Протоколы и интерфейсы

Чтобы упростить проектирование, анализ и реализацию обмена сообщениями между компьютерами, эту процедуру разбивают на несколько иерархически свя­занных между собой подзадач.

При передаче сообщений оба участника сетевого обмена должны следовать множеству соглашений. Например, они должны согласовать уровни и форму электрических сигналов, способ определения длины сообщений, договориться о методах контроля и т. п. Соглашения должны быть едиными для всех уровней, от самого низкого уровня передачи битов до самого высокого уровня, определя­ющего интерпретацию информации. Такие формализованные правила, опреде­ляющие последовательность и формат сообщений на одном уровне, называются протоколами. Иерархически организованная совокупность протоколов называ­ется стеком коммуникационных протоколов.

Протоколы соседних уровней на одном узле взаимодействуют друг с другом также в соответствии с четко определенными правилами, описывающими формат сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом. Интерфейс определяет набор услуг, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему.

Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, не каса­ясь пользовательских приложений. Приложения реализуют свои собственные схемы взаимодействия, обращаясь к системным средствам. Приложение может взять на себя функции некоторых верхних уровней модели OSI.

Приложение может использовать системные средства взаимодействия не только для организации диалога с другим приложением, выполняющимся на другой машине, но и для получения услуг того или иного сетевого сервиса, например, доступа к удаленным файлам, передачу почты или печати на общем принтере.

Предположим, что приложение обращается с запросом к прикладному уров­ню, например к файловому сервису. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата, в которое помещает служебную информацию (заголовок) и необходимые дан­ные. Затем это сообщение направляется уровню представления. Уровень пред­ставления добавляет к сообщению свой заголовок и передает результат вниз сеансовому уровню, который добавляет свой заголовок и т. д. Наконец, сообще­ние достигает самого низкого, физического уровня, который непосредственно передает его по линиям связи.

Когда сообщение по сети поступает на другую машину, оно последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует, об­рабатывает и удаляет заголовок своего уровня, выполняет соответствующие функции и передает сообщение вышележащему уровню. Как правило, между взаимодействующими машинами оказываются промежуточные устройства различных типов. На рис. 4.3 показано прохождение информации через проме­жуточную систему (А) типа маршрутизатора и через шлюз (Б), в котором ин­формация поднимается до самого верхнего уровня, так как на шлюзе происходит преобразование протоколов.

В модели OSI различается два основных типа протоколов. В протоколах с установлением соединения (Connection-Oriented Network Service, CONS) - перед обменом данными отравитель и получатель должны сначала установить соеди­нение и, возможно, выбрать протокол, который они будут использовать. После завершения диалога они должны разорвать соединение.

Вторая группа протоколов - протоколы без предварительного установления соединения (Connectionless Network Service, CLNS). Такие протоколы называют­ся также дейтаграммными протоколами. Отправитель просто передает сообще­ние, когда оно готово. В сетях используются как те, так и другие протоколы.