Ten materiał poświęcony referencji siedmiowarstwowy model sieci OSI. Tutaj znajdziesz odpowiedź na pytanie, dlaczego administratorzy systemu muszą rozumieć ten model sieci, rozważone zostaną wszystkie 7 poziomów modelu, a także poznasz podstawy modelu TCP/IP, który został zbudowany w oparciu o model referencyjny OSI.

Kiedy zacząłem interesować się różnymi technologiami informatycznymi i zacząłem pracować w tej dziedzinie, oczywiście nie wiedziałem o żadnym modelu, nawet o tym nie myślałem, ale bardziej doświadczony specjalista poradził mi, żebym się uczył, lub raczej po prostu zrozum ten model, dodając, że „ jeśli zrozumiesz wszystkie zasady interakcji, znacznie łatwiej będzie zarządzać, konfigurować sieć i rozwiązywać wszelkiego rodzaju problemy sieciowe i inne" Ja oczywiście go posłuchałem i zacząłem szperać w książkach, Internecie i innych źródłach informacji, jednocześnie sprawdzając w istniejącej sieci, czy to wszystko prawda.

W nowoczesny świat rozwój infrastruktury sieciowej osiągnął tak wysoki poziom, że bez budowy nawet małej sieci przedsiębiorstwo ( w tym i mały) nie będą mogli po prostu normalnie istnieć, dlatego administratorzy systemów stają się coraz bardziej poszukiwani. Aby zapewnić wysoką jakość budowy i konfiguracji dowolnej sieci, administrator systemu musi zrozumieć zasady modelu referencyjnego OSI, aby nauczyć się rozumieć interakcję aplikacji sieciowych, a nawet zasady transmisji danych w sieci, spróbuję przedstawienie tego materiału w sposób przystępny nawet dla początkujących administratorów.

Sieć Model OSI (Podstawowy model odniesienia dotyczący wzajemnych połączeń systemów otwartych) to abstrakcyjny model interakcji komputerów, aplikacji i innych urządzeń w sieci. Krótko mówiąc, istotą tego modelu jest to, że organizacja ISO ( Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna) opracował standard działania sieci, aby każdy mógł na nim polegać, a także aby istniała kompatybilność wszystkich sieci i interakcja między nimi. Jednym z najpopularniejszych protokołów komunikacji sieciowej, stosowanym na całym świecie, jest protokół TCP/IP, który zbudowany jest w oparciu o model referencyjny.

No cóż, przejdźmy bezpośrednio do samych poziomów tego modelu, a najpierw zapoznajmy się z ogólnym obrazem tego modelu w kontekście jego poziomów.

Porozmawiajmy teraz bardziej szczegółowo o każdym poziomie, zwyczajowo opisuje się poziomy modelu referencyjnego od góry do dołu, na tej ścieżce zachodzi interakcja, na jednym komputerze od góry do dołu oraz na komputerze, na którym odbiór w toku dane od dołu do góry, tj. dane przechodzą sekwencyjnie przez każdy poziom.

Opis poziomów modelu sieci

Warstwa aplikacji (7) (warstwa aplikacji) jest punktem wyjścia i jednocześnie punkt końcowy dane, które chcesz przesłać przez sieć. Warstwa ta odpowiada za interakcję aplikacji w sieci, tj. Aplikacje komunikują się w tej warstwie. To najwyższy poziom i trzeba o tym pamiętać rozwiązując pojawiające się problemy.

HTTP, POP3, SMTP, FTP, TELNET i inni. Innymi słowy, aplikacja 1 wysyła żądanie do aplikacji 2 za pomocą tych protokołów i aby dowiedzieć się, że aplikacja 1 wysłała żądanie do aplikacji 2, musi istnieć między nimi połączenie i to właśnie protokół jest za to odpowiedzialny połączenie.

Warstwa prezentacyjna (6)– ta warstwa odpowiada za zakodowanie danych, aby można je było później przesłać siecią i odpowiednio je z powrotem przekonwertować, aby aplikacja zrozumiała te dane. Po tym poziomie dane dla pozostałych poziomów stają się takie same, tj. niezależnie od rodzaju danych, niech tak będzie dokument słowny lub wiadomość e-mail.

Na tym poziomie działają następujące protokoły: PROW, LPP, NDR i inni.

Poziom sesji (5)– odpowiada za utrzymanie sesji pomiędzy transferami danych, tj. Czas trwania sesji różni się w zależności od przesyłanych danych, dlatego należy ją utrzymać lub zakończyć.

Na tym poziomie działają następujące protokoły: ASP, L2TP, PPTP i inni.

Warstwa transportowa (4)– odpowiada za niezawodność transmisji danych. Dzieli również dane na segmenty i składa je z powrotem, tak jak to tylko możliwe różne rozmiary. Na tym poziomie istnieją dwa dobrze znane protokoły: TCP i UDP. Protokół TCP gwarantuje, że dane zostaną dostarczone w pełni, ale protokół UDP tego nie gwarantuje, dlatego są one wykorzystywane do różnych celów.

Warstwa sieciowa (3)– ma na celu określenie ścieżki, jaką powinny podążać dane. Routery działają na tym poziomie. Odpowiada także za: tłumaczenie adresów i nazw logicznych na fizyczne, wyznaczanie krótkiej trasy, przełączanie i routing, monitorowanie problemów z siecią. To na tym poziomie to działa Protokół IP i protokoły routingu, np. RIP, OSPF.

Warstwa łącza (2)– zapewnia interakcję na poziomie fizycznym, na tym poziomie Adresy MAC urządzeń sieciowych, tutaj również monitorowane i korygowane są błędy, tj. wysyła ponowne żądanie dotyczące uszkodzonej ramki.

Warstwa fizyczna (1)– jest to bezpośrednia konwersja wszystkich ramek na impulsy elektryczne i odwrotnie. Inaczej mówiąc, fizyczny transfer danych. Działają na tym poziomie piasty.

Tak wygląda cały proces przesyłania danych z punktu widzenia tego modelu. Jest on referencyjny i ujednolicony, dlatego też na nim opierają się inne technologie i modele sieciowe, w szczególności model TCP/IP.

Model protokołu TCP i IP

Model TCP/IP różni się nieco od modelu OSI, a konkretnie model ten łączy w sobie pewne poziomy modelu OSI, a jest ich tylko 4:

• Stosowany;
• Transport;
• Sieć;
• Kanał.

Zdjęcie pokazuje różnicę między obydwoma modelami, a także po raz kolejny pokazuje, na jakich poziomach działają dobrze znane protokoły.

O modelu sieci OSI, a konkretnie o interakcji komputerów w sieci, można mówić długo i nie zmieści się to w jednym artykule, a będzie trochę niejasne, dlatego tutaj starałem się przedstawić podstawy tego modelu oraz opis wszystkich poziomów. Najważniejsze jest, aby zrozumieć, że to wszystko jest naprawdę prawdą, a plik przesłany przez sieć przechodzi po prostu „ ogromny„ścieżkę przed dotarciem do użytkownika końcowego, ale dzieje się to tak szybko, że tego nie zauważasz, w dużej mierze dzięki rozwiniętym technologiom sieciowym.

