ICND1_Vol1_RUS

Семь уровней эталонной модели OSI (прод.)

Обмен данными между узламиУстанавливает, управляет и прекращает сеансы между приложениями

Уровень 5: сеансовый уровень

На сеансовом уровне выполняется создание, управление и завершение сеансов между двумя хостами, обменивающимися данными. Кроме того, на сеансовом уровне выполняется синхронизация диалога между представительскими уровнями двух хостов и управление обменом данными между ними. Например, веб-серверами пользуется большое число пользователей, и в каждый отдельно взятый момент времени выполняется много процессов обмена данными. Поэтому необходимо отслеживать, каким каналом пользуется тот или иной пользователь. Кроме управления сеансами, сеансовый уровень предлагает дополнительные средства для эффективной передачи данных – классы обслуживания (CoS)

исобытийная отчетность о проблемах сеансового, прикладного

ипредставительского уровней.

Семь уровней эталонной модели OSI (прод.)

Уровень 6: представительский уровень

Представительский уровень гарантирует, что сведения, передаваемые на прикладном уровне одной системы, могут быть распознаны на прикладном уровне другой системы. Например, программа на компьютере обменивается данными с другим компьютером, причем для представления одних и тех же символов на одном из компьютеров используется расширенный двоичнодесятичный код обмена информацией (EBCDIC), а на другом используется американский стандартный код для обмена информацией (ASCII). При необходимости, на представительском уровне выполняется перевод из одного из многочисленных форматов данных в другой на основе общего формата.

Семь уровней эталонной модели OSI (прод.)

Уровень 7: прикладной уровень

Прикладной уровень OSI находится ближе всего к пользователю. На этом уровне предоставляются сетевые услуги для таких пользовательских приложений, как электронная почта, пересылка файлов и эмуляция терминала. Прикладной уровень отличается от остальных уровней тем, что он не предоставляет услуг другим уровням OSI, а только приложениям вне модели OSI. Прикладной уровень обеспечивает доступность целевых партнеров по соединению, а также синхронизирует и формирует соглашения по процедурам коррекции ошибок и контроля целостности данных.

Инкапсуляция и деинкапсуляция

Данные, передаваемые по сети, должны пройти процесс преобразования как на передающей, так и на принимающей системе. Этот процесс преобразования называется инкапсуляцией и деинкапсуляцией данных. В этом разделе описываются процессы инкапсуляции и деинкапсуляции.

Инкапсуляция данных

FCS

Инкапсуляция

Информация, передаваемая по сети, называется данными или пакетами данных. При передачи данных с одного компьютера на другой необходимо упаковать данные в пакеты. Этот процесс называется инкапсуляцией. Во время инкапсуляции данные разбиваются на пакеты с необходимыми данными протокола перед передачей через сеть. При перемещении данных через уровни модели OSI на каждом уровне к данным добавляется заголовок (и концевая метка, если необходимо), пока данные не доходят до самого низкого уровня. Заголовки и концевые метки содержат контрольную информацию для сетевых устройств и приемника, которая обеспечивает корректную доставку данных и их правильную интерпретацию на приемнике.

На рисунке описывается процесс инкапсуляции. На нем показано, как данные перемещаются между уровнями. Во время инкапсуляции данных выполняются следующие действия.

Шаг 1 Приложение передает пользовательские данные на прикладной уровень.

Шаг 2 На прикладном уровне к пользовательским данным добавляется заголовок прикладного уровня (заголовок уровня 7). Пользовательские данные вместе с заголовком уровня 7 передаются вниз на представительский уровень.

Шаг 3 На представительском уровне к данным добавляется заголовок представительского уровня (заголовок уровня 6). Получившиеся данные передаются на сеансовый уровень.

Шаг 4 На сеансовом уровне к данным добавляется заголовок сеансового уровня (заголовок уровня 5). Получившиеся данные передаются на транспортный уровень.

Шаг 5 На транспортном уровне к данным добавляется заголовок транспортного уровня (заголовок уровня 4). Получившиеся данные передаются на сетевой уровень.

Шаг 6 На сетевом уровне к данным добавляется заголовок сетевого уровня (заголовок уровня 3). Получившиеся данные передаются на канальный уровень.

Шаг 7 На канальном уровне к данным добавляется заголовок и концевая метка канального уровня (заголовок и концевая метка уровня 2). Концевая метка уровня 2 обычно представляет собой контрольную последовательность кадра, которая используется получателем для проверки целостности данных. Получившиеся данные передаются на физический уровень.

Шаг 8 С физического уровня биты данных передаются в среду передачи.

Пример: передача посылки по почте

Инкапсуляция очень похожа на процесс отправки посылки по почте. Сначала необходимо поместить содержимое посылки в упаковку. Затем на внешней стороне упаковки пишется адрес, по которому следует отправить посылку. После этого надписанная посылка помещается в почтовый ящик и начинает свое путешествие к месту назначения.

Деинкапсуляция данных

Деинкапсуляция

Когда удаленное устройство получает последовательность битов, его физический уровень передает биты данных на канальный уровень для обработки. На канальном уровне выполняются следующие действия.

