Смагин М.С. Вычислительные машины, системы и сети (1088253), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Сеансовый уровень (session layer);4. Транспортный уровень (Transport layer);5. Сетевой уровень (Network Layer);6. Канальный уровень (Data Link Layer);7. Физический уровень (Physical Layer).Протоколы прикладного уровня отвечают за непосредственный доступпользователей к разделяемым ресурсам, таким как файлы или гипертекстовые страницы. Примером протокола прикладного уровня является всем намизвестный протокол www.Уровень представления обеспечивает представление информации, передаваемой по сети, не изменяя при этом её содержания. За счёт протоколов216уровня представления информация прикладного уровня одной системы правильно интерпретируется прикладным уровнем другой системы.
Примеромпротокола уровня представления является протокол SSL, используемый дляпередачи конфиденциальной информации через Интернет.Сеансовый уровень отвечает за взаимодействие получателя и отправителя данных и синхронизацию связи между ними. При длительной передачеданных именно протоколы сеансового уровня обеспечивают сохранение такназываемых контрольных точек, с которых можно будет повторно начать передачу в случае её разрыва.Транспортный уровень обеспечивает верхним уровням стека OSI передачу данных с требуемой степенью надёжности.
Стандарт OSI определяетпять классов обслуживания передаваемых данных, каждый из которых гарантирует определённый уровень надёжности передачи данных. Следует обратить внимание, что между классами обслуживания и приоритетом данныхнет жёсткой зависимости. В общем случае, данные любого приоритета могутполучать любой класс обслуживания. Классы разделяются по номерам − от 0(низший) до 4 (высший). Классы различаются между собой срочностью, устойчивостью к разрывам связи, способностью к обнаружению и исправлениютаких ошибок, как искажение, потеря и дублирование пакетов.Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей.
Объединяемые сети могут быть построены на различных технологиях, иметь различные системы адресации идисциплины передачи данных. Основной задачей сетевого уровня являетсяобъединение этих разнородных сетей в единую сеть с единой глобальнойсистемой адресации абонентов, и обеспечение передачи данных от абонентов, находящихся в одной сети, через одну или несколько промежуточныхсетей к абонентам, находящимся в другой сети.Наиболее широко известным примером такой составной сети являетсяИнтернет. Работа Интернета построена на использовании стека протоколовTCP/IP, о котором мы поговорим чуть позже.
Функции сетевого уровня в217этом стеке выполняет протокол IP, название которого расшифровывается какInternet Protocol или, в буквальном значении, «протокол межсетевого взаимодействия». А единой системой адресации в Интернете является система IPадресов, которую мы тоже подробно рассмотрим позднее.Канальный уровень отвечает за формирование единиц данных переднепосредственной их отправкой в канал передачи, отсюда, собственно егоназвание. Единицы передачи данных, как уже говорилось, называются кадрами, или пакетами.
Функции канального уровня различны для LAN- иWAN-сетей.В LAN протоколы канального уровня должны обеспечивать доставкуединиц передачи между любыми узлами сети. В WAN средства канальногоуровня отвечают только за передачу кадров или пакетов между двумя соседними узлами, соединёнными индивидуальной линией связи.Ещё одной задачей канального уровня является обнаружение и коррекция ошибок.
Для этого протоколы канального уровня маркируют определённым образом начало и конец кадра и, кроме того, записывают в концевиккадра контрольную сумму. Контрольная сумма, называемая ещё контрольнойпоследовательностью (FCS – Frame Check Sequence) представляет собой некое число, вычисляемое путём применения какой-либо математическойфункции ко всем байтам кадра. Таких функций существует довольно много,и если раньше по FCS можно было только судить о наличии или отсутствииискажений в кадре, то современные функции подсчёта контрольных суммпозволяют находить и даже исправлять бракованные байты.Физический уровень отвечает за передачу потока битов по физическимканалам связи. В качестве таковых чаще всего могут выступать коаксиальныекабели, кабели типа «витая пара», оптоволоконные кабели и радиоэфир.
Сигнал в таких каналах может быть электрическим, оптическим или электромагнитным. Процесс изменения одной или нескольких характеристик сигнала в соответствии с управляющим воздействием, называется модуляцией.218На физическом уровне не имеет значения, какая информация передаётся. Звук, видео, текстовые данные – на физическом уровне всё эти виды данных представляются в виде однородного потока битов, который надо передать без искажений с максимальной доступной скоростью.Взаимодействие протоколов в стеке построено на идее так называемойинкапсуляции. Суть её в том, что единицы данных более высоких уровнейупаковываются в единицы данных более низких уровней.Например, некое приложение решило передать по сети данные дляаналогичного приложения, работающего на другом компьютере.