Mam nadzieję, że to wszystko pomoże Ci zrozumieć interakcję sieci.

Ekologia świadomości: Według. Istnieją różne poziomy świadomości różne poziomy postrzeganie otaczającego świata. Każdy poziom rozwoju świadomości jest pewien poziom umiejętność kochania i okazywania miłości.

Istnieją różne poziomy świadomości, zgodnie z różnymi poziomami postrzegania otaczającego świata. Każdy poziom rozwoju świadomości to pewien poziom zdolności kochania i okazywania miłości.

1. Na pierwszym poziomie postrzegania świata znajdują się ludzie, dla których znaczeniem życia są zdobycze materialne. Najniższy przejaw tego poziomu ma miejsce wtedy, gdy dana osoba chce jedynie otrzymywać, nie chcąc dawać niczego w zamian. Niestety, współczesne media mają na celu ciągnięcie i utrzymywanie człowieka na tym poziomie antropocentryzmu, kiedy każdy człowiek uważa się za centrum wszechświata i stara się wykorzystać zasoby planety wszystkich wokół siebie dla własnej egoistycznej przyjemności. Obecnie wysiłki wszystkich mediów są nakierowane właśnie na to, aby ludzie widzieli sens swojego istnienia w przejęciu i budowali relacje głównie w oparciu o intymność seksualną.

2. Ci, którzy wznieśli się ponad egoistyczne aspiracje i odnaleźli szczęście w osiąganiu swoich twórczych celów, są oczywistymi motorami postępu. Dokonują wielkich odkryć, żyją dla sztuki, budują mosty przez kanał La Manche, przedstawiają Najnowsze technologie i staraj się na wszelkie możliwe sposoby dokonać zmian życie zewnętrzne społeczeństwo na lepsze. Takie osobowości mogą przyciągać znaczące osoby zasoby materialne ponieważ traktują pieniądze nie jako źródło osobistej przyjemności, ale jako szansę na osiągnięcie twórczych celów.

Jeśli pierwszy poziom jednoczy tych, dla których celem życia jest kolekcjonowanie, to drugi poziom obejmuje ludzi kreatywnych. Dzięki temu, że pieniądze nie są dla nich celem, a środkiem, mają silną pozycję energia wewnętrzna, co pozwala im osiągnąć sukces w życiu i żyć jaśniej i bogato.

3. Kreatywni ludzie stopniowo zrozumiesz, że droga do szczęścia i dobrobytu nie prowadzi tylko przez zmiany zewnętrzne w społeczeństwie, a w większym stopniu – poprzez rozwój tzw uniwersalne wartości ludzkie jak miłosierdzie, dobroć, sprawiedliwość i prostota, które są podstawą rozpoczęcia życia duchowego. Ci, którzy szczerze starają się rozwijać wzniosłe cechy charakteru i zawsze starają się przynosić pożytek innym, znajdują spokój i radość w czystych i wzniosłych związkach. Najważniejsza jest szlachetność duszy osobliwość ludzie na tym i wyższym poziomie.

4. Rozwojowi duchowemu towarzyszy naturalny zanik lenistwa i wzrost odpowiedzialności. Osoba o wzniosłych cechach charakteru zawsze stara się przynosić pożytek innym. Udoskonala swój talent, świat wewnętrzny i wszystkie swoje zdolności w duchu służby społeczeństwu. Na tym poziomie osoba rozumie wagę pełnienia obowiązków. Szczerze i bezinteresownie wypełniając swoje obowiązki, człowiek nabywa cechy, które są podstawą stabilnego dobrobytu materialnego i szybkiego postępu duchowego.

Prawie wszystko kultury orientalne opierały się na tym niezawodnym fundamencie bezinteresownej służby społeczeństwu. „Bushido” – starożytna kultura Samuraj jest żywym ucieleśnieniem osiągania wewnętrznej i zewnętrznej harmonii poprzez bezinteresowne wykonywanie obowiązków. Samo słowo „samuraj” oznacza „sługa”. Prawdziwy samuraj to doskonały sługa, doskonale panujący nad swoimi uczuciami i pozbawiony choćby cienia egoizmu.

Istotą kultury było także oddanie dharmie – bezinteresownemu wypełnianiu swoich obowiązków starożytne Indie i ogólnie światopogląd wedyjski. Bezinteresowna służba odpowiada pierwotnej naturze duszy i dlatego niesie ze sobą pokój i wewnętrzną radość, które są przyczyną i skutkiem dalszego duchowe oświecenie. Im wyższy poziom duchowy danej osoby, tym bardziej jest ona bezinteresowna, tym mniej interesuje ją bogactwo, ale tym bardziej staje się ono dostępne.

5. Ludzie na tym poziomie postrzegają rozwój duchowy jako główny cel swoje życie i postępować w taki sposób, aby każde ich działanie przynosiło korzyść innym.

6. Wzniesienie duchowe poprzez poświęcenie to stan duszy, w którym człowiek pragnie szczęścia bardziej dla innych niż dla siebie i przez to wznosi się na jeszcze wyższy poziom świętości. Na tym poziomie Miłość do wszystkich żywych istot motywuje osobę do poświęcenia własnych interesów na rzecz duchowego podniesienia innych. Prawie wszyscy założyciele prawdziwych religii świata działali w oparciu o mentalność właściwą temu poziomowi.

7. Osiągnąwszy najwyższy poziom rozwoju, człowiek traci podwójne postrzeganie świata i zyskuje kwalifikacje do powrotu do świat duchowy. Taka osoba widzi tylko miłość, uważając wszystkich wokół siebie za znacznie lepszych od siebie. Dla takiej osoby pojęcia wrogów, smutku i zła już nie istnieją, ponieważ każde z jego działań w naturalny sposób przynosi całemu światu miłość i szczęście.

W miarę rozwoju świadomości w człowieku rozwija się bezinteresowność i zanika lenistwo, a wypełnianie obowiązków daje mu coraz więcej Więcej zabawy. Kiedy człowiek koncentruje się wyłącznie na osobistych korzyściach i własnych przyjemnościach, proces pracy nie przynosi mu szczególnej radości, ponieważ koncentruje się tylko na rezultacie - zdobyciu pieniędzy. Ale na więcej wysoki poziomświadomości, ta sama aktywność staje się nagrodą samą w sobie, a praca jest postrzegana jako hobby. opublikowany

Zdecydowanie lepiej zacząć od teorii, a potem stopniowo przechodzić do praktyki. Dlatego najpierw rozważ model sieci ( Model teoretyczny), a następnie podniesiemy kurtynę dotyczącą dopasowania teoretycznego modelu sieci do infrastruktury sieciowej (sprzęt sieciowy, komputery użytkowników, kable, fale radiowe itp.).

