Модель взаимодействия открытых систем

ISO – 1946г в Швейцарии в Женеве была основана International Standardization Organization.

OSI – 1987г модель придуманная для сетей и сетевой аппаратуры Open System Interconnection.

Эта модель используется для стандартизации различных протоколов применяемых для соединения по сети, за счет чего системы различных производителей могут устанавливать сетевые соединения между собой. Для обеспечения обмена данными сетевое программное обеспечение должно выполнять широкий набор функций:

1. перенаправления ввода-вывода и устройств

2. регистрация адресов процессов

3. межпроцессорные коммуникации

4. шифрование-расшифровка пароля,

5. сегментирование и десегментирование сообщений,

6. маршрутизация пакетов между сетями,

7. ограничение кадров (фреймов) и арбитраж доступа к передающей среде

8. импульсное кодирование битов

Все эти функции организованны в группы, которые располагаются на различных уровнях в модели OSI. Сама модель OSI является 7-уровневой.

7. приложений 6. представлений 5. сеансовый 4. транспортный 3. сетевой 2. кабельный 1. физический

Модель архитектуры

протокол

ПК1 ПК2

Media Network

Интерфейс – прямое соединение между двумя уровнями.

Протокол (Peer-to-peer communication) – это набор правил и соглашений обеспечивающий максимальную скорость и наименьшее количество ошибок при связи компьютеров друг с другом и периферийными устройствами. Взаимосвязанные протоколы различных уровней составляют стек протоколов.

Модель архитектуры OSI

7. приложений 6. представлений 5. сеансовый 4. транспортный 3. сетевой 2. кабельный 1. физический

LLC MAC

Media network

Взаимодействия между уровнями называется прямым соединением, а правила и согласования которые используются в этом диалоге, называются протоколом. Но при взаимодействии уровней данные никогда не передаются напрямую. Формирование данных начинается на самом верхнем, 7 уровне приложений. Базовые протоколы HTTP, FTP и т.д. К исходным данным добавляют в начало управляющую последовательность, которая называется заголовком, а хвостовая часть тоже может появится при прохождении через уровень, но не обязательно. Далее по пути пакета внизу ему добавляются заголовки на каждом уровне. Когда пакет приходит на другой компьютер, он проходит туже процедуру в обратном направлении.

Уровни:

1. Физический уровень отвечает за подачу потока битов, и при этом он не понимает смысла битов которые ему нужно передать. Биты он принимает из канального вида или из среды передачи. Есть 3 вида переноса сигнала:

1) Амплитудный – биты распознаются за счет изменения амплитуды

2) Частотный – колебания передаются либо чащ, либо реже.

3) Фазовый – передача идет за счет смещения фазы.

На физическом уровне рассматриваются физические характеристики физических или оптических каналов связи. Нижняя граница этого уровня это физический разъем, подключенный к среде передачи. Сама среда передачи к 1 уровню не относится, и ее часто называют 0 уровнем. На этом уровне работает усилитель(repeater) и концентратор (hub).

2. Канальный. На этом уровне используется структура называемая кадр (фрейм). Кадр формируется на канальном уровне и при его формировании включается информация достаточная для обеспечения успешной доставки через локальную сеть. Гарантия успешной доставки обеспечивается за счет:

1) Необходимости передающего узла получить уведомление об успешной передаче каждого кадра от принимающего узла

2) Принимающий узел перед передачей такого уведомления должен проверить целостность кадра.

Точный формат кадра зависит от метода доступа, который используется в сети. Канальный уровень отвечает за выявление и исправления ошибок в передаче и за сборку кадра из потока битов. Коммутатор (switch) и мост (bridge) – это оборудования канального уровня

3. Сетевой уровень отвечает за определение маршрута между передающим и принимающим устройствами. При этом он не обнаруживает и не устраняет ошибок, то есть он перекладывает эту функцию на канальный уровень. Используются сетевой уровень для установления соединения с компьютерами находящимися за пределом текущего сегмента локальной сети. К этому уровню относится протокол IP и работает устройство маршрутизатор (router).

4. Транспортный уровень представляет функции, отвечающие за целостность передаваемых данных, его полномочия распространяются за пределы текущего сегмента, в отличие от канального уровня его полномочия распространяются за пределы текущего сегмента. На транспортном уровне обнаруживаются пакеты, которые были неправильно распознаны маршрутизатором и ретрансилруются. Упорядочиваются пакеты пришедшие в произвольным порядке, по различным сетевым траекториям, проверяется отсутствия потерь и дублирования и целостность пакета, который мог исказится во время передачи.

5. Сеансовый уровень практически не задействован, потому что многие протоколы его функции передают на транспортный уровень. Этот уровень управляет потоком служебной информации, который называется сеансом. Сеанс виртуальный сети – это логически прямое соединение, которое образуется между передающим и принимающим компьютерами, реально соединенными через несколько физических сетей. Во время сеанса определяется будет ли соединение одно- или двунаправленным и гарантируется полная обработка текущего запроса перед приемом следующего.

6. Уровень представления данных отвечает за способы кодирования. Выполняет преобразования схем кодирования, согласования различных числовых форматов с плавающей точкой и отвечает за шифрование и расшифровку.

7. Уровень протокола (приложений). На уровне протокола предоставляется интерфейс между приложением и сетевым уровнем.

Project IEEE802

Дальнейшее развитие архитектурной модели.

802.1-22 В настоящий момент проект расширен до 22 категории

IEEE – Институт Инженеров по Электронике и Электротехнике. Для дальнейшей детализации требований к аппаратуре которая работает на физическом и канальных уровнях разработано расширение предназначенное для сетевых плат, кабельных и беспроводных компонентов, названная как Project IEEE802. Разрабатывался примерно в тоже время что и модель OSI, поэтому этот стандарт полностью с ней совместим. Определяются способы доступа сетевых адаптеров к передающей среди и передаче данных. Соединения, поддержка соединения и разъединение сетевых устройств. Физический и канальный уровни определяют каким образом несколько компьютеров могут одновременно использовать сеть не мешая друг другу. В стандарте подробно описан канальный уровень и 2 его подуровня (LLC и MAC).

LLC – это управление логической связью. Здесь определяется установление и разрыв соединения, затем на этом подуровне управляют потоком данных, упорядочивание и подтверждение приема кадров. Устанавливается канал связи и определяется использование логических точек интерфейса (SAP – Service Access Point) 802.2. При соединении компьютеров ссылаясь а эти точки можно передавать данные с уровня LLC на верхние уровни модели OSI.

MAC – это подуровень управления доступам в среде передачи. Определяет границы кадров, выполняет контроль ошибок передачи и распознает адреса.

LLC 802.2(SAP) MAC 802.3, 802.4, 802.5…

802.1