Лекция 6 Уровни модели osi Физический (Physical)
Физический (Physical) занимается в буквальном значении этого слова - передачей данных по проводам.
На этом уровне модели OSI определяются такие характеристики сетевых компонентов: типы соединений сред передачи данных, физические топологии сети, способы передачи данных (с цифровым или аналоговым кодированием сигналов), виды синхронизации передаваемых данных, разделение каналов связи. Этот уровень предполагает наличие некоторых знаний основ передачи данных (так что нам придется вспомнить немного физики). Но на это у нас будет еще время.
Итак, физический (Physical) уровень имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или цифровой территориальный канал. К этому уровню имеют еще такие характеристики физических сред передачи данных, как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и др. На этом же определяются характеристики электрических сигналов, передающих информацию, например, крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов.
С физическим уровнем обычно ассоциируется подключение следующего сетевого оборудования: концентраторов, хабов и повторителей, регенерирующих электрические сигналы; соединительных разъемов среды передачи, обеспечивающих механический интерфейс для связи устройства со средой передачи; модемов и различных преобразующих устройств, выполняющих цифровые и аналоговые преобразования. Этот уровень модели определяет физические топологии в сети, которые строятся с использованием базового набора стандартных топологий (мы с ними познакомились в прошлом уроке). Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом.
Канальный (Data Link)
Мы выяснили, что на физическом уровне просто пересылаются биты и ничего более. И совсем не учитывается, кто передает информацию, кому ее нужно передать, когда, и занят ли канал связи или свободен и остальные проблемы, которые возникают в распределенных линиях связи. Все это его не касается.
Задачами борьбы "за кабель" занимается именно канальный уровень.
Можно сказать так:
канальный уровень проверяет доступность среды передачи и реализует механизмы обнаружения и коррекции ошибок.
Для работы на канальном уровне биты группируются в наборы. Эти наборы называются кадрами (frame). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра. Для этого канальный уровень используется метод подсчета контрольной суммы.
Итак, если на физическом уровне единица информации - биты, то на канальном уровне - кадры.
Итак, можно сказать, что если физический уровень определяет физическую структуру сети, то канальный уровень определяет логическую топологию этой же сети. Определяет правила получения доступа к среде передачи данных, решает вопросы, связанные с адресацией физических устройств в рамках логической сети и управлением передачей информации (синхронизация передачи и сервис соединений) между сетевыми устройствами.
Канальный уровень определяет:
правила организации битов физического уровня (двоичные единицы и нули) в логические группы информации, называемые кадрами или фреймами (frame).
правила обнаружения (и иногда исправления) ошибок при передаче;
правила управления потоками данных (для устройств, работающих на этом уровне модели OSI, например, мостов);
правила идентификации компьютеров в сети по их физическим адресам.
С канальным уровнем обычно связаны следующие сетевые соединительные устройства:
мосты;
интеллектуальные концентраторы;
коммутаторы;
сетевые интерфейсные платы (сетевые интерфейсные карты, адаптеры и т.д.).
Та информация, которую добавляет в начало пакета данных канальный уровень, может включать адрес источника и адрес назначения (физический или аппаратный), информацию о длине фрейма и информацию, об активных протоколах верхнего уровня.
В целом канальный уровень - очень и очень мощный и законченный набор функций по пересылке сообщений между узлами сети.
Тем не менее, для обеспечения качественной транспортировки сообщений в сетях любых топологий и технологий функций канального уровня оказывается недостаточно, поэтому в модели решение этой задачи возлагается на два следующих уровня - сетевой и транспортный уровни модели OSI.