Więc, model sieciowy jest modelem interakcji pomiędzy protokołami sieciowymi. Protokoły z kolei to standardy określające, w jaki sposób różne programy będą wymieniać dane.

Wyjaśnię na przykładzie: otwierając dowolną stronę w Internecie, serwer (na którym znajduje się otwierana strona) wysyła dane (dokument hipertekstowy) do Twojej przeglądarki za pośrednictwem protokołu HTTP. Dzięki protokołowi HTTP Twoja przeglądarka, odbierając dane z serwera, wie, jak należy je przetworzyć i skutecznie je przetwarza, wyświetlając żądaną stronę.

Jeśli jeszcze nie wiesz, czym jest strona w Internecie, to wyjaśnię w skrócie: każdy tekst na stronie internetowej jest ujęty w specjalne znaczniki, które informują przeglądarkę, jakiego rozmiaru tekstu użyć, jego koloru, położenia stronę (po lewej, prawej lub pośrodku). Dotyczy to nie tylko tekstu, ale także obrazków, formularzy, elementów aktywnych i ogólnie całej treści, czyli tzw. co jest na stronie. Przeglądarka wykrywając tagi, postępuje zgodnie z ich instrukcjami i pokazuje Ci przetworzone dane, które są zawarte w tych tagach. Sam możesz zobaczyć tagi tej strony (oraz ten tekst pomiędzy tagami), w tym celu przejdź do menu swojej przeglądarki i wybierz - wyświetl kod źródłowy.

Nie rozpraszajmy się zbytnio, „Model sieciowy” właściwy temat dla tych, którzy chcą zostać specjalistą. Artykuł ten składa się z 3 części i dla Was starałem się napisać go nie nudno, jasno i krótko. Aby uzyskać szczegółowe informacje lub dodatkowe wyjaśnienia, napisz w komentarzach na dole strony, a na pewno Ci pomogę.

My, podobnie jak w Cisco Networking Academy, rozważymy dwa modele sieci: model OSI i model TCP/IP (czasami nazywany DOD), i jednocześnie je porównamy.

OSI oznacza otwarte połączenie systemów. Po rosyjsku to brzmi w następujący sposób: Model interakcji sieciowej systemy otwarte(model referencyjny). Model ten śmiało można nazwać standardem. Jest to model, którym kierują się producenci urządzeń sieciowych podczas opracowywania nowych produktów.

Model sieci OSI składa się z 7 warstw i zwyczajowo liczenie zaczyna się od dołu.

Wymieńmy je:

• 7. Warstwa aplikacji
• 6. Warstwa prezentacji
• 5. Warstwa sesji
• 4. Warstwa transportowa
• 3. Warstwa sieciowa
• 2. Warstwa łącza danych
• 1. Warstwa fizyczna

Jak wspomniano powyżej, model sieci jest modelem interakcji pomiędzy protokołami sieciowymi (standardami), a na każdym poziomie istnieją własne protokoły. Wyliczanie ich jest nudne (i nie ma sensu), dlatego lepiej przyjrzeć się wszystkiemu na przykładzie, bo przysłona materiału jest dużo większa na przykładach ;)

Warstwa aplikacji

Warstwa aplikacji lub warstwa aplikacji to najwyższy poziom modelu. Komunikuje aplikacje użytkownika z siecią. Wszyscy znamy te aplikacje: przeglądanie stron internetowych (HTTP), wysyłanie i odbieranie poczty (SMTP, POP3), odbieranie i odbieranie plików (FTP, TFTP), dostęp zdalny (Telnet) itp.

Poziom wykonawczy

Warstwa prezentacji lub warstwa prezentacji – konwertuje dane do odpowiedniego formatu. Łatwiej to zrozumieć na przykładzie: te obrazy (wszystkie obrazy), które widzisz na ekranie, są przesyłane podczas wysyłania pliku w postaci małych fragmentów jedynek i zer (bitów). Tak więc, gdy wysyłasz zdjęcie do znajomego e-mailem, protokół warstwy aplikacji SMTP wysyła zdjęcie do niższej warstwy, tj. do poziomu Prezentacji. Gdzie Twoje zdjęcie jest konwertowane na wygodną formę danych dla niższych poziomów, na przykład na bity (jedynki i zera).

Dokładnie w ten sam sposób, gdy Twój znajomy zacznie otrzymywać Twoje zdjęcie, będzie ono przychodzić do niego w postaci tych samych zer i jedynek, a to właśnie warstwa Prezentacja konwertuje te bity na pełnoprawne zdjęcie, np. JPG.

Tak działa ten poziom z protokołami (standardami) dla obrazów (JPEG, GIF, PNG, TIFF), kodowania (ASCII, EBDIC), muzyki i wideo (MPEG) itp.

Warstwa sesji

Warstwa sesji lub warstwa sesji - jak sama nazwa wskazuje, organizuje sesję komunikacyjną pomiędzy komputerami. Dobry przykład będzie służyć jako konferencje audio i wideo, na tym poziomie ustala się, jakim kodekiem sygnał będzie kodowany i kodek ten musi być obecny na obu komputerach. Innym przykładem jest SMPP (protokół krótkich wiadomości peer-to-peer), który służy do wysyłania dobrze znanych żądań SMS i USSD. I ostatni przykład: PAP (Password Authentication Protocol) to stary protokół służący do wysyłania nazwy użytkownika i hasła do serwera bez szyfrowania.

Nie powiem nic więcej na temat poziomu sesji, w przeciwnym razie zagłębimy się w nudne funkcje protokołów. A jeśli one (funkcje) Cię interesują, pisz do mnie listy lub zostaw wiadomość w komentarzach z prośbą o bardziej szczegółowe rozwinięcie tematu, a nowy artykuł nie każę ci długo czekać ;)

Warstwa transportowa

Warstwa transportowa – warstwa ta zapewnia niezawodność transmisji danych od nadawcy do odbiorcy. Tak naprawdę wszystko jest bardzo proste, na przykład za pomocą kamery internetowej komunikujesz się ze swoim przyjacielem lub nauczycielem. Czy istnieje potrzeba niezawodnego dostarczania każdego fragmentu przesyłanego obrazu? Oczywiście, że nie, jeśli w strumieniowanym wideo zniknie kilka bitów, nawet tego nie zauważysz, nawet obraz się nie zmieni (być może zmieni się kolor jednego piksela na 900 000, który będzie migał z prędkością 24 klatki na sekundę).

Podajmy teraz taki przykład: znajomy przesyła Ci to (na przykład pocztą) w archiwum ważna informacja lub programu. Pobierasz to archiwum na swój komputer. Tutaj potrzebna jest 100% niezawodność, bo... Jeśli podczas pobierania archiwum zostanie utraconych kilka bitów, nie będzie można go rozpakować, tj. wydobyć niezbędne dane. Lub wyobraź sobie, że wysyłasz hasło na serwer i po drodze tracisz jeden bit - hasło straci już swój wygląd, a znaczenie się zmieni.

