Тема 2. Модель osі Загальні відомості

На початку 80-х років ряд міжнародних організацій по стандартизації — ІSO, ІTU-T і деякі інші — розробили модель, що зіграла значну роль у розвитку мереж. Ця модель називається моделлю взаємодії відкритих систем (Open System Іnterconnectіon, OSІ) або моделлю OSІ. Модель OSІ визначає різні рівні взаємодії систем, дає їм стандартні імена й вказує, які функції повинен виконувати кожний рівень. Модель OSІ була розроблена на підставі великого досвіду, отриманого при створенні комп'ютерних мереж, в основному глобальних, в 70-і роки.

У моделі OSІ (рис.2.1) засоби взаємодії діляться на сім рівнів: прикладний, представницький, сеансовий, транспортний, мережний, канальний і фізичний. Кожний рівень має справу з одним певним аспектом взаємодії мережних пристроїв.

Рис.2.1. Модель взаємодії відкритих систем ІSO/OSІ

Модель OSІ описує тільки системні засоби взаємодії, реалізовані операційною системою, системними утилітами, системними апаратними засобами. Модель не включає засоби взаємодії додатків кінцевих користувачів. Свої власні протоколи взаємодії додатки реалізують, звертаючись до системних засобів. Тому необхідно розрізняти рівень взаємодії додатків і прикладний рівень.

Варто також мати на увазі, що додаток може взяти на себе функції деяких верхніх рівнів моделі OSІ. Наприклад, деякі СУБД мають вбудовані засоби віддаленого доступу до файлів. У цьому випадку додаток, виконуючи доступ до віддалених ресурсів, не використовує системну файлову службу; він обходить верхні рівні моделі OSІ й звертається прямо до системних засобів, відповідальним за транспортування повідомлень по мережі, які розташовуються на нижніх рівнях моделі OSІ.

Отже, нехай додаток звертається із запитом до прикладного рівня, наприклад до файлової служби. На підставі цього запиту програмне забезпечення прикладного рівня формує повідомлення стандартного формату. Звичайне повідомлення складається із заголовка й поля даних. Заголовок містить службову інформацію, яку необхідно передати через мережу прикладному рівню адресату, щоб повідомити йому, яку роботу треба виконати. У нашому випадку заголовок, мабуть, повинен містити інформацію про місце знаходження файлу та про тип операції, яку необхідно над ним виконати. Поле даних повідомлення може бути порожнім або містити які-небудь дані, наприклад ті, які необхідно записати у віддалений файл. Але для того щоб доставити цю інформацію до призначення, треба буде розв'язати ще багато завдань, відповідальність за які несуть нижчі рівні.

Після формування повідомлення прикладний рівень направляє його вниз по стеку представницькому рівню. Протокол представницького рівня на підставі інформації, отриманої із заголовка прикладного рівня, виконує необхідні дії й додає до повідомлення власну службову інформацію — заголовок представницького рівня, що включає вказівки для протоколу представницького рівня машини-адресата. Отримане в результаті повідомлення передається вниз сеансовому рівню, що у свою чергу додає свій заголовок, і т.д. Нарешті, повідомлення досягає нижнього, фізичного рівня, що й безпосередньо передає його по лініях зв'язку машині-адресатові. До цього моменту повідомлення "обростає" заголовками всіх рівнів (рис.2.2).

Коли повідомлення по мережі надходить на машину-адресат, воно приймається її фізичним рівнем і послідовно переміщується вгору з рівня на рівень. Кожний рівень аналізує й обробляє заголовок свого рівня, виконуючи відповідні даному рівню функції, а потім видаляє цей заголовок і передає повідомлення вищому рівню.

Крім терміну повідомлення (message) існують й інші терміни, що застосовуються мережними фахівцями для позначення одиниць даних у процедурах обміну. В стандартах ІSO для позначення одиниць даних, з якими мають справу протоколи різних рівнів, використається загальна назва протокольний блок даних (Protocol Data Unіt, PDU). Для позначення блоків даних певних рівнів використовують спеціальні назви: кадр (frame), пакет (packet), дейтаграмма (datagram), сегмент (segment).

Рис.2.2. Вкладеність повідомлень різних рівнів

У моделі OSІ розрізняються два основних типи протоколів. У протоколах із встановленням з'єднання (connectіon-orіented) перед обміном даними відправник і одержувач повинні спочатку встановити з'єднання та, можливо, вибрати деякі параметри протоколу, які вони будуть використовувати при обміні даними. Після завершення діалогу вони повинні розірвати це з'єднання. Телефон — це приклад взаємодії, заснованої на встановленні з'єднання.

Друга група протоколів — протоколи без попереднього встановлення з'єднання (connectіonless). Такі протоколи називаються також дейтаграмними протоколами. Відправник просто передає повідомлення, коли воно готове. Опускання листа в поштову скриньку — це приклад зв'язку без попереднього встановлення з'єднання. При взаємодії комп'ютерів використаються протоколи обох типів.