочная модельOSI”.

В данной модели обмен информацией может быть представлен в виде стека, представленного на рисунке. Как видно из рисунка, в этой модели определяется все - от стандарта физического соединения сетей до протоколов обмена прикладного программного обеспечения. Дадим некоторые комментарии к этой модели.

Модель DoD		Модель OSI		Модель TCP/IP
Процесс (Process)		Прикладной (Application)		Прикладной (Application)
		Представительный (Presentation)
		Сеансовый (Session)
Хост-хост (Host-to-Host)		Транспортный (Transport)		Транспортный (Transport)
Internet		Сетевой (Network)		Internet
Сетевой доступ (Network Access)		Канальный (Data Link)		Канальный (Data Link)
		Физический (Physical)		Физический (Physical)

Рис. Многоуровневые модели протокола межсетевых обменов и соотношение между ними.

Физический уровеньданной модели определяет характеристики физической сети передачи данных, которая используется для межсетевого обмена. Это такие параметры, как: напряжение в сети, сила тока, число контактов на разъемах и т.п. Типичными стандартами этого уровня являются, напримерRS232C,V35,IEEE802.3 и т.п.

К канальному уровнюотнесены протоколы, определяющие соединение, например,SLIP(SerialLineInternetProtocol),PPP(PointtoPointProtocol),NDIS(NetworkDriverInterfaceSpecification), пакетный протоколODI(OpenData-LinkInterface) и т.п. В данном случае речь идет о протоколе взаимодействия между драйверами устройств и устройствами, с одной стороны, а с другой стороны, между операционной системой и драйверами устройства. Такое определение основывается на том, что драйвер - это, фактически, конвертор данных из одного формата в другой, но при этом он может иметь и свой внутренний формат данных.

К сетевому (межсетевому)уровню относятся протоколы, которые отвечают за отправку и получение данных, или, другими словами, за соединение отправителя и получателя. Вообще говоря, эта терминология пошла от сетей коммутации каналов, когда отправитель и получатель действительно соединяются на время работы каналом связи. Применительно к сетям TCP/IP, такая терминология не очень приемлема. К этому уровню вTCP/IPотносят протоколIP(Internet Protocol). Именно здесь определяется отправитель и получатель, именно здесь находится необходимая информация для доставки пакета по сети.

Транспортныйуровень отвечает за надежность доставки данных, и здесь, проверяя контрольные суммы, принимается решение о сборке сообщения в одно целое. В Internet транспортный уровень представлен двумя протоколамиTCP(TransportControlProtocol) иUDP(UserDatagramProtocol). Если предыдущий уровень (сетевой) определяет только правила доставки информации, то транспортный уровень отвечает за целостность доставляемых данных.

Сеансовыйуровень (уровеньсессии) определяет стандарты взаимодействия между собой прикладного программного обеспечения. Это может быть некоторый промежуточный стандарт данных или правила обработки информации. Условно к этому уровню можно отнести механизм портов протоколов TCP и UDP и BerkeleySockets. Однако обычно, в рамках архитектуры TCP/IP такого подразделения не делают.

Представительныйуровень (PresentationLayer), известный также как уровень обмена данными с прикладными программами, необходим для преобразования данных из промежуточного формата сессии в формат данных приложения. ВInternetэто преобразование возложено на прикладные программы.

Прикладнойуровень (прикладных программ или приложений) определяет протоколы обмена данными этих прикладных программ. ВInternetк этому уровню могут быть отнесены такие протоколы, как: FTP, TELNET, HTTP, GOPHER и т.п.

Отметим, что стек протоколов TCP/IP(которые и используются в интернете) отличается от только что рассмотренного стека модели OSI – как указано на рисунке, здесь отсутствуют сеансовый и представитель­ный уровни. Более того, чаще всего два нижних уровня объединены в единый уровень сетевого доступа, что соответствует старинной моделиDoD, разработанной ещё в 1960-х годах по инициативе министерства обороны США и носящей с тех пор его имя.