Tak więc, gdy oglądamy filmy w Internecie, czasami widzimy artefakty, opóźnienia, szumy itp. A kiedy czytamy tekst ze strony internetowej, utrata (lub zniekształcenie) liter jest nie do przyjęcia, a gdy pobieramy programy, również wszystko przebiega bez błędów.

Na tym poziomie wyróżnię dwa protokoły: UDP i TCP. Protokół UDP (User Datagram Protocol) przesyła dane bez nawiązywania połączenia, nie potwierdza dostarczenia danych i nie dokonuje powtórzeń. Protokół TCP (Transmission Control Protocol), który przed transmisją nawiązuje połączenie, potwierdza dostarczenie danych, w razie potrzeby je powtarza oraz gwarantuje integralność i prawidłową kolejność pobieranych danych.

Dlatego do muzyki, wideo, wideokonferencji i rozmów używamy protokołu UDP (przesyłamy dane bez weryfikacji i bez opóźnień), a do SMS-ów, programów, haseł, archiwów itp. – TCP (transmisja danych z potwierdzeniem odbioru zajmuje więcej czasu).

Warstwa sieci

Warstwa sieciowa – warstwa ta określa ścieżkę, po której będą przesyłane dane. A tak na marginesie, jest to trzeci poziom modelu sieci OSI i istnieją urządzenia zwane urządzeniami trzeciego poziomu - routerami.

Wszyscy słyszeliśmy o adresie IP, właśnie to robi protokół IP (Internet Protocol). Adres IP to adres logiczny w sieci.

Na tym poziomie jest całkiem sporo protokołów i wszystkie te protokoły przeanalizujemy bardziej szczegółowo później, w osobnych artykułach i na przykładach. Teraz wymienię tylko kilka popularnych.

Tak jak wszyscy słyszeli o adresie IP i poleceniu ping, tak działa protokół ICMP.

Te same routery (z którymi będziemy pracować w przyszłości) wykorzystują protokoły tego poziomu do trasowania pakietów (RIP, EIGRP, OSPF).

Warstwa łącza danych

Warstwa łącza danych – jest nam potrzebna do interakcji sieci na poziomie fizycznym. O adresie MAC słyszał chyba każdy, jest to adres fizyczny. Urządzenia warstwy łącza - przełączniki, koncentratory itp.

IEEE (Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników) definiuje warstwę łącza danych jako dwie podwarstwy: LLC i MAC.

LLC – Kontrola łącza logicznego, stworzona do interakcji z wyższym poziomem.

MAC – Media Access Control, stworzony do interakcji z niższym poziomem.

Wyjaśnię na przykładzie: Twój komputer (laptop, komunikator) ma kartę sieciową (lub inną kartę), więc istnieje sterownik, który może z nim współdziałać (z kartą). Kierowca to jakiś program- górna podwarstwa warstwy kanałowej, poprzez którą możliwa jest komunikacja z niższymi poziomami, a raczej z mikroprocesorem ( żelazo) – dolna podwarstwa warstwy łącza danych.

Typowych przedstawicieli na tym poziomie jest wielu. PPP (Point-to-Point) to protokół umożliwiający bezpośrednie połączenie dwóch komputerów. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – standard przesyła dane na odległość do 200 kilometrów. CDP (Cisco Discovery Protocol) to zastrzeżony protokół będący własnością Cisco Systems, który może zostać wykorzystany do wykrywania sąsiadujących urządzeń i uzyskiwania informacji o tych urządzeniach.

Warstwa fizyczna

Warstwa fizyczna to najniższy poziom bezpośrednio przekazujący strumień danych. Protokoły są nam wszystkim dobrze znane: Bluetooth, IRDA (komunikacja w podczerwieni), przewody miedziane (skrętka, linia telefoniczna), Wi-Fi itp.

Wniosek

Przeanalizowaliśmy więc model sieci OSI. W następnej części przejdziemy do modelu sieci TCP/IP, jest on mniejszy i protokoły są takie same. Aby pomyślnie przejść testy CCNA, należy dokonać porównania i zidentyfikować różnice, co zostanie wykonane.

Aby zapewnić ujednoliconą reprezentację danych w sieciach z heterogenicznymi urządzeniami i oprogramowaniem, międzynarodowa organizacja normalizacyjna ISO (International Standardization Organisation) opracowała podstawowy model komunikacji w systemach otwartych OSI (Open System Interconnection). Model ten opisuje zasady i procedury przesyłania danych w różnych środowiskach sieciowych podczas organizowania sesji komunikacyjnej. Głównymi elementami modelu są warstwy, procesy aplikacji i połączenia fizyczne. Na ryc. Rysunek 1.10 przedstawia strukturę modelu podstawowego.

Każda warstwa modelu OSI realizuje określone zadanie podczas transmisji danych w sieci. Model podstawowy jest podstawą rozwoju protokołów sieciowych. OSI dzieli funkcje komunikacji sieciowej na siedem warstw, z których każda obsługuje inną część procesu wzajemnych połączeń systemów otwartych.

Model OSI opisuje jedynie komunikację systemową, a nie aplikacje użytkownika końcowego. Aplikacje wdrażają własne protokoły komunikacyjne poprzez dostęp narzędzia systemowe.

Ryż. 1.10. Model OSI

Jeśli aplikacja może przejąć funkcje niektórych wyższych warstw modelu OSI, to w celu wymiany danych korzysta bezpośrednio z narzędzi systemowych realizujących funkcje pozostałych niższych warstw modelu OSI.

Interakcja warstw modelu OSI

Model OSI można podzielić na dwa różne modele, jak pokazano na ryc. 1.11:

Poziomy model oparty na protokołach, który zapewnia mechanizm interakcji między programami i procesami na różnych maszynach;

Model pionowy oparty na usługach świadczonych sobie przez sąsiednie warstwy na tej samej maszynie.

Każda warstwa komputera wysyłającego współdziała z tą samą warstwą komputera odbierającego, jakby była bezpośrednio połączona. Takie połączenie nazywa się połączeniem logicznym lub wirtualnym. W rzeczywistości interakcja zachodzi pomiędzy sąsiednimi poziomami jednego komputera.

Zatem informacje na komputerze wysyłającym muszą przejść przez wszystkie poziomy. Następnie jest przesyłany za pośrednictwem nośnika fizycznego do komputera odbierającego i ponownie przechodzi przez wszystkie warstwy, aż osiągnie ten sam poziom, z którego został wysłany do komputera wysyłającego.

W modelu poziomym dwa programy wymagają wspólnego protokołu do wymiany danych. W modelu pionowym sąsiednie warstwy wymieniają dane za pomocą interfejsów programowania aplikacji (API).

