Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл - Компьютерные сети (1114668), страница 18
Текст из файла (страница 18)
В эталонной модели ��������������TCP�����������/����������IP��������все наоборот: сама модель сейчас почти не используется, а ее протоколы являются едва ли несамыми распространенными. Исходя из этого, мы обсудим подробности, касающиесяобеих моделей. К тому же иногда приходится больше узнавать из поражений, чем изпобед.1.4.1. Эталонная модель OSIЭталонная модель OSI (за исключением физической среды) показана на рис. 1.17.Эта модель основана на разработке Международной организации по стандартизации (International Organization for Standardization, ISO) и является первым шагомк международной стандартизации протоколов, используемых на различных уровнях(��������������������������������������������������������������������������������Day�����������������������������������������������������������������������������и ��������������������������������������������������������������������������Zimmerman�����������������������������������������������������������������, 1983).
Затем она была пересмотрена в 1995 году (���������������Day������������, 1995). Называется эта структура эталонной моделью взаимодействия открытых систем ISO(ISO OSI (Open System Interconnection) Reference Model), поскольку она связываетоткрытые системы, то есть системы, открытые для связи с другими системами. Длякраткости мы будем называть эту модель просто «модель OSI».Модель OSI имеет семь уровней. Появление именно такой структуры было обусловлено следующими соображениями.1. Уровень должен создаваться по мере необходимости отдельного уровня абстракции.2. Каждый уровень должен выполнять строго определенную функцию.3.
Выбор функций для каждого уровня должен осуществляться с учетом созданиястандартизированных международных протоколов.4. Границы между уровнями должны выбираться так, чтобы поток данных междуинтерфейсами был минимальным.5. Количество уровней должно быть достаточно большим, чтобы различные функции не объединялись в одном уровне без необходимости, но не слишком высоким,чтобы архитектура не становилась громоздкой.Ниже мы обсудим каждый уровень модели, начиная с самого нижнего.
Обратитевнимание: модель OSI не является сетевой архитектурой, поскольку она не описываетслужбы и протоколы, используемые на каждом уровне. Она просто определяет, чтодолжен делать каждый уровень. Тем не менее ISO также разработала стандарты длякаждого уровня, хотя эти стандарты не входят в саму эталонную модель. Каждый изних был опубликован как отдельный международный стандарт. Эта модель (частично)широко используется, хотя связанные с ней протоколы долго были забыты.58 Глава 1. ВведениеРис.
1.17. Эталонная модель OSIФизический уровеньФизический уровень занимается реальной передачей необработанных битов поканалу связи. При разработке сети необходимо убедиться, что когда одна сторонапередает единицу, то принимающая сторона получает также единицу, а не ноль.Принципиальными вопросами здесь являются следующие: какое напряжение должноиспользоваться для отображения единицы, а какое для нуля; сколько микросекунддлится бит; может ли передача производиться одновременно в двух направлениях;как устанавливается начальная связь и как она прекращается, когда обе стороны закончили свои задачи; из какого количества проводов должен состоять кабель и каковафункция каждого провода.
Вопросы разработки в основном связаны с механическими,электрическими и процедурными интерфейсами, а также с физическим носителем,лежащим ниже физического уровня.1.4. Эталонные модели 59Уровень передачи данныхОсновная задача уровня передачи данных ����������������������������������������— быть способным передавать «сырые» данные физического уровня по надежной линии связи, свободной от необнаруженных ошибок, и маскировать реальные ошибки, так что сетевой уровень их не видит. Эта задача выполняется при помощи разбиения входных данных на кадры, обычный размер которыхколеблется от нескольких сот до нескольких тысяч байт.
Кадры данных передаются последовательно с обработкой кадров подтверждения, отсылаемых обратно получателем.Еще одна проблема, возникающая на уровне передачи данных (а также и на большей части более высоких уровней), — как не допустить ситуации, когда быстрыйпередатчик заваливает приемник данными. Может быть предусмотрен некий механизм регуляции, который информировал бы передатчик о наличии свободного местав буфере приемника на текущий момент.В широковещательных сетях существует еще одна проблема уровня передачиданных: как управлять доступом к совместно используемому каналу.
