2.1. Архитектура связей

Перемещение информации между компьютерами различных схем является чрезвычайно сложной задачей. В начале 1980 гг. Международная Организация по Стандартизации –International Standards Organization (ISO) признала необходимость создания модели сети, которая могла бы помочь поставщикам вычислительных сетей создавать реализации взаимодействующих сетей с неоднородными устройствами. Эту потребность удовлетворяет эталонная модель взаимодействия открытых систем – Open System Interconnection reference model (OSI), выпущенная в 1984 и ставшая международным стандартом (часто её называют моделью ISO/OSI). Модель служит базой для производителей при разработке совместимого сетевого оборудования. Она представляет собой самые общие рекомендации для построения стандартов совместимых сетевых программных продуктов. Эти рекомендации должны быть реализованы как в аппаратуре, так и в программных средствах вычислительных сетей.

Модель содержит 7 уровней. Основная идея модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль. Поэтому общая задача передачи данных формализуется и расчленяется на отдельные легко обозримые задачи. В процессе развития и совершенствования любой системы возникает потребность изменения отдельных компонентов, а так как интерфейсы между уровнями определены однозначно, можно изменить функции одного или нескольких из них, сохраняя возможность безошибочной работы сети в целом. В сетях происходит взаимодействие между одноименными уровнями модели в различных ЭВМ. Такое взаимодействие должно выполняться по определенным правилам, называемым протоколом.

Большинство сетей реализует все семь уровней. Однако в режиме потока информации некоторые реализации сетей пропускают один или более уровней. При этом функции отсутствующих уровней распределяются между другими уровнями. Два самых низших уровня OSI реализуются аппаратным и программным обеспечением; остальные пять высших уровней, как правило, реализуются программным обеспечением.

Справочная модель OSI описывает, каким образом информация проделывает путь через среду сети (например, провода) от одной прикладной программы до другой, находящейся в другом компьютере.

Задача каждого уровня - предоставление услуг вышележащему уровню, "маскируя" детали реализации этих услуг. При этом каждый уровень работает так, как будто он напрямую связан с таким же уровнем на другом компьютере. Эта логическая или виртуальная связь между одинаковыми уровнями представлена на рис.2. Физическая связь через среду передачи данных существует только на физическом уровне. Перед подачей в сеть данные разбиваются на пакеты. Пакет проходит от верхнего седьмого уровня (прикладной или уровень приложений) последовательно через все уровни программного обеспечения, и на каждом уровне к пакету добавляется некоторая управляющая (форматирующая или адресная) информация, называемая заголовком, необходимая для успешной передачи данных по сети. Модель ISO/OSI представлена на рис.1.

Рис.1.Модель ISO/OSI

На принимающей стороне пакет проходит через все уровни в обратном порядке. Каждый уровень анализирует и удаляет из пакета ту информацию, которую ему приготовил соответствующий уровень передающего компьютера. Когда информация поступит на прикладной уровень, данные примут первоначальный вид, уже воспринимаемый пользователем.

Эталонная модель OSI не является реализацией сети. Она только определяет функции каждого уровня, а конкретная реализация уровней в разных сетях может отличаться. Частично эта разница вызвана неспособностью любой спецификации учесть все возможные детали реализации. Кроме того, разные люди, реализующие один и тот же проект, всегда интерпретируют его немного по-разному. После того, как стали понятными основные особенности принципа деления на уровни модели OSI, можно приступить к обсуждению каждого отдельного уровня и его функций. Каждый уровень имеет заранее заданный набор функций, которые он должен выполнить для того, чтобы связь могла состояться.