Ryż. 1.11. Schemat interakcji komputera w Podstawowym Modelu Referencyjnym OSI

Dane przed wysłaniem do sieci dzielone są na pakiety. Pakiet to jednostka informacji przesyłana pomiędzy stacjami sieciowymi.

Podczas wysyłania danych pakiet przechodzi sekwencyjnie przez wszystkie warstwy oprogramowanie. Na każdym poziomie do pakietu dodawana jest informacja kontrolna ten poziom(nagłówek), który jest niezbędny do pomyślnej transmisji danych w sieci, jak pokazano na rys. 1.12, gdzie Zag jest nagłówkiem pakietu, Con jest końcem pakietu.

Po stronie odbiorczej pakiet przechodzi przez wszystkie warstwy Odwrotna kolejność. W każdej warstwie protokół tej warstwy odczytuje informacje o pakiecie, następnie usuwa informacje dodane do pakietu w tej warstwie przez stronę wysyłającą i przekazuje pakiet do następnej warstwy. Kiedy pakiet dotrze do warstwy aplikacji, wszystkie informacje sterujące zostaną usunięte z pakietu, a dane powrócą do swojej pierwotnej postaci.

Ryż. 1.12. Utworzenie pakietu każdego poziomu modelu siedmiopoziomowego

Każdy poziom modelu spełnia swoją własną funkcję. Im wyższy poziom, tym więcej trudne zadanie on decyduje.

Wygodnie jest myśleć o poszczególnych warstwach modelu OSI jako o grupach programów zaprojektowanych do wykonywania określonych funkcji. Jedna warstwa odpowiada np. za zapewnienie konwersji danych z ASCII na EBCDIC i zawiera programy potrzebne do wykonania tego zadania.

Każda warstwa świadczy usługę warstwie znajdującej się nad nią, z kolei żądając usługi od warstwy znajdującej się pod nią. Wyższe warstwy żądają usług w niemal ten sam sposób: z reguły jest to wymóg trasowania części danych z jednej sieci do drugiej. Praktyczna realizacja zasad adresowania danych przypisana jest niższym poziomom. Na ryc. 1.13 zawiera krótki opis funkcji wszystkich poziomów.

Ryż. 1.13. Funkcje warstw modelu OSI

Rozpatrywany model określa interakcję systemów otwartych różnych producentów w tej samej sieci. Dlatego realizuje dla nich działania koordynacyjne w zakresie:

Interakcja procesów aplikacyjnych;

Formularze prezentacji danych;

Jednolite przechowywanie danych;

Zarządzanie zasobami sieciowymi;

Bezpieczeństwo danych i ochrona informacji;

Diagnostyka programów i sprzętu.

Warstwa aplikacji

Warstwa aplikacji zapewnia procesom aplikacji dostęp do obszaru interakcji, jest najwyższym (siódmym) poziomem i bezpośrednio sąsiaduje z procesami aplikacji.

W rzeczywistości warstwa aplikacji to zbiór różnych protokołów, za pomocą których użytkownicy sieci uzyskują dostęp do współdzielonych zasobów, takich jak pliki, drukarki czy strony hipertekstowe, a także organizują swoją współpracę, na przykład za pomocą protokołu poczty elektronicznej. Specjalne elementy usług aplikacji zapewniają obsługę określonych programów aplikacji, takich jak programy do przesyłania plików i programy emulujące terminal. Jeśli na przykład program musi przesyłać pliki, wówczas zastosowany zostanie protokół przesyłania, dostępu i zarządzania plikami FTAM (File Transfer, Access, and Management). W modelu OSI aplikacja, która musi wykonać określone zadanie (na przykład aktualizację bazy danych na komputerze) wysyła określone dane w postaci datagramu do warstwy aplikacji. Jednym z głównych zadań tej warstwy jest określenie, w jaki sposób żądanie aplikacji powinno zostać przetworzone, czyli jaką formę powinno przyjąć żądanie.

Jednostka danych, na której działa warstwa aplikacji, nazywana jest zwykle komunikatem.

Warstwa aplikacji realizuje następujące funkcje:

1. Wykonywanie różnego rodzaju prac.

Transfer plików;

Zarządzanie pracą;

Zarządzanie systemem itp.;

2. Identyfikacja użytkowników poprzez hasła, adresy, podpisy elektroniczne;

3. Określenie funkcjonujących abonentów i możliwości dostępu do nowych procesów aplikacyjnych;

4. Określanie wystarczalności dostępnych zasobów;

5. Organizacja wniosków o połączenie z innymi procesami aplikacyjnymi;

6. Przeniesienie wniosków na poziom reprezentatywny o niezbędne metody opisu informacji;

7. Wybór procedur planowanego dialogu procesów;

8. Zarządzanie danymi wymienianymi pomiędzy procesami aplikacyjnymi i synchronizacja interakcji pomiędzy procesami aplikacyjnymi;

9. Określenie jakości usługi (czas dostarczenia bloków danych, dopuszczalny poziom błędów);

10. Zgoda na poprawienie błędów i stwierdzenie wiarygodności danych;

11. Koordynacja ograniczeń nałożonych na składnię (zestawy znaków, struktura danych).

Funkcje te definiują rodzaje usług, które warstwa aplikacji udostępnia procesom aplikacji. Dodatkowo warstwa aplikacji przenosi na procesy aplikacji usługi świadczone przez warstwę fizyczną, łączeniową, sieciową, transportową, sesyjną i prezentacyjną.

Na poziomie aplikacji konieczne jest udostępnienie użytkownikom już przetworzonych informacji. Oprogramowanie systemowe i użytkownika może sobie z tym poradzić.

Warstwa aplikacji odpowiada za dostęp aplikacji do sieci. Do zadań tej warstwy należy przesyłanie plików, wymiana wiadomości e-mail i zarządzanie siecią.

Najpopularniejsze protokoły w trzech najwyższych warstwach obejmują:

FTP (File Transfer Protocol) protokół przesyłania plików;

TFTP (Trivial File Transfer Protocol) to najprostszy protokół przesyłania plików;

E-mail X.400;

Praca Telnet ze zdalnym terminalem;

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) to prosty protokół wymiany poczty;

CMIP (Common Management Information Protocol) wspólny protokół zarządzania informacjami;

SLIP (Serial Line IP) IP dla linii szeregowych. Protokół szeregowej transmisji danych znak po znaku;

SNMP (Simple Network Management Protocol) to prosty protokół zarządzania siecią;

Protokół FTAM (File Transfer, Access, and Management) do przesyłania, uzyskiwania dostępu i zarządzania plikami.

Warstwa prezentacji

Funkcje tego poziomu polegają na prezentacji danych przesyłanych pomiędzy procesami aplikacyjnymi w wymaganej formie.

