Прикладной уровень

• набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты.

• единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message)

Организация взаимодействия между элементами сети является сложной задачей, поэтому ее разбивают на несколько более простых задач.

Международной организацией по стандартизации (ISO) был предложен стандарт, который покрывает все аспекты сетевой связи, — это модель взаимодействия открытых систем (OSI). Он был введен в конце 1970-х.

Открытая система — это стандартизированный набор протоколов и спецификаций, который гарантирует возможность взаимодействия оборудования различных производителей. Она реализуется набором модулей, каждый из которых решает простую задачу внутри элемента сети. Каждый из модулей связан с одним или несколькими другими модулями. Решение сложной задачи подразумевает определенный порядок следования решения простых задач, при котором образуется многоуровневая иерархическая структура на рис. 1.2.. Это позволяет любым двум различным системам связываться независимо от их основной архитектуры.

Рис. 1.2.  Модель взаимодействия открытых систем OSI

Модель OSI составлена из семи упорядоченных уровней: физического (уровень 1), звена передачи данных (уровень 2), сетевого (уровень 3), транспортного (уровень 4), сеансового (уровень 5), представления (уровень 6) и прикладного (уровень 7).

Обмен информацией между модулями происходит на основе определенных соглашений, которые называются интерфейсом. При передаче сообщения модуль верхнего уровня решает свою часть задачи, а результат, понятный только ему, оформляет в виде дополнительного поля к исходному сообщению (заголовка) и передает измененное сообщение на дообслуживание в нижележащий уровень. Этот процесс называется инкапсуляцией.

Заголовки добавляются к началу передаваемых данных, как это показано на рис. 1.2. в уровнях 6, 5, 4, 3 и 2. На уровне 2 кроме заголовков добавляются конечные метки (окончания). На уровне 1 полный комплект преобразуется к форме, которая может быть передана к приемному устройству.

С другой стороны, при приеме сообщения нижележащий уровень после обработки своей части сообщения удаляет его и оставшееся сообщение передает вышележащему уровню. Например, уровень 2 удаляет данные, предназначенные для него, затем передает остальные к уровню 3. Уровень 3 затем удаляет данные, предназначенные для него, и передает остальные к уровню 4, и так далее.

Прохождение данных и сетевой информации вниз через уровни устройства передачи и назад через уровни устройства приема делается возможным с помощью интерфейсов и протоколов между каждой парой смежных уровней.

Интерфейс определяет формат, физические и электрические свойства сигналов обмена между модулями различных уровней, а протокол описывает логические процедуры по обработке сообщения удаленному узлу сети равного уровня.

Четкие интерфейсы и протоколы обеспечивают модульность, реализация функций каждого уровня может быть обновлена или удалена, не требуя изменений уровней, находящихся выше или ниже его.

Семь уровней можно рассматривать, исходя из принадлежности их к трем подгруппам. Нижние уровни 1, 2 и 3 — физический, звена данных и сетевой — имеют дело с физическими аспектами данных, перемещающихся от одного устройства до другого (таких как электрические спецификации, физические подключения, физическая адресация и синхронизация передачи и надежность). Верхние уровни 5, 6 и 7 — сеансовый, представления и прикладной — позволяют обеспечивать способность к взаимодействию среди несвязанных программных систем. Уровень 4 — транспортный уровень — связывает эти две подгруппы и гарантирует, что более низкие уровни передачи находятся в формате, который верхние уровни могут использовать. Верхние уровни OSI почти всегда реализовывались в программном обеспечении; более низкие уровни — комбинация аппаратных средств и программного обеспечения, исключая физический уровень, который является главным образом аппаратным.