Тема 5.Транспортний рівень (Transport Layer)

Транспортний рівень призначений для передачі пакетів через комунікаційну мережу. На транспортному рівні пакети розбиваються на блоки.

На шляху від відправника до одержувача пакети можуть бути спотворені або загублені. Хоча деякі застосування мають власні засоби обробки помилок, існують і такі, які вважають за краще відразу мати справу з надійним з'єднанням. Робота транспортного рівня полягає в тому, щоб забезпечити додаткам або верхнім рівням моделі (прикладному і сеансовому) передачу даних з тим ступенем надійності, яка їм потрібна. Модель OSI визначає п'ять класів сервісу, що надаються транспортним рівнем. Ці види сервісу відрізняються якістю послуг, що надаються: терміновістю, можливістю відновлення перерваного зв'язку, наявністю засобів мультиплексування декількох з'єднань між різними прикладними протоколами через загальний транспортний протокол, а головне здібністю до виявлення і виправлення помилок передачі, таких як спотворення, втрата і дублювання пакетів.

Транспортний рівень визначає адресацію фізичних пристроїв (систем, їх частин) в мережі. Цей рівень гарантує доставку блоків інформації адресатам і управляє цією доставкою. Його головним завданням є забезпечення ефективних, зручних і надійних форм передачі інформації між системами. Коли в процесі обробки знаходиться більш за один пакет, транспортний рівень контролює черговість проходження пакетів. Якщо проходить дублікат прийнятого раніше повідомлення, то даний рівень пізнає це і ігнорує повідомлення.

У функції транспортного рівня входять:

1. Управління передачею по мережі і забезпечення цілісності блоків даних.

2. Виявлення помилок, часткова їх ліквідація і повідомлення про невиправлені помилки.

3. Відновлення передачі після відмов і несправностей.

4. Укрупнення або розділення блоків даних.

5. Надання пріоритетів при передачі блоків (нормальна або термінова).

6. Підтвердження передачі.

7. Ліквідація блоків при тупикових ситуаціях в мережі.

Починаючи з транспортного рівня, всі вищерозміщені протоколи реалізуються програмними засобами, що зазвичай включаються до складу мережевої операційної системи.

Найбільш поширені протоколи транспортного рівня включають:

• TCP (Transmission Control Protocol) протокол управління передачею стека TCP/IP;

• UDP (User Datagram Protocol) призначений для користувача протокол дейтаграм стека TCP/IP;

• NCP (NetWare Core Protocol) базовий протокол мереж NetWare;

• SPX (Sequenced Packet eXchange) впорядкований обмін пакетами стека Novell;

• TP4 (Transmission Protocol) – протокол передачі класу 4.

Тема 6.Мережевий рівень (Network Layer)

Мережевий рівень забезпечує прокладку каналів, що сполучають абонентські і адміністративні системи через комунікаційну мережу, вибір маршруту найбільш швидкого і надійного шляху.

Мережевий рівень встановлює зв'язок в обчислювальній мережі між двома системами і забезпечує прокладку віртуальних каналів між ними. Віртуальний або логічний канал - це таке функціонування компонентів мережі, яке створює взаємодіючим компонентам ілюзію прокладки між ними потрібного тракту. Окрім цього, мережевий рівень повідомляє транспортний рівень про помилки, що з'являються. Повідомлення мережевого рівня прийнято називати пакетами (packet). У них поміщаються фрагменти даних. Мережевий рівень відповідає за їх адресацію і доставку.

Прокладка якнайкращого шляху для передачі даних називається маршрутизацією, і її рішення є головним завданням мережевого рівня. Ця проблема ускладнюється тим, що найкоротший шлях не завжди найкращий. Часто критерієм при виборі маршруту є час передачі даних по цьому маршруту; він залежить від пропускної спроможності каналів зв'язку і інтенсивності трафіку, яка може змінюватися з часом. Деякі алгоритми маршрутизації намагаються пристосуватися до зміни навантаження, тоді як інші ухвалюють рішення на основі середніх показників за тривалий час. Вибір маршруту може здійснюватися і за іншими критеріями, наприклад, надійністю передачі.

Протокол канального рівня забезпечує доставку даних між будь-якими вузлами тільки в мережі з відповідною типовою топологією. Це дуже жорстке обмеження, яке не дозволяє будувати мережі з розвиненою структурою, наприклад, мережі, об'єднуючі декілька мереж підприємства в єдину мережу, або високонадійні мережі, в яких існують надмірні зв'язки між вузлами.

Таким чином, усередині мережі доставка даних регулюється канальним рівнем, а ось доставкою даних між мережами займається мережевий рівень. При організації доставки пакетів на мережевому рівні використовується поняття номер мережі. В цьому випадку адреса одержувача складається з номера мережі і номера комп'ютера в цій мережі.

Мережі з'єднуються між собою спеціальними пристроями, званими маршрутизаторами. Маршрутизатор – це пристрій, який збирає інформацію про топологію міжмережевих з'єднань і на її підставі пересилає пакети мережевого рівня в мережу призначення. Для того, щоб передати повідомлення від відправника, що знаходиться в одній мережі, одержувачеві, що знаходиться в іншій мережі, потрібно зробити деяку кількість транзитних передач (hops) між мережами, кожного разу вибираючи відповідний маршрут. Таким чином, маршрутом є послідовність маршрутизаторів, по яких проходить пакет.

Мережевий рівень відповідає за ділення користувачів на групи і маршрутизацію пакетів на основі перетворення MAC-адресов в мережеві адреси. Мережевий рівень забезпечує також прозору передачу пакетів на транспортний рівень.

Мережевий рівень виконує функції:

1. Створення мережевих з'єднань і ідентифікація їх портів.

2. Виявлення і виправлення помилок, що виникають при передачі через комунікаційну мережу.

3. Управління потоками пакетів.

4. Організація (впорядкування) послідовностей пакетів.

5. Маршрутизація і комутація.

6. Сегментація і об'єднання пакетів.

На мережевому рівні визначається два види протоколів. Перший вигляд відноситься до визначення правил передачі пакетів з даними кінцевих вузлів від вузла до маршрутизатора і між маршрутизаторами. Саме ці протоколи зазвичай мають на увазі, коли говорять про протоколи мережевого рівня. Проте часто до мережевого рівня відносять і інший вид протоколів, званих протоколами обміну маршрутною інформацією. За допомогою цих протоколів маршрутизатори збирають інформацію про топологію міжмережевих з'єднань.

Протоколи мережевого рівня реалізуються програмними модулями операційної системи, а також програмними і апаратними засобами маршрутизаторів.

Найчастіше на мережевому рівні використовуються протоколи:

• IP (Internet Protocol) протокол Internet, мережевий протокол стека TCP/IP, який надає адресну і маршрутну інформацію;

• IPX (Internetwork Packet Exchange) протокол міжмережевого обміну пакетами, призначений для адресації і маршрутизації пакетів в мережах Novell;

• X.25 міжнародний стандарт для глобальних комунікацій з комутацією пакетів (частково цей протокол реалізований на рівні 2);

• CLNP (Connection Less Network Protocol) мережевий протокол без організації з'єднань.