Warstwa ta zapewnia, że ​​informacja przekazywana przez warstwę aplikacji zostanie zrozumiana przez warstwę aplikacji w innym systemie. W razie potrzeby warstwa prezentacji w momencie transmisji informacji konwertuje formaty danych na jakiś powszechny format prezentacji, a w momencie odbioru odpowiednio wykonuje konwersja odwrotna. W ten sposób warstwy aplikacji mogą przezwyciężyć na przykład różnice składniowe w reprezentacji danych. Taka sytuacja może wystąpić w sieci LAN z różnymi typami komputerów (IBM PC i Macintosh), które muszą wymieniać dane. Dlatego w polach baz danych informacja musi być przedstawiona w formie liter i cyfr, a często także w formie obrazu graficznego. Dane te należy przetworzyć np. jako liczby zmiennoprzecinkowe.

Podstawą ogólnej prezentacji danych jest system ASN.1, jednolity dla wszystkich poziomów modelu. System ten służy do opisu struktury plików, a także rozwiązuje problem szyfrowania danych. Na tym poziomie można przeprowadzić szyfrowanie i deszyfrowanie danych, dzięki czemu zapewniona jest poufność wymiany danych dla wszystkich usług aplikacji jednocześnie. Przykładem takiego protokołu jest protokół Secure Socket Layer (SSL), który zapewnia bezpieczne przesyłanie komunikatów dla protokołów warstwy aplikacji w stosie TCP/IP. Poziom ten zapewnia konwersję danych (kodowanie, kompresję itp.) warstwy aplikacji na strumień informacji dla warstwy transportowej.

Poziom reprezentacyjny spełnia następujące główne funkcje:

1. Generowanie żądań nawiązania sesji interakcji pomiędzy procesami aplikacji.

2. Koordynacja prezentacji danych pomiędzy procesami aplikacyjnymi.

3. Implementacja formularzy prezentacji danych.

4. Prezentacja materiału graficznego (rysunki, zdjęcia, diagramy).

5. Klasyfikacja danych.

6. Przesyłanie żądań zakończenia sesji.

Protokoły warstwy prezentacji stanowią zazwyczaj integralną część protokołów trzech najwyższych warstw modelu.

Warstwa sesji

Warstwa sesji to warstwa określająca procedurę prowadzenia sesji pomiędzy użytkownikami lub procesami aplikacji.

Warstwa sesji zapewnia zarządzanie rozmową w celu rejestrowania, która strona jest aktualnie aktywna, a także zapewnia funkcje synchronizacji. Te ostatnie umożliwiają wstawianie punktów kontrolnych do długich transferów, dzięki czemu w przypadku awarii można wrócić do ostatniego punktu kontrolnego, zamiast zaczynać wszystko od nowa. W praktyce niewiele aplikacji korzysta z warstwy sesyjnej i rzadko jest ona implementowana.

Warstwa sesyjna kontroluje przesyłanie informacji pomiędzy procesami aplikacji, koordynuje odbiór, transmisję i dostarczenie jednej sesji komunikacyjnej. Dodatkowo warstwa sesyjna zawiera dodatkowo funkcje zarządzania hasłami, zarządzania dialogami, synchronizacji oraz anulowania komunikacji w sesji transmisyjnej po awarii spowodowanej błędami w niższych warstwach. Funkcje tego poziomu polegają na koordynowaniu komunikacji pomiędzy dwiema aplikacjami uruchomionymi na różnych stacjach roboczych. Dzieje się to w formie dobrze zorganizowanego dialogu. Funkcje te obejmują tworzenie sesji, zarządzanie wysyłaniem i odbieraniem pakietów wiadomości podczas sesji oraz kończenie sesji.

Na poziomie sesji ustala się, jaki będzie transfer pomiędzy dwoma procesami aplikacyjnymi:

Półdupleks (procesy będą po kolei przesyłać i odbierać dane);

Dupleks (procesy będą jednocześnie przesyłać i odbierać dane).

W trybie półdupleksowym warstwa sesji wystawia token danych procesowi inicjującemu transfer. Kiedy nadchodzi czas odpowiedzi drugiego procesu, token danych jest do niego przekazywany. Warstwa sesji umożliwia transmisję tylko do strony posiadającej token danych.

Warstwa sesji udostępnia następujące funkcje:

1. Nawiązanie i zakończenie na poziomie sesji połączenia pomiędzy oddziałującymi ze sobą systemami.

2. Wykonywanie normalnej i pilnej wymiany danych pomiędzy procesami aplikacyjnymi.

3. Zarządzanie interakcją pomiędzy procesami aplikacyjnymi.

4. Synchronizacja połączeń sesyjnych.

5. Powiadamianie procesów aplikacyjnych o sytuacjach wyjątkowych.

6. Ustawianie w procesie aplikacyjnym znaków umożliwiających po niepowodzeniu lub błędzie przywrócenie jego realizacji od najbliższego znaku.

7. Przerywaj, jeśli to konieczne proces aplikacji i jego prawidłowe wznowienie.

8. Zakończ sesję bez utraty danych.

9. Przekazywanie specjalnych komunikatów o przebiegu sesji.

Warstwa sesji odpowiada za organizację sesji wymiany danych pomiędzy maszynami końcowymi. Protokoły warstwy sesji są zwykle składnikiem trzech najwyższych warstw modelu.

Warstwa transportowa

Warstwa transportowa przeznaczona jest do przesyłania pakietów w sieci komunikacyjnej. W warstwie transportowej pakiety dzielone są na bloki.

W drodze od nadawcy do odbiorcy pakiety mogą zostać uszkodzone lub utracone. Chociaż niektóre aplikacje tak mają fundusze własne obsługi błędów, są tacy, którzy wolą od razu zająć się niezawodnym połączeniem. Zadaniem warstwy transportowej jest dostarczanie aplikacji lub wyższe poziomy modele (aplikacyjnego i sesyjnego) przesyłania danych z wymaganym stopniem niezawodności. Model OSI definiuje pięć klas usług świadczonych przez warstwę transportową. Tego typu usługi wyróżniają się jakością świadczonych usług: pilnością, możliwością przywrócenia przerwanej komunikacji, dostępnością środków do multipleksowania wielokrotnych połączeń pomiędzy różnymi protokołami aplikacji poprzez wspólny protokół transportowy, a co najważniejsze, możliwością wykrywania i korygować błędy transmisji, takie jak zniekształcenia, straty i duplikacje pakietów.

Warstwa transportowa określa adresowanie urządzeń fizycznych (systemów, ich części) w sieci. Warstwa ta gwarantuje dostarczanie bloków informacji do odbiorców i kontroluje to dostarczanie. Jego główne zadanie jest zapewnienie efektywnych, wygodnych i niezawodnych form przesyłania informacji pomiędzy systemami. Gdy przetwarzanych jest więcej niż jeden pakiet, warstwa transportowa kontroluje kolejność przetwarzania pakietów. Jeśli przejdzie duplikat wcześniej otrzymanej wiadomości, ta warstwa rozpoznaje to i ignoruje wiadomość.

