Базовые информационные процессы. Транспортирование информации. Модель osi.
Основным физическим способом реализации транспортировки является использование локальных сетей и сетей передачи данных. При разработке и использовании сетей для обеспечения совместимости используется ряд стандартов, объединенных в семиуровневую модель открытых систем, принятую во всем мире и определяющую правила взаимодействия компонентов сети на данном уровне (протокол уровня) и правила взаимодействия компонентов различных уровней (межуровневый интерфейс). Международные стандарты в области сетевого информационного обмена нашли отражение в эталонной семиуровневой модели, известной как модель OSI ( Open System Interсongtсtion) – связь открытых систем (рис. 1.2.1).
Уровень сетевых
аппаратных средств
Уровень сетевого
программного обеспечения
Прикладной уровень
Уровень пользователей
и прикладных
программ
Рис. 1.2.1. Связь открытых систем.
Физический уровень реализует физическое управление и относится к физической цепи, например телефонной, по которой передаётся информация. На этом уровне модуль OSI определяет физические, электрические, функциональные и процедурные характеристики цепей связи. А также требования к сетевым адаптерам и модемам.
Канальный уровень осуществляет управление звеном сети, т.е. каналом и реализуется при этом пересылка блоков (совокупности битов) информации по физическому звену. Осуществляет такие процедуры управления, как определение начала и конца блока, обнаружения ошибок передачи, адресации сообщений и другое. Канальный уровень определяет правила совместного использования сетевых аппаратных средств компьютерами сети.
Сетевой уровень относится к виртуальной цепи. С помощью интерфейса, обеспечиваемого этим устройством удаётся “спрятать” сложности управления передачей на физическом уровне. Программные средства данного уровня обеспечивают определение маршрута передачи пакетов в сети. Маршрутизаторы, обеспечивающие поиск оптимального маршрута на основе анализа адресной информации,, функционируют на сетевом уровне модели OSI. В качестве простейшего маршрутизирующего устройства между сегментами сети или различными локальными сетями может выступать и устройство, функционирующее на более низком канальном уровне модели OSI , называемое мостом.
Транспортный уровень. Первые три уровня образуют общую сеть, в которой коллективно могут работать многие пользователи. На транспортном уровне контролируется очерёдность пакетов сообщений и их принадлежность. Таким образом в процессе обмена между компьютерами поддерживается виртуальная связь, аналогичная телефонной коммутации.
Сеансовый уровень. В некоторых случаях трудно организовать процесс взаимодействия между пользователями из-за обилия способов такого взаимодействия.. Для устранения этих трудностей на данном уровне координируются и стандартизируются процессы установления сеанса, управления передачей и приёмов пакетов сообщений, завершения сеанса. На сеансовом уровне между компонентами устанавливается и завершается виртуальная связь по такому же принципу, как и при голосовой телефонной связи.
Уровень представлений. Программные средства этого уровня выполняют преобразование данных из внутреннего форма передающего компьютера во внутренний формат компьютера получателя, если эти форматы отличаются друг от друга. Данный уровень включает функции, относящиеся к используемому набору символов, кодированию данных и способам представления данных на экранах дисплеев или печати. Помимо конвертирования форматов на данном уровне осуществляется сжатие передаваемых данных и их распаковка.
Прикладной уровень. Относится к функциям, которые обеспечивают поддержку пользователю на более высоком прикладном и системных уровнях, например:
1) организация доступна и общим сетевым ресурсам: информации, дисковой памяти, программным приложениям, внешним устройствам;
2) общее управление сетью (управление конфигурацией, разграничение доступа к общим ресурсам сети, восстановлением работоспособности после сбоев отказов, управление производительностью);
3) передача электронных сообщений, включая электронную почту;
4) организация электронных конференций;
5) диалоговые функции высокого уровня.
Модель OSI представляет собой стандартизированный каркас и общие рекомендации, требования же к конкретным компонентам сетевого программного обеспечения задаются протоколами.
Протоколы модели OSI.
Протоколы сетевого взаимодействия можно классифицировать по степени близости к физической среде передачи данных. Это протоколы:
нижнего уровня, распространяемые на канальный и физический уровни модели OSI;
среднего уровня, распространяемые на сетевой, транспортный и сеансовый уровни OSI;
верхнего уровня, распространяемые на уровень представления и прикладной уровень модели OSI.
При реализации протоколов вышестоящих уровней используются реализации протоколов нижестоящих уровней.
Протоколы нижнего уровня OSI соответствуют уровню сетевых аппаратных средств и нижнему уровню сетевого программного обеспечения.
Среди наиболее распространенных стандартов можно выделить:
1. Стандарт NDIS (NetWork Driver Interface Specification) – спецификация интерфейса сетевых драйверов, разработан совместно фирмами Microsoft и 3Com.
2. Стандарт ODI (Open DataLink Interface) – открытый интерфейс связи, разработанный совместно фирмами Novell и Apple Computer.
Данные стандарты позволяют реализовать протоколы среднего уровня независимо от сетевых аппаратных средств и обеспечивают совместное функционирование разнотипных протоколов среднего уровня.
Универсальный интерфейс канального уровня. Сеансовые протоколы.
Реализация
протоколов высокого и среднего уровней
Реализация
протоколов высокого и среднего уровня
Канальный уровень
Универсальный
интерфейс
Драйвер
LLC
Сетевой адаптер
(модем)
Физический уровень
MAC
Рис. 1.2.2. Универсальный интерфейс канального уровня.
Сеансовые протоколы определяют организацию передачи информации между компьютерами по так называемому виртуальному каналу в три этапа:
1) установление виртуального канала (установка сеанса);
2) реализация непосредственного обмена информацией;
3) уничтожение виртуального канала (разъединение);
В сеансовых протоколах порядок следования пакетов при передаче соответствует их исходному порядку в сообщении, а передача осуществляется с подтверждением доставки.
Универсальный интерфейс канального уровня. Протоколы верхнего уровня.
Реализация
протоколов высокого и среднего уровней
Реализация
протоколов высокого и среднего уровня
Канальный уровень
Универсальный
интерфейс
Драйвер
LLC
Сетевой адаптер
(модем)
Физический уровень
MAC
Рис. 1.2.2. Универсальный интерфейс канального уровня.
Протоколы верхнего уровня соответствуют уровню пользователей и прикладных программ и распространяются на уровень представления и прикладной уровень. Наиболее распространены:
перенаправления запросов и обмена сообщениями (SMB, NCP);
управления сетями (SNMP);
сетевой файловой системы (NFS);
вызова удаленных процедур (RPC);
удаленного доступа к компьютерным ресурсам (SLIP, PPP, Telnet);
передачи файлов (FTP);
передачи гипертекста (HTTP);
электронной почты (SMTP, POP3, IMAP4);
организация электронных конференций и системы новостей (NNTP).