Application layer (уровень приложения, прикладной уровень).

Предоставляет набор интерфейсов для приложений, позволяющий получить доступ к сетевым службам.

Presentation layer (уровень представления).

Преобразует данные в общий формат для передачи по сети. Для входящих сообщений — преобразует данные из этого формата в тот формат, который может понять получающее приложение.

Session layer (сеансовый уровень).

Позволяет двум сторонам поддерживать по сети продолжительное взаимодействие, называемое сеансом.

Transport layer (транспортный уровень).

Управляет передачей данных по сети.

Network layer (сетевой уровень).

Осуществляет адресацию сообщений для доставки, а также преобразует логические сетевые адреса и имена в соответствующие им физические.

Data Link layer (канальный уровень).

Посылает специальные пакеты данных с сетевого уровня на физический уровень.

Physical layer (физический уровень).

Преобразует поток битов в сигналы для исходящих сообщений, а сигналы — в поток битов

для входящих сообщений.

 

7. Application Layer

6. Presentation layer

5. Session layer

4. Transport layer

3. Network layer

2. Data Link layer

1. Physical layer

Рис. 3.1. Сетевая модель OSI разделяет сетевые функции на семь уровней

 

Чтобы запомнить порядок уровней, можно использовать мнемоническое правило: возьмите по первой букве от названия каждого уровня (ППСТСКФ) и придумайте запоминающуюся фразу (желательно, совершенно нелепую), слова в которой начинаются с этих букв, например: Попробуйте Представить Себе Тачку, Спешащую К Финишу.

В следующих разделах мы детально рассмотрим каждый из уровней сетевой модели OSI.

Уровень 7: уровень приложения

Application layer (уровень приложения, прикладной уровень) представляет собой верхний уровень сетевой модели OSI. Этот уровень разрешает доступ к сетевым службам, которые непосредственно поддерживают сеть, например, к сетевой пересылке файлов, обработке сообщений и обработке запросов к базам данных. Этот уровень также контролирует доступ к сети в целом, передачу служебной информации, передачу данных между приложениями-отправителями и приложениями-получателями и предоставляет приложениям информацию об ошибках и состоянии сети в тех случаях, когда передача данных нарушается вследствие ошибок.

Уровень 6: уровень представления

Presentation layer (уровень представления) управляет информацией, связанной с форматом данных для сетевых коммуникаций. Называемый также сетевым транслятором (network's translator), он преобразует исходящие сообщения в общий формат, который может быть передан по сети. Он также преобразует входящие сообщения из этого общего формата в формат, понятный получающему приложению. Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/ декодирование данных. На этом уровне может быть осуществлена трансляция графических форматов данных.

Информация, посланная уровнем представления, иногда может быть сжата в целях уменьшения объема пересылаемых данных (это также требует распаковки на принимающем конце). Именно на этом уровне функционирует специальная программа, именуемая редиректором (redirector). Редиректор перехватывает запросы на обслуживание и перенаправляет запросы, которые не могут быть разрешены локально, сетевому ресурсу, который может их обработать.

Уровень 5: сеансовый уровень

Session layer (сеансовый уровень) позволяет двум сетевым ресурсам поддерживать продолжительное взаимодействие, называемое сеансом (session), по сети. Другими словами, приложения на обоих концах сеанса способны обмениваться данными на протяжении сеанса. Этот уровень управляет установлением сеанса, обменом информацией или сообщениями и прекращает работу по окончании сеанса. Он также отвечает за идентификацию, позволяя только определенным сторонам принимать участие в сеансе, и поддерживает службы безопасности с целью управления доступом к информации сеанса.

Сеансовый уровень также предоставляет услуги по синхронизации для задач на обоих концах сеанса. Этот уровень помещает в поток данных контрольные точки, так что если взаимодействие нарушается, заново передаются только данные после последней контрольной точки. Сеансовый уровень также управляет такими вопросами, как определение того, кто и как долго может передавать данные в определенный момент времени, и поддерживает соединение в перерывах между передачами сообщений, чтобы избежать закрытия соединения в период отсутствия активности.

Уровень 4: транспортный уровень

Transport layer (транспортный уровень) поддерживает управление потоком (flow control) данных между участниками по сети. Он делает это путем разделения длинных потоков данных на фрагменты, которые вписываются в максимальный для используемого сетевого носителя размер пакета данных. Этот уровень также производит проверку на наличие ошибок с целью обеспечения безошибочной доставки данных и соединяет фрагменты снова в исходные данные после получения. Кроме того, транспортный уровень обеспечивает подтверждение успешной передачи и отвечает за повторную передачу, если некоторые пакеты доставляются с ошибками.