Do funkcji warstwy transportowej zalicza się:

1. Sterowanie transmisją w sieci i zapewnienie integralności bloków danych.

2. Wykrywanie błędów, ich częściowa eliminacja i raportowanie błędów nieskorygowanych.

3. Przywracanie transmisji po awariach i awariach.

4. Powiększanie lub dzielenie bloków danych.

5. Nadanie priorytetów przy przekazywaniu bloków (zwykłych lub pilnych).

6. Potwierdzenie przelewu.

7. Eliminacja blokad w przypadku zakleszczenia sieci.

Począwszy od warstwy transportowej, wszystkie protokoły wyższego szczebla są implementowane w oprogramowaniu, zwykle zawartym w sieciowym systemie operacyjnym.

Najpopularniejsze protokoły warstwy transportowej obejmują:

TCP (Transmission Control Protocol) protokół kontroli transmisji stosu TCP/IP;

UDP (User Datagram Protocol) protokół datagramów użytkownika stosu TCP/IP;

NCP (NetWare Core Protocol) podstawowy protokół sieci NetWare;

SPX (Sequenced Packet eXchange): uporządkowana wymiana pakietów stosu Novella;

TP4 (Transmission Protocol) – protokół transmisji klasy 4.

Warstwa sieci

Poziom sieci zapewnia ułożenie kanałów łączących systemy abonenckie i administracyjne poprzez sieć komunikacyjną, wybór najszybszej i najbardziej niezawodnej trasy.

Warstwa sieciowa ustanawia komunikację w sieci komputerowej pomiędzy dwoma systemami i zapewnia układanie między nimi kanałów wirtualnych. Kanał wirtualny lub logiczny to działanie elementów sieci, które tworzy iluzję oddziałujących ze sobą elementów, układających między sobą pożądaną ścieżkę. Ponadto warstwa sieciowa zgłasza błędy warstwie transportowej. Komunikaty warstwy sieciowej są zwykle nazywane pakietami. Zawierają fragmenty danych. Za ich adresowanie i dostarczanie odpowiedzialna jest warstwa sieciowa.

Znalezienie najlepszej ścieżki transmisji danych nazywa się routingiem, a jej rozwiązanie jest głównym zadaniem warstwy sieciowej. Problem ten komplikuje fakt, że najkrótsza ścieżka nie zawsze jest najlepsza. Często kryterium wyboru trasy jest czas transmisji danych na tej trasie; zależy to od przepustowości kanałów komunikacyjnych i natężenia ruchu, które mogą zmieniać się w czasie. Niektóre algorytmy routingu próbują dostosować się do zmian obciążenia, podczas gdy inne podejmują decyzje na podstawie średnich w czasie. długi czas. Trasę można wybrać na podstawie innych kryteriów, na przykład niezawodności transmisji.

Protokół warstwy łącza zapewnia dostarczanie danych pomiędzy dowolnymi węzłami tylko w sieci o odpowiedniej standardowej topologii. Jest to bardzo rygorystyczne ograniczenie, które nie pozwala na budowanie sieci o rozwiniętej strukturze, np. sieci łączących kilka sieci korporacyjnych w jedną sieć lub sieci o dużej niezawodności, w których występują redundantne połączenia między węzłami.

Zatem w sieci dostarczanie danych jest regulowane przez warstwę łącza danych, ale dostarczanie danych pomiędzy sieciami jest obsługiwane przez warstwę sieci. Organizując dostarczanie pakietów na poziomie sieci, stosuje się koncepcję numeru sieci. W tym przypadku adres odbiorcy składa się z numeru sieci i numeru komputera w tej sieci.

Sieci są połączone ze sobą za pomocą specjalnych urządzeń zwanych routerami. Router to urządzenie, które zbiera informacje o topologii połączeń międzysieciowych i na ich podstawie przekazuje pakiety warstwy sieci do sieci docelowej. Aby przesłać wiadomość od nadawcy znajdującego się w jednej sieci do odbiorcy znajdującego się w innej sieci, należy wykonać szereg transferów tranzytowych (przeskoków) pomiędzy sieciami, za każdym razem wybierając odpowiednią trasę. Zatem trasa to sekwencja routerów, przez które przechodzi pakiet.

Warstwa sieciowa odpowiada za dzielenie użytkowników na grupy i routing pakietów w oparciu o translację adresów MAC na adresy sieciowe. Warstwa sieciowa zapewnia również przejrzystą transmisję pakietów do warstwy transportowej.

Warstwa sieciowa realizuje następujące funkcje:

1. Tworzenie połączeń sieciowych i identyfikacja ich portów.

2. Wykrywanie i korygowanie błędów występujących podczas transmisji w sieci komunikacyjnej.

3. Kontrola przepływu pakietów.

4. Organizacja (uporządkowanie) ciągów pakietów.

5. Routing i przełączanie.

6. Segmentacja i łączenie pakietów.

Na poziomie sieci zdefiniowano dwa typy protokołów. Pierwszy typ odnosi się do definicji zasad przesyłania pakietów danych węzła końcowego z węzła do routera i pomiędzy routerami. Są to protokoły, które zwykle mają na myśli, gdy ludzie mówią o protokołach warstwy sieciowej. Jednakże inny typ protokołu, zwany protokołem wymiany informacji o routingu, jest często zawarty w warstwie sieciowej. Korzystając z tych protokołów, routery zbierają informacje o topologii połączeń międzysieciowych.

Protokoły warstwy sieciowej są implementowane przez moduły oprogramowania systemu operacyjnego, a także oprogramowanie i sprzęt routera.

Najczęściej używanymi protokołami na poziomie sieci są:

IP (Internet Protocol) Protokół internetowy, protokół sieciowy stosu TCP/IP, który udostępnia informacje o adresie i routingu;

IPX (Internetwork Packet Exchange) to protokół wymiany pakietów międzysieciowych przeznaczony do adresowania i routingu pakietów w sieciach Novell;

X.25 to międzynarodowy standard globalnej komunikacji z komutacją pakietów (częściowo zaimplementowany w warstwie 2);

CLNP (Connection Less Network Protocol) to bezpołączeniowy protokół sieciowy.

Warstwa łącza danych

Jednostką informacji w warstwie łącza jest ramka. Ramki to logicznie zorganizowana struktura, w której można umieszczać dane. Zadaniem warstwy łącza jest przesyłanie ramek z warstwy sieciowej do warstwy fizycznej.

Warstwa fizyczna po prostu przesyła bity. Nie uwzględnia to faktu, że w niektórych sieciach, w których linie komunikacyjne wykorzystywane są naprzemiennie przez kilka par współdziałających ze sobą komputerów, fizyczne medium transmisyjne może być zajęte. Dlatego jednym z zadań warstwy łącza jest sprawdzenie dostępności medium transmisyjnego. Kolejnym zadaniem warstwy łącza jest implementacja mechanizmów wykrywania i korygowania błędów.

