Сетевые протоколы. Модель osi

Сетево́й протоко́л — набор правил и действий (очерёдности действий), позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами. Наиболее распространённой системой классификации сетевых протоколов является так называемая модель OSI

OSI (Open System Interconnection reference model) – модель взаимодействия открытых систем.

• 7 уровень: Прикладной. Обработка запросов прикладных программ. Прикладные процессы, услуги, непосредственно поддерживающиеся пользовательские приложения. На этом уровне используются следующие службы:

  • Служба работы приложений

  • Служба работы баз данных

  • Службы работы с файлами

  • Службы печати

  • Службы обмена сообщениями

1. Интерфейсы прикладного уровня. Наборы функций, которые позволяют программирование передачи данных по сети (socket, NetBIOS)

2. Протоколы прикладного уровня. Наборы правил, определяющие передачу данных между процессами. (такие как: FTP, SMTP, SNMP, X400)

• 6 уровень: Представления. Обеспечивает единый формат представления данных по сети, преобразование форматов, при необходимости сжатие и упаковку. Также преобразование протоколов, кодирование/декодирование и распространение графики.

• 5 уровень: Сеансовый. Предоставляются услуги по установлению соединения между взаимодействующими процессами. Организация сеанса может включать в себя идентификацию пользовательской учетной записи и определение типа устанавливаемого взаимодействия.

• 4 уровень: Транспортный. Передача данных между процессами с заданным уровнем качества. Он должен обеспечивать передачу пакета и исправление всех ошибок, которые были выявлены или о которых поступило предупреждение. Для этого на транспортном уровне выполняются следующие задачи:

  • Управление потоком данных для обеспечения целостности данных

  • Мультиплексирование данных, поступающих от приложений верхнего уровня

  • Сегментирование дейтаграмм верхнего уровня

  • Установление и разрыв соединений между взаимодействующими конечными точками

  • Маскирование сложности сети от верхних уровней

  • Обеспечение безошибочной передачи данных до места назначения

  • Обеспечение надежной доставки сегментов исходных данных, и это не то же самое, что гарантированная доставка

  • Общее управление соединениями и передачей данных.

Это последний уровень, на котором различаются процессы.

• 3 уровень: Сетевой. Передача без установления соединения (дейтограмная передача). Просто передает данные по заданному адресу, не контролируя их (UDP, IPX).

Надежная передача данных с установлением виртуального соединения. Передаются потоки октетов с контролем следования каждого октета. Гарантируется, что каждый октет дойдет, дойдет в том же порядке и не исказиться (TCP, IXP).

Позволяет работать в разных сетях (в ячеистой сети). Протоколы: IP, ARP (определение MAC). Выбор оптимального маршрута RIP (протокол IPX).

Наиболее важные функции:

• Сетевая адресация

• Определение пути между исходным и конечным узлами, расположенными в разных сетях.

• Маршрутизация пакетов между сетями.

• 2 уровень: Канальный. Отвечает за перенаправление траффика по сегментам сети.

В глобальных сетях отвечает за достоверную передачу данных по двухточечному каналу Frames (например – PPP)

Он подготавливает информацию, или данные, принятые с верхних уровней, для передачи через специфическую среду. Данный уровень делиться на 2 подуровня:

• Управление доступом к передающей среде (Media Access Control, MAC). Он определяет особые свойства, присущие данной конкретной физической среде, а также способ, позволяющий разделить эту среду между множеством других.

• Управление логическими соединениями (Logical Link Control, LLC). Определяет привила использования соединения, синхронизации кадра, контроля за потоком данных и выявления ошибок.

Функции канального уровня включают следующие элементы:

• Физическая адресация. К физическому сегменту шины может быть присоединено множество устройств, как например Ethernet. Для того, чтобы идентифицировать эти устройства используется MAC-адрес.

• Топология канального сегмента. Кроме адресации следует еще учитывать логическую топологию сети. Эта топология может представлять собой двухточечное соединение (point-to-point link) между устройствами, или же множество устройств, разделяющих один общий сегмент. В последнем случае устройства могут быть организованы в виде звезды, кольца, шины.

• Обнаружение ошибок. На этом этапе выявляются ошибки, которые возникают во время передачи сигналов через физическую среду. Механизм обнаружения ошибок защищает верхние уровни от недостатков физической среды передачи. Вычисляемое контрольное значение (например по методу CRC) помещается в конце кадра перед отправкой его на физический уровень. Принимающий компьютер повторно вычисляет CRC, сравнивает его с тем, которое было получено вместе с данными. Если оба значения совпадают, считается, что данные приняты без ошибок. В противном случае протоколу верхнего уровня придется передать пакет заново. Однако не обязательно функция исправления ошибок включена. Эта задача перекладывется на протоколы верхних уровней.

• 1 уровень: Физический. Определяет электрические характеристики сети. На этом уровне работает физическая среда передачи информации на основе кабеля, средств радиосвязи или оптоволокна, а также сетевой адаптер ПК. Информация здесь представляется в виде электрических или оптических импульсов.