Эталонная модель osi

В 80-е годы. 20 века международная организация по стандартизации ISO при поддержке других организаций по стандартизации разработала модель взаимо­действия открытых систем (Open System Interconnection, OSI), модель OSI, которая описывает системные средства взаимодействия, реализуемые опе­рационной системой, системными утилитами, системными аппаратными сред­ствами. Модель OSI очень быстро стала одной из основных моделей, описывающих про­цесс передачи данных между компьютерами.

Для придания компьютерной сети большей независимости от реализующих ее средств систему управления сетью организуют по многоуровневой схеме. Число уровней и распределение функций между ними существенно влияет на сложность программного обеспечения компьютеров, входящих в сеть, и на эффективность сети. Формальной процедуры выбора числа уровней не существует. Классической является семиуровневая схема (уровень 1 является нижним, а уровень 7 – верхним), называемая архитектурой открытых систем OSI. Эта архитектура принята в качестве эталонной модели стандарта (Международный стандарт 7498) и используется как основа при разработке вычислительных сетей.

1. Физический уровень: осуществляется передача битов информации по каналам связи. Определяются характеристики канала и устанавливаются физические связи между абонентами. На физическом уровне обеспечивается установление и идентификация физического соединения, организация передачи данных, оповещение об окончании передачи данных. На этом уровне работают и аппаратные средства, и программные.

2. Канальный: производится формирование из данных пакетов (кадров) и передача их между любыми узлами в сетях с типовой топологией или между двумя соседними узлами в сетях с производственной топологией. Этот уровень обеспечивает идентификацию конечных пунктов обнаружения и исправление ошибок в передаче данных. Наиболее важную роль играют аппаратные средства.

3. Сетевой: обеспечивает доставку данных между любыми двумя узлами сети, но не обеспечивает надёжность доставки. На этом уровне осуществляется маршрутизация, обеспечивается обработка ошибок, формируется и отключается соединение. На этом уровне наиболее важную роль играют протоколы передачи данных.

4. Транспортный: обеспечивает непрерывность передачи данных между двумя абонентами. На этом уровне обеспечивается становление соединения, управление последовательностью передачи данных (безошибочность). Функции могут быть: нумерация, буферизация, упорядочение пакетов. На этом уровне минимальные затраты на передачу данных.

5. Сеансовый: обеспечивается диалог между передающей и принимающей стороной. Синхронизация данных, контроль передачи данных. На этом уровне действуют пороли, подсчитывается плата за доступ сети, может быть отказано в доступе.

6. Представительский: производится преобразовании формы представ­ления данных, полученных от прикладного уровня одной системы, в форму, необ­ходимую для восприятия прикладным уровнем другой системы. На этом уровне преодолеваются синтаксические различия в представлении и кодировке данных.

На уровне представления также обеспечивается секретность обмена данными для всех служб прикладного уровня.

7. Прикладной: обеспечивает предоставление конечным пользователям данных и приложений, а так же подключение к терминалам сети.

Каждый уровень относительно независим. Модули реализации каждого уровня могут быть легко заменены без внесения изменений в модули других уровней.

Каждый уровень описывает строго определенные функции взаимодействия сете­вых устройств. Все уровни образуют иерархическую систему, в которой запрос, вырабатываемый на каком-либо уровне, передается на исполнение нижележаще­му уровню. Результаты обработки запроса передаются на вышележащий уровень. Прикладной уровень получает запрос от приложения, работающего на компьюте­ре, в виде сообщения, которое нужно передать на другой компьютер. Физический уровень занимается собственно пересылкой подготовленных данных по физичес­ким линиям. Для описания взаимосвязей между двумя уровнями устанавливают­ся правила или соглашения, которые называются интерфейсом. Интерфейс опре­деляет набор сервисов, предоставляемый уровнем соседнему уровню.

В модели OSI различаются протоколы двух типов. Протокол с установлением соединения предполагает, что перед началом обмена данными между компьютерами должно быть установлена связь с определенными параметрами. По дейтаграммному протоколу сообщение передается в сеть без предварительного установления соединения.

Средства каждого уровня отрабатывают протокол своего уровня и интерфейсы с соседними уровнями. Набор протоколов, достаточный для организации взаимо­действия в сети, называется стеком коммуникационных протоколов (например, TCP/IP). Интернет-протокол TCP/IP - самый главный протокол, используемый в Интернете. Этот протокол очень велик (его описание занимает тома техниче­ской документации) и включает в себя многие другие протоколы для отдельных операций, например: HTTP, HTTPS, FTP, ГОРЗ, SMTP, IMAP и т.д.

Блоки информации, передаваемые между уровнями, имеют стандартный формат: заголовок, служебная информация, данные, завершающая информация. Каждый уровень при передаче блока информации нижележащему уровню снабжает его своими заголовками. Заголовки вышележащих уровней воспринимаются ниже­лежащими уровнями как данные блока информации. На каждом уровне инфор­мация обрабатывается в соответствии с назначенными функциями, например, данные шифруются.

При получении блока информации от нижележащего уровня заголовки и другая служебная информация текущего уровня отбрасываются. Данные обрабатываются, например, данные дешифруются. Данные, поступающие на вышележащий уро­вень, уже имеют его заголовки.