46.Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Задача согласования взаимодействия различных ресурсов сети решается с помощью системы специальных процедур, называемых протоколами.

Протокол – совокупность соглашений относительно способа представления данных, обеспечивающего их передачу в нужных направлениях и правильную интерпретацию данных всеми участниками процесса информационного обмена.

Для правильного взаимодействия узлов различных вычислительных сетей их архитектура должна быть открытой. Этой цели соответствует эталонная модель взаимодействия открытых систем OSI ( Open System Interchange ), разработанная в 1984 году.

Сетевая модель разделена на 7 уровней. Вышестоящие уровни выполняют более сложные, глобальные задачи, для чего используют нижестоящие уровни, а также управляют ими. Каждый уровень взаимодействует только с рядом стоящим уровнем (выше него и ниже него). Верхний уровень соответствует прикладной задаче, работающему в данный момент приложению, нижний – непосредственной передаче сигналов по каналу связи.

Уровень сети – совокупность станций (входной, промежуточный и выходной пункты передачи сообщений по каналу) одинакового ранга и входящих в иерархическую сеть.

На каждом уровне блок данных принимается от вышестоящего уровня, к данным добавляется управляющая информация, и блок передается нижестоящему уровню. Правила взаимодействия разных систем одного уровня называется протоколом, правила взаимодействия соседних уровней в одной системе – интерфейсом.

Прозрачность – свойство передачи информации, закодированной любым способом, понятным взаимодействующим уровням.

Передача данных по сети происходит при использовании инкапсуляции/декапсуляции порции данных. Сообщение, пришедшее на транспортный уровень, делится на сегменты, которые получают заголовки и передаются на сетевой уровень. На сетевом уровне сегмент может быть разделен на части – пакеты (инкапсуляция сегментов в пакеты). Пакет снабжается сетевым заголовком – сетевые адреса отправителя и получателя, длина, тип и номер пакета, контрольная сумма. При необходимости пакет может быть инкапсулирован в кадры – пакеты канального уровня. В приемном узле пакеты декапсулируются и восстанавливаются в исходное сообщение.

Реальная связь абонентов одной сети осуществляется только на физическом уровне. В передающем абоненте информация проходит все уровни, начиная с верхнего и заканчивая нижним. В принимающем абоненте полученная информация совершает обратный путь: от нижнего уровня к верхнему.

Между источником и получателем информации может быть включен промежуточный узел. Пакет, поступающий по физической среде, связывающей исходящий узел с промежуточным, направляется на сетевой уровень этого узла, на котором определяется следующая часть пути в составе маршрута через сеть.

Любой компьютер, подключенный к Интернет, имеет свой уникальный адрес, который несет информацию о владельце и должен иметь формат, позволяющий автоматически обрабатывать этот адрес. Для каждого компьютера устанавливается 2 адреса: 1) цифровой IP -адрес ( IP – Internetwork Protocol – межсетевой протокол) имеет длину 32 бита и предназначен для обработки таблиц маршрутов; 2) доменный адрес ( Domain Name System ) строится по иерархическому принципу. Сначала домен государства, затем регион, затем организации и т.д.

Сетевой протокол предписывает правила работы компьютерам, подключенным к сети. Стандартные протоколы позволяют взаимодействовать разнотипным компьютерам. На канальном и сетевом уровнях используются 2 основных протокола IP – протокол Интернет и TCP – протокол управления передачей. Протокол ТСР разбивает информацию на порции, нумерует порции, чтобы при получении можно было правильно собрать информацию. Каждый пакет получает заголовок ТСР – адрес получателя, информация об исправлении ошибок, информация о последовательности передачи пакетов. Затем пакеты ТСР разделяют на еще более мелкие пакеты IP . Пакеты состоят из трех уровней: данные приложения, информация ТСР, информация IP . Перед отправкой пакета протокол ТСР вычисляет контрольную сумму. При поступлении вновь рассчитывается контрольная сумма, если пакет поврежден, то запрашивается повторная передача. Принимающая программа объединяет пакеты IP в пакеты ТСР, из которых реконструируется исходные данные.

К (концентратор) и Мст (мост) – устройства коммутирующие линии связи разного типа и усиливающие проходящие через них сигналы, мосты также управляют потоками данных;

М (маршрутизаторы) – устройства коммутации, которые соединены между собой высокоскоростными линиями связи, образуют распределенный магистральный канал связи – хребет ( Backbon ) сети Интернет;

УС – устройство сопряжения, которые выполняют функции согласования параметров данных передаваемых по магистральному каналу связи, между маршрутизаторами и терминальными абонентами.

Провайдер – это фирма, предоставляющая услуги по подсоединению к некоторой глобальной компьютерной сети, в частности к Интернет. У провайдера имеется компьютер, являющийся узлом сети; пользователь работает с сетью через этот узел. Пользователь получает от провайдера электронный адрес и программное обеспечение для работы в сети.

Сеть Интернет – совокупность локальных вычислительных сетей, удовлетворяющих протоколу TCP / IP , которая имеет общее адресное пространство, где у каждого компьютера есть свой уникальный IP -адрес.