Шаг 1 Канальный уровень проверяет концевую метку канального уровня (контрольную последовательность кадра), чтобы убедиться, что в данных нет ошибок.

Шаг 2 Если в данных есть ошибки, их можно забраковать, поэтому канальный уровень может запросить повторную передачу данных.

Шаг 3 Если в данных нет ошибок, канальный уровень считывает и интерпретирует контрольную информацию в своем заголовке.

Шаг 4 Канальный уровень удаляет заголовок и концевую метку канального уровня и передает оставшийся пакет данных вверх на сетевой уровень в зависимости от контрольной информации в заголовке канального уровня.

Этот процесс называется деинкапсуляцией. На каждом последующем уровне выполняется аналогичная процедура деинкапсуляции.

Пример: получение посылки

Процесс деинкапсуляции похож на чтение адреса на посылке, когда вы проверяете, кому она адресована. Если посылка адресована вам, вы извлекаете содержимое из упаковки.

Обмен данными между узлами

Чтобы пакеты данных могли передаваться от источника к месту назначения, каждый уровень модели OSI источника должен обмениваться данными

с соответствующим уровнем получателя. В этом разделе описывается процесс обмена данными между узлами.

Обмен данными между узлами

При обмене данными между узлами протоколы на каждом уровне обмениваются пакетами данных, которые называются «элементами информации протокола» (Packet Data Unit - PDU).

Эти пакеты данных создаются на источнике в сети, а затем передаются к месту назначения. Предоставление услуг на каждом уровне зависит от низлежащего уровня OSI. Для выполнения своих функций более низкий уровень использует инкапсуляцию для размещения элементов PDU верхнего уровня в поле данных нижнего уровня. После этого на каждом уровне добавляется заголовки, которые необходимы этому уровню для выполнения своих функций. По мере продвижения данных с уровня 7 до уровня 2 модели OSI добавляются дополнительные заголовки.

Сетевой уровень предоставляет услуги транспортному уровню, а транспортный уровень передает данные в сетевую подсистему. Сетевой уровень перемещает данные через Интернет, инкапсулируя их и добавляя заголовок для создания пакета (элемент PDU уровня 3). Заголовок содержит сведения, необходимые для передачи (например, логические адреса отправителя и получателя).

Канальный уровень предоставляет услуги сетевому уровню, инкапсулируя пакет сетевого уровня в кадр (элемент PDU уровня 2). Заголовок кадра содержит физические адреса, необходимые для выполнения функций канального уровня, а концевая метка кадра содержит контрольную последовательность кадра.

Физический уровень предоставляет услуги канальному уровню, кодируя кадр канального уровня в последовательность битов (1 и 0) для передачи по среде (обычно проводной) на уровне 1.

Семейство протоколов TCP/IP

Семейство протоколов TCP/IP, название которого в действительности является комбинацией названий двух отдельных протоколов – протокола управления передачей данных (TCP) и протокола Интернета (IP), делится на уровни, каждый из которых выполняет определенные функции в процессе обмена данными.

В этом разделе описано, как уровни TCP/IP организуются в стек.

Стек протоколов TCP/IP

Состоит из четырех уровней

Использует другие имена для уровней 1 – 3

Объединяет уровни 5 – 7 в единый прикладной уровень

Протоколы семейства TCP/IP были созданы примерно в то же время, что

и модель OSI. Подобно модели OSI протоколы семейства TCP/IP предназначены для организации компонентов, при которой их расположение отражает функции протоколов в отношении друг друга. Стек протоколов TCP/IP состоит из следующих уровней.

Уровень сетевого доступа. На этом уровне выполняются те же процессы, что на двух нижних уровнях OSI.

—Физический уровень. На физическом уровне определены электрические, механические, процедурные и функциональные характеристики активации, поддержания и отключения физического канала между конечными системами. Технические характеристики физического уровня определяют такие параметры, как уровни напряжения, синхронизация изменения напряжения, физическую скорость передачи данных, максимальное расстояние передачи данных, физические подключения и другие аналогичные характеристики.

—Канальный уровень. На канальном уровне определяется формат данных для передачи и методы контроля доступа к сети.

Уровень Интернета. На этом уровне обеспечивается маршрутизация данных от источника к месту назначения. Для этого определяется формат пакета и схема адресации, данные перемещаются с канального уровня на транспортный, пакеты данных маршрутизируются на удаленный хост, выполняется фрагментация и восстановление пакетов данных.

Транспортный уровень. Транспортный уровень является центральным

в архитектуре TCP/IP. Он предоставляет услуги обмена данными приложениям, которые работают на хостах в сети.

Прикладной уровень. На прикладном уровне выполняются приложения для передачи файлов, поиска и устранения неисправностей сети и работы с Интернетом. Этот уровень поддерживает прикладные программные интерфейсы (API), благодаря которым программы, написанные для определенной операционной системы, могут получать доступ к сети.

Примечание Хотя в этом учебном курсе используется термин «Стек протоколов TCP/IP», на практике этот термин часто сокращается до «Стек протоколов IP».