Модель ISO/OSI (ЭМВОС). Характеристика уровней ЭМВОС

В начале 1980 гг. Международная Организация по Стандартизации (ISO) и Международный Консультативный Комитет по Телеграфии и Телефонии (МККТТ) признали необходимость в создании модели сети, которая могла бы помочь поставщикам создавать реализации взаимодействующих сетей. В тесном сотрудничестве была разработана эталонная модель "Взаимодействие Открытых Систем" (ЭМВОС). Эта модель была описана в рекомендациях Х.200 (МККТТ) и ISO 7498 (ISO). Общая структура уровня: уровень - модуль, выполняющий определенную функцию, предоставляющий сервис более высокому уровню. Для выполнения своих функций модуль использует сервис, предоставляемый ему нижним уровнем. Модуль представляет собой совокупность равноуровневых абстрактных объектов. Эти абстрактные объекты являются моделями, обобщениями функций, выполняемых реальными объектами.

SU - пользователь сервиса. Уровень может иметь несколько пользователей сервиса, предоставляемого нижним уровнем. SAP - точка доступа к сервису. Точка, в которой объекты нижнего уровня предоставляют сервис объектам верхнего уровня. SP - поставщик сервиса. Абстрактное представление совокупности логических объектов уровня, поставляющих сервис уровня. IDU - интерфейсный блок данных. Блок данных, передаваемый через SAP при взаимодействии объектов смежных уровней. PDU - протокольный блок данных. Блок данных, используемый для горизонтального взаимодействия одноуровневых объектов. Горизонтальное взаимодействие одноуровневых объектов обычно происходит в одном из двух режимов: 1.с предварительным установлением соединения, 2.без предварительного установления соединения. В первом режиме выделяют три этапа взаимодействия: 1.установление связи между удаленными объектами, 2.передача данных, 3.ликвидация соединения. Во втором режиме первый и третий этапы отсутствуют. Передача данных осуществляется без предварительной договоренности. Для реализации горизонтальных взаимодействий используются примитивы четырех типов: запрос - примитив, индикация - примитив, ответ - примитив, подтверждение - примитив. Примитивы могут нести дополнительную информацию, указывающую параметры запрашиваемых услуг или сообщающую результаты выполнения запрошенных функций. ЭМВОС: модель состоит из семи уровней, расположенных друг над другом. Уровни взаимодействуют друг с другом (по «вертикали») посредством интерфейсов, и могут взаимодействовать с параллельным уровнем другой системы (по «горизонтали») с помощью протоколов. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции. Физический уровень: самый нижний уровень модели предназначен непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Определяемые на данном уровне параметры: тип передающей среды, тип модуляции сигнала, уровни логических «0» и «1». На этом уровне работают концентраторы (хабы), повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы. Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие виды среды передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п. Канальный уровень: этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает во фреймы, проверяет на целостность, если нужно, исправляет ошибки и отправляет на сетевой уровень. На этом уровне работают коммутаторы, мосты. Сетевой уровень: 3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети. Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю. На этом уровне работает маршрутизатор (роутер). Транспортный уровень: 4-й уровень модели предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. При этом не важно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает. Сеансовый уровень: 5-й уровень модели отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия. Уровень представления: этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование или декодирование данных. Запросы приложений, полученные с прикладного уровня, он преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально. Уровень 6 (представлений) эталонной модели OSI обычно представляет собой промежуточный протокол для преобразования информации из соседних уровней. Это позволяет осуществлять обмен между приложениями на разнородных компьютерных системах прозрачным для приложений образом. Уровень представлений обеспечивает форматирование и преобразование кода. Форматирование кода используется для того, чтобы гарантировать приложению поступление информации для обработки, которая имела бы для него смысл. Прикладной (приложений) уровень: верхний уровень модели, обеспечивает взаимодействие пользовательских приложений с сетью. Этот уровень позволяет приложениям использовать сетевые службы, такие как удалённый доступ к файлам и базам данных, пересылка электронной почты. Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления. Семиуровневая модель OSI является теоретической, и содержит ряд недоработок. Были попытки строить сети в точном соответствии с моделью OSI, но созданные таким образом сети были дорогими, ненадёжными и неудобными в эксплуатации. Реальные сетевые протоколы, используемые в существующих сетях, вынуждены отклоняться от неё, обеспечивая непредусмотренные возможности, поэтому привязка некоторых из них к уровням OSI является несколько условной: некоторые протоколы занимают несколько уровней модели OSI, функции обеспечения надёжности реализованы на нескольких уровнях модели OSI.