Уровень 3: сетевой уровень

Network layer (сетевой уровень) адресует сообщения для доставки и преобразует логические сетевые адреса и имена в их физические эквиваленты. Этот уровень также решает вопросы маршрутизации между компьютерами. Чтобы решить, как доставить данные из одной точки в другую, сетевой уровень принимает во внимание различные факторы, такие как служебную информацию, альтернативные маршруты и приоритеты доставки. Этот уровень также осуществляет переключение пакетов, маршрутизацию данных и разрешение проблем с прохождением информации в сети.

Уровень 2: канальный уровень

Data Link layer (канальный уровень) обрабатывает специальные пакеты данных между сетевым и физическим уровнями. На получающем конце этот уровень распаковывает «сырые» данные из физического уровня в пакеты данных для доставки на сетевой уровень. Пакет данных является базовой единицей для сетевого трафика. Когда данные посылаются по сетевому носителю, пакет данных представляет четко заданную структуру, в которую помещаются данные из верхних уровней при посылке и из которой данные из верхних уровней берутся по получении.

Уровень 1: физический уровень

Physical layer (физический уровень) конвертирует биты в сигналы для исходящих сообщений и сигналы в биты — для входящих. Этот уровень упорядочивает передачу бит пакета данных, когда они отправляются по сети. Физический уровень управляет интерфейсом между компьютером и сетевым носителем и «сообщает» программному обеспечению драйвера и сетевому интерфейсу, что должно быть послано по сетевому носителю.

На этом мы закончим поуровневое обсуждение сетевой модели OSI. Теперь рассмотрим спецификации IEEE 802, как стандарт сетевых коммуникаций.

Спецификации IEEE 802

Примерно в то же время, когда появилась сетевая модель OSI, IEEE опубликовал спецификации 802, которые определили стандарты для физических компонентов сети. Эти компоненты — сетевая карта (Network Interface Card, NIC) и сетевой носитель (network media) также числятся на физическом и канальном уровнях модели OSI. Спецификации IEEE 802 определили механизм, при помощи которого сетевой адаптер получает доступ к сетевому кабелю и передает данные. Как упоминалось выше, спецификации IEEE 802 фактически расширили сетевую модель OSI. Это расширение происходит на физическом и канальном уровнях, которые определяют, как более чем один компьютер может получить доступ к сети, избежав конфликтов с другими компьютерами в сети. Стандарты 802 детализируют эти уровни посредством разделения канального уровня на следующие подуровни (рис. 3.2):

· Logical Link Control (LLC) — подуровень управления логической связью.

· Media access control (MAC) — подуровень управления доступом к устройствам.

Спецификации IEEE 802 делятся на двенадцать отдельных категорий, каждая из которых имеет свой собственный номер, как описано ниже:

802.1 — Internetworking— объединение сетей.

802.2 — Logical Link Control, LLC — управление логической связью.

802.3 — Ethernet Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) LANs (Ethernet) — множественный доступ к сетям Ethernet с проверкой несущей и обнаружением конфликтов.

802.4 — Token Bus LAN — локальные сети Token Bus.

802.5 — Token Ring LAN — локальные сети Token Ring.

802.6 — Metropolitan Area Network — городские сети.

802.7 — Broadband Technical Advisory Group — техническая консультационная группа по широкополосной передаче.

802.8 — Fiber Optic Technical Advisory Group — техническая консультационная группа по оптоволоконным сетям.

802.9 — Integrated Voice and Data Networks — интегрированные сети передачи голоса и данных.

802.10 — Network Security — сетевая безопасность.

802.11 — Wireless Networks — беспроводные сети.

802.12 - Demand Priority Access LAN, lOOVG-AnyLAN - локальные сети с приоритетом доступа по требованию.

Рис. 3.2. Спецификации IEEE 802 сетевой модели OSI

 

Определенный в спецификации 802.2 подуровень управления логической связью управляет связями между каналами данных и определяет использование точек логического интерфейса, называемых Services Access Points (Точки доступа к службам), которые другие компьютеры могут использовать для передачи информации с подуровня LLC на верхние уровни модели OSI.

Подуровень управления доступом к устройствам предоставляет параллельный доступ для нескольких сетевых адаптеров на физическом уровне. MAC имеет прямое взаимодействие с сетевой картой компьютера и отвечает за обеспечение безошибочной передачи данных между компьютерами в сети.

На этом теоретическое обсуждение сетевых моделей заканчивается. В следующем разделе мы обсудим соответствие наборов протоколов этой модели.