1.4.1 Принцип действия модели osi
Назначение модели OSI - в описании того, как информация, сгенерированная пользователем, например почтовое сообщение, проходит через несколько промежуточных форм, прежде чем ее преобразуют в поток данных и отправят по сети. Кроме того, модель описывает сеанс связи между двумя устройствами в сети. Поскольку в процесс обмена данными могут быть вовлечены не только компьютеры, но и другие устройства, например принтеры или маршрутизаторы, все они (включая компьютеры) называются узлами. Следовательно, и клиентский компьютер, и сервер считаются узлами сети.
Когда информация передается узлом сети (например, если компьютер отправляет почтовое сообщение), данные проходят сверху вниз по уровням О81, а затем пересылаются по сетевым носителям. Когда данные принимаются узлом, например другим компьютером, они снова проходят набор уровней О81 снизу вверх и преобразуются в форму, доступную для пользователя.
Каждый уровень модели OSI отвечает за определенный аспект преобразования пользовательских данных в формат, который может быть передан по сети. Одни уровни также предназначены для установления и поддержания связи между узлами, а другие отвечают за адресацию данных, чтобы можно было определить происхождение информации и пункт ее назначения.
Важная особенность модели OSI заключается в том, что каждый уровень в наборе обслуживает вышестоящий уровень. Только прикладной уровень, самый верхний, не предоставляет услуг высшему уровню.
Процесс перемещения пользовательских данных сверху вниз по уровням OSI на передающем узле (например, компьютере) называется инкапсуляцией. Процесс перемещения необработанных данных, принятых узлом, снизу вверх по уровням OSI называется декапсуляцией.
Инкапсулировать означает окружить или заключить в оболочку, и именно это происходит с данными, которые создаются на прикладном уровне и движутся вниз по остальным уровням модели OSI. На каждом уровне модели OSI, кроме физического, генерируется заголовок, представляющий собой фрагмент информации, который прикрепляется к началу данных. Таким образом, данные инкапсулируются с помощью последовательности заголовков: сначала заголовок прикладного уровня, затем заголовок представительского уровня и т.д. Когда данные достигают физического уровня, они напоминают карамельку, завернутую в несколько разных фантиков.
После того как данные переданы принимающему узлу, они проходят набор уровней OSI снизу вверх, и заголовки постепенно убираются. Сначала убирается заголовок уровня канала передачи данных, затем заголовок сетевого уровня и т.д. Но принимающий компьютер не просто удаляет заголовки: информация в заголовке считывается и помогает определить, что должен сделать принимающий компьютер с данными на каждом уровне модели OSI.
Благодаря этим заголовкам передающий компьютер может пересылать информацию принимающему компьютеру и обеспечить его сведениями о том, что делать с данными на каждом уровне модели OSI. Если снова сравнить с конфетой, то ситуация на принимающем компьютере напоминает разворачивание нескольких фантиков, в которые завернута карамелька, причем на каждом фантике написаны важные инструкции о том, как нужно развернуть следующие фантики и съесть содержимое.
Рис. 5 - Уровни взаимодействия открытых систем
Рис. 6 - Организация уровня взаимодействия открытых систем
Описание семиуровневой модели OSI
Самый низший физический уровень обеспечивает физический интерфейс с каналом передачи информации, т. е. физическое сопряжение абонентской системы с каналом связи. Интерфейсы физического уровня включают механические и электрические характеристики соединения, в том числе муфты, разъёмы, соединители, величины электрических напряжений и токов, методы модуляции сигналов и т.д.
Канальный уровень управляет каналом передачи данных, осуществляет передачу данных по каналу связи, обнаружение ошибок в канале связи и их устранение.
Сетевой уровень обеспечивает прокладку пути между системой-отправителем информации и системой-адресатом сквозь (через) всю коммуникационную подсеть. Такой путь часто называют виртуальным каналом связи. Виртуальным такой канал связи называется потому, что у взаимодействующих информационных систем создаётся иллюзия, что только между ними проложен канал взаимодействия.
Транспортный уровень обеспечивает сквозной обмен информацией между системами. Транспортный уровень управляет передачей информации по каналу связи, проложенному сетевым уровнем. Этот уровень гарантирует доставку информации адресату.
Сеансовый уровень обеспечивает поддержку диалога прикладных процессов, обеспечивает соединение и разъединение этих процессов, осуществляет обмен данными между этими процессами. Сеансовый уровень управляет передачей информации между прикладными процессами. Он позволяет обращаться к любому процессу в сети по его имени независимо от того, в какой системе этот процесс находится. Благодаря этому прикладной процесс может перемещаться по сети. Например, при выходе из строя одной системы процесс может быть перемещён в другую, а пользователь об этом не узнает. Представительный уровень обеспечивает согласование формы представления информации. В случае необходимости на этом уровне происходит преобразование форматов (т. е. синтаксиса) данных для передачи их по сети. Представительный уровень обеспечивает понимание информации, передаваемой по сети прикладными процессами (системами). И, наконец, прикладной уровень обеспечивает интерфейс с прикладными процессами. Именно этот уровень обеспечивает взаимодействие прикладных процессов. Остальные уровни помогают прикладному в выполнении этой задачи. В целом взаимодействие двух прикладных процессов можно проиллюстрировать схемами, представленными на рис.7.
Рис. 7 - Взаимодействие прикладных процессов