Эта проблемаразрешается введением специального дополнительного подуровня уровня передачиданных — подуровня доступа к носителю.Сетевой уровеньСетевой уровень занимается управлением операциями подсети. Важнейшим моментом здесь является определение маршрутов пересылки пакетов от источника к пунктуназначения. Маршруты могут быть жестко заданы в виде таблиц и редко менятьсялибо, что бывает чаще, автоматически изменяться, чтобы избегать отказавших компонентов.
Кроме того, они могут задаваться в начале каждого соединения, например,терминальной сессии, такого как подключения к удаленной машине. Наконец, онимогут быть в высокой степени динамическими, то есть вычисляемыми заново длякаждого пакета с учетом текущей загруженности сети.Если в подсети одновременно присутствует слишком большое количество пакетов,то они могут закрыть дорогу друг другу, образуя заторы в узких местах.
Недопущениеподобной закупорки также является задачей сетевого уровня в соединении с болеевысокими уровнями, которые адаптируют загрузку. В более общем смысле, сетевойуровень занимается предоставлением определенного уровня сервиса (это касаетсязадержек, времени передачи, вопросов синхронизации).При путешествии пакета из одной сети в другую также может возникнуть ряд проблем.
Так, способ адресации, применяемый в одной сети, может отличаться от принятого в другой. Сеть может вообще отказаться принимать пакеты из-за того, что они слишком большого размера. Также могут различаться протоколы и т. д. Именно сетевойуровень должен разрешать все эти проблемы, позволяя объединять разнородные сети.В широковещательных сетях проблема маршрутизации очень проста, поэтому в нихсетевой уровень очень примитивный или вообще отсутствует.Транспортный уровеньОсновная функция транспортного уровня — принять данные от сеансового уровня,разбить их при необходимости на небольшие части, передать их сетевому уровню60 Глава 1.
Введениеи гарантировать, что эти части в правильном виде прибудут по назначению. Крометого, все это должно быть сделано эффективно и таким образом, чтобы изолироватьболее высокие уровни от каких-либо изменений в аппаратной технологии с течениемвремени.Транспортный уровень также определяет тип сервиса, предоставляемого сеансовому уровню и, в конечном счете, пользователям сети. Наиболее популярной разновидностью транспортного соединения является защищенный от ошибок каналмежду двумя узлами, поставляющий сообщения или байты в том порядке, в какомони были отправлены. Однако транспортный уровень может предоставлять и другиетипы сервисов, например пересылку отдельных сообщений без гарантии соблюденияпорядка их доставки или одновременную отправку сообщения различным адресатампо принципу широковещания.
Тип сервиса определяется при установке соединения.(Строго говоря, полностью защищенный от ошибок канал создать совершенно невозможно. Говорят лишь о таком канале, уровень ошибок в котором достаточно мал,чтобы им можно было пренебречь на практике.)Транспортный уровень является настоящим сквозным уровнем, то есть доставляющим сообщения от источника адресату. Другими словами, программа на машине-источнике поддерживает связь с подобной программой на другой машине при помощизаголовков сообщений и управляющих сообщений. На более низких уровнях дляподдержки этого соединения устанавливаются соединения между всеми соседнимимашинами, через которые проходит маршрут сообщений.
Различие между уровнямис 1-го по 3-й, действующих по принципу звеньев цепи, и уровнями с 4-го по 7-й, являющимися сквозными, проиллюстрировано на рис. 1.17.Сеансовый уровеньСеансовый уровень позволяет пользователям различных компьютеров устанавливатьсеансы связи друг с другом. При этом предоставляются различные типы сервисов,среди которых управление диалогом (отслеживание очередности передачи данных),управление маркерами (предотвращение одновременного выполнения критичнойоперации несколькими системами) и синхронизация (установка служебных метоквнутри длинных сообщений, позволяющих продолжить передачу с того места, накотором она оборвалась, даже после сбоя и восстановления).Уровень представленияВ отличие от более низких уровней, задача которых — достоверная передача битови байтов, уровень представления занимается по большей части синтаксисом и семантикой передаваемой информации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
