Инкапсуляция данных

Каким образом 4-й уровень узла В узнает о намерениях 4-го уровня узла А? Персо­нальные запросы 4-го уровня хранятся в виде управляющей информации, которая пере­дается между соответствующими уровнями в виде заголовка (header), который присоеди­няется к передаваемой прикладной информации. Работа каждого уровня эталонной мо­дели OSI зависит от выполнения своих функций нижним по отношению к нему уровнем. Для выполнения этих функций нижний уровень использует инкапсуляцию, при которой PDU верхнего уровня размещается в поле данных, после чего добавляются заголовки и трейлеры (trailer), которые требуются этому уровню для выполнения его функций.

Понятия данных и заголовка являются относительными и зависят от того, на ка­ком уровне происходит анализ блока информации. Например, для 3-го уровня ин­формационный блок состоит из заголовка 3-го уровня и последующих данных. Од­нако сами данные 3-го уровня могут включать в себя заголовки 4-го, 5-го, 6-го и 7-го уровней. Аналогичным образом заголовок 3-го уровня представляет собой обычные данные для 2-го уровня. Эта структура показана на рис. 1.3. В заключение отметим, что добавление каждым уровнем заголовка не является обязательным. Некоторые уровни просто преобразуют получаемые данные для того, чтобы они стали доступ­ными прилегающим уровням.

Рис. 1.3. Сетевой уровень

Например, сетевой уровень предоставляет службу транспортному уровню, а транс­портный уровень преобразует данные для сетевого уровня, добавляя к ним заголовок. Этот заголовок содержит, необходимую для завершения передачи информацию, такую как логические адреса источника и получателя. Уровень канала связи, в свою очередь, предоставляет службу сетевому уровню, инкапсулируя информацию сетевого уровня во фрейм. Заголовок фрейма содержит информацию, требуемую для выполнения ка­налом связи своих функций. Например, заголовок фрейма содержит физические адре­са. Физический уровень также предоставляет службу уровню канала связи, преобразуя фрейм этого канала в набор нулей и единиц для последующей передачи через физиче­скую среду (обычно по проводу).

Предположим, что узел А желает отправить узлу В по электронной почте сле­дующее сообщение:

The small gray cat ran up the wall to try to catch the red bird

(Серая кошечка подбежала к стене чтобы поймать красную птичку)

В процессе инкапсуляции данных, позволяющей передать это сообщение по электронной почте, выполняются пять этапов преобразования.

Этап 1. Когда пользователь посылает электронное сообщение, буквенно-цифровые символы последовательно преобразуются в данные для передачи на 7, 6 и 5-м уровнях и после этого передаются в сеть.

Этап 2. Используя сегменты своего формата, транспортный уровень упаковывает данные для транспортировки их по сети и обеспечивает надежную связь между двумя узлами, участвующими в передаче и приеме электронного сообщения.

Этап 3. На 3-м уровне данные упаковываются в пакет (дейтаграмму), содержащий сетевой заголовок и логические адреса отправителя и получателя. После этого сетевые устройства пересылают пакеты по сети, используя выбранный маршрутизатором путь.

Этап 4. На 2-м уровне каждое сетевое устройство должно вставить пакет во фрейм. Фрейм позволяет осуществить соединение со следующим сетевым устройством. Каждое устройство на выбранном сетевом пути требует создания фрейма для соединения со следующим устройством.

Этап 5. На 1-м уровне фрейм должен быть преобразован в последовательность нулей и единиц для прохождения по передающей среде (обычно по про­воду). Механизм синхронизации позволяет различать между собой эти биты по мере того как они проходят через передающую среду. На различ­ных участках сетевого пути тип передающей среды может меняться. На­пример, электронное сообщение может начать свое движение в локаль­ной сети, пересечь магистраль, выйти в распределенную сеть и достичь пункта назначения в другой удаленной локальной сети.