Оно передаёт этт набор данных стеку протоколов. Протокол прикладного уровня формирует единицу передачи данных, добавляя к передаваемому набору заголовок со служебной информацией и, возможно, концевик, тоже содержащийкакую-либо техническую информацию.Получившаяся единица передачи данных затем передаётся протоколууровня представлений, который тоже добавляет в её начало свой заголовок, ав конец – концевик. И так далее. Когда пакет доходит до физического уровня,он представляет из себя последовательность заголовков всех уровней, начиная с канального и заканчивая прикладным, затем идут собственно данные, адальше идут концевики всех уровней, начиная с прикладного и заканчиваяканальным.
Получившийся пакет (в виде последовательности битов) передаётся по каналам физического уровня, после чего на узле-получателе весьпроцесс проходит в обратном порядке. Протокол канального уровня обрабатывает данные, содержащиеся в заголовке и концевике канального уровня,после чего передаёт пакет вышележащему уровню. Протокол сетевого уровня обрабатывает, соответственно, свой заголовок и концевик и передаётуменьшенный пакет ещё выше. И так далее до тех пор, пока приложение накомпьютере-получателе не получит передаваемые данные.219Рис.89 Инкапсуляция данныхПохожим образом происходит обработка бумажной почты.
Когда выпишете письмо, на конверте вы пишете полный адрес и имя отправителя.Опускаете письмо в почтовый ящик, и потом оно попадает на почту. На почте письма собирают в мешки, на которых пишут адрес того почтового отделения, которому они предназначены. Точный адрес и имя отправителя, приэтом, для работников почты значения не имеют. Затем мешки набивают вконтейнеры, в сопроводительных документах к которым указывают данныепочтамта того города, куда вы посылаете письмо. Контейнеры грузят в вагоны, о которых сообщается лишь то, что их нужно разгрузить в определённом220городе. Работников железной дороги, при этом, не интересует не только адрес получателя или ближайшей к нему почты, но и особенности груза, −письма это или канцелярские товары.Далее весь процесс идёт в обратном порядке.
На городском вокзалеразгружают вагоны и контейнеры с почтой отправляют на почтамт. Там контейнеры вскрывают и рассылают мешки с почтой по почтовым отделениям.В почтовом отделении почтальон берёт письмо и относит его адресату.Другим примером, поясняющим идею инкапсуляции, является сборка иразборка матрёшки. Самая маленькая матрёшка – данные. Она закладываетсяв более крупную, – пакет прикладного уровня. Тот, в свою очередь, закладывается в ещё более крупную, – пакет уровня представления и т.д.Следует заметить, что чем больше масштаб сети, тем больше протоколов различных уровней задействуется для её работы.
Поэтому дальше мы будем рассматривать каждый из уровней модели OSI более подробно на примере практически работающих сетевых технологий. При рассмотрении нижнихуровней стека мы будем говорить о локальных сетях, а по мере подъёма выше, перейдём к глобальным.221Лекция №15Физический уровень.Начнём с физического уровня. Спецификации физического уровняописывают техническое устройство и электрические характеристики средствпередачи данных, а также электрические и логические параметры передаваемых по ним электрических сигналов. Современные средства передачи данных можно условно разделить на две основные группы: проводные и беспроводные.
К проводным относятся, соответственно, кабельные системы различных видов, а к беспроводным, в первую очередь, радио. Что же касаетсяпараметров сигналов, то к электрическим параметрам относятся значенияамплитуды, фазы и частотного диапазона сигнала, а к логическим – значенияэлектрических параметров, которые соответствуют логическим значениямнуля и единицы.Рассмотрение современных технологий физического уровня начнём срассмотрения наиболее распространённых средств передачи данных. Как ужеговорилось выше, они делятся на два класса: проводные и беспроводные.Начнём с проводных или, как ещё говорят, кабельных.
В настоящеевремя для построения локальных сетей ЭВМ почти повсеместно используются два типа кабелей: кабели типа «витая пара» и волоконно-оптические.Раньше ещё широко использовались кабели коаксиального типа, но в настоящее время они практически не применяются.Устройство кабеля типа «витая пара» представлено на рисунке ниже.Он состоит из нескольких скрученных пар проводов, заключённых во внешнюю оболочку.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