Warstwa łącza zapewnia poprawność transmisji każdej ramki, umieszczając na początku i na końcu każdej ramki specjalną sekwencję bitów w celu jej oznaczenia, a także oblicza sumę kontrolną, sumując w określony sposób wszystkie bajty ramki i dodając sumę kontrolną do ramy. Po nadejściu ramki odbiornik ponownie oblicza sumę kontrolną odebranych danych i porównuje wynik z sumą kontrolną z ramki. Jeżeli są zgodne, ramkę uważa się za prawidłową i zaakceptowaną. Jeśli sumy kontrolne nie są zgodne, rejestrowany jest błąd.

Zadaniem warstwy łącza jest pobieranie pakietów przychodzących z warstwy sieciowej i przygotowanie ich do transmisji poprzez umieszczenie ich w ramce o odpowiedniej wielkości. Warstwa ta odpowiada za określenie, gdzie zaczyna się i kończy blok, a także wykrywa błędy transmisji.

Na tym samym poziomie ustalane są zasady użytkowania poziom fizyczny węzły sieciowe. Elektryczna reprezentacja danych w sieci LAN (bity danych, metody kodowania danych i tokeny) są rozpoznawane na tym poziomie i tylko na tym poziomie. To tutaj wykrywane i korygowane są błędy (poprzez żądanie retransmisji danych).

Warstwa łącza danych zapewnia tworzenie, transmisję i odbiór ramek danych. Warstwa ta obsługuje żądania z warstwy sieciowej i wykorzystuje usługę warstwy fizycznej do odbierania i przesyłania pakietów. Specyfikacje IEEE 802.X dzielą warstwę łącza danych na dwie podwarstwy:

LLC (Logical Link Control) kontrola łącza logicznego zapewnia logiczną kontrolę komunikacji. Podwarstwa LLC świadczy usługi warstwy sieciowej i jest związana z transmisją i odbiorem komunikatów użytkowników.

Kontrola dostępu do multimediów MAC (Media Assess Control). Podwarstwa MAC reguluje dostęp do współdzielonego nośnika fizycznego (przekazywanie tokena lub wykrywanie kolizji lub kolizji) oraz kontroluje dostęp do kanału komunikacyjnego. Podwarstwa LLC znajduje się nad podwarstwą MAC.

Warstwa łącza danych definiuje dostęp do mediów i kontrolę transmisji poprzez procedurę przesyłania danych przez kanał.

Gdy przesyłane bloki danych są duże, warstwa łącza dzieli je na ramki i przesyła ramki w postaci sekwencji.

Odbierając ramki, warstwa tworzy z nich transmitowane bloki danych. Rozmiar bloku danych zależy od metody transmisji i jakości kanału, którym jest przesyłany.

W sieciach lokalnych protokoły warstwy łącza są używane przez komputery, mosty, przełączniki i routery. W komputerach funkcje warstwy łącza są realizowane dzięki wspólnym wysiłkom kart sieciowych i ich sterowników.

Warstwa łącza danych może realizować następujące typy funkcji:

1. Organizacja (tworzenie, zarządzanie, zakończenie) połączeń kanałowych i identyfikacja ich portów.

2. Organizacja i transfer personelu.

3. Wykrywanie i korekta błędów.

4. Zarządzanie przepływem danych.

5. Zapewnienie przejrzystości kanałów logicznych (przesyłanie za ich pośrednictwem w dowolny sposób zakodowanych danych).

Do najczęściej używanych protokołów w warstwie łącza danych należą:

HDLC (High Level Data Link Control) protokół wysokiego poziomu kontroli łącza danych dla połączeń szeregowych;

IEEE 802.2 LLC (typ I i ​​typ II) zapewnia adres MAC dla środowisk 802.x;

Technologia sieci Ethernet zgodna ze standardem IEEE 802.3 dla sieci wykorzystujących topologię magistrali i wielodostęp z możliwością nasłuchiwania częstotliwości nośnej i wykrywania konfliktów;

Token ring to technologia sieciowa zgodna ze standardem IEEE 802.5, wykorzystująca topologię ringu i metodę dostępu ringowego z przekazywaniem tokenu;

FDDI (Fiber Distributed Date Interface Station) to technologia sieciowa zgodna ze standardem IEEE 802.6 wykorzystująca media światłowodowe;

X.25 to międzynarodowy standard globalnej komunikacji z komutacją pakietów;

Sieć Frame Relay zorganizowana przy użyciu technologii X25 i ISDN.

Warstwa fizyczna

Warstwa fizyczna jest zaprojektowana tak, aby łączyć się z fizycznymi środkami komunikacji. Fizyczne środki połączenia stanowią zbiór środowisko fizyczne, sprzętu i oprogramowania, zapewniających transmisję sygnałów pomiędzy systemami.

Środowisko fizyczne jest substancja materialna, przez który przesyłane są sygnały. Środowisko fizyczne jest podstawą, na której zbudowana jest łączność fizyczna. Jako media fizyczne powszechnie stosuje się eter, metale, szkło optyczne i kwarc.

Warstwa fizyczna składa się z podwarstwy interfejsu multimedialnego i podwarstwy konwersji transmisji.

Pierwszy z nich zapewnia parowanie strumienia danych z wykorzystywanym fizycznym kanałem komunikacyjnym. Drugi dokonuje przekształceń związanych ze stosowanymi protokołami. Warstwa fizyczna zapewnia fizyczny interfejs dla kanału danych, a także opisuje procedury przesyłania sygnałów do i odbierania sygnałów z kanału. Na tym poziomie parametry elektryczne, mechaniczne, funkcjonalne i proceduralne połączenie fizyczne w systemach. Warstwa fizyczna odbiera pakiety danych z górnej warstwy łącza i przetwarza je na sygnały optyczne lub elektryczne odpowiadające 0 i 1 strumienia binarnego. Sygnały te przesyłane są medium transmisyjnym do węzła odbiorczego. Właściwości mechaniczne i elektryczne/optyczne medium transmisyjnego określane są na poziomie fizycznym i obejmują:

Rodzaj kabli i złączy;

Układ styków w złączach;

Schemat kodowania sygnału dla wartości 0 i 1.

Warstwa fizyczna spełnia następujące funkcje:

1. Nawiązywanie i rozłączanie połączeń fizycznych.

2. Transmisja i odbiór kodu seryjnego.

3. Jeśli to konieczne, słuchaj kanałów.

4. Identyfikacja kanału.

5. Powiadamianie o awariach i awariach.

Powiadamianie o usterkach i awariach wynika z faktu, że na poziomie fizycznym wykrywana jest pewna klasa zdarzeń zakłócających normalną pracę sieci (kolizja ramek wysyłanych przez kilka systemów jednocześnie, przerwa w kanale, przerwa w dostawie prądu, utrata kontakt mechaniczny itp.). Rodzaje usług świadczonych w warstwie łącza danych są określane przez protokoły warstwy fizycznej. Nasłuch kanału jest konieczny w przypadku, gdy do jednego kanału podłączona jest grupa systemów, ale tylko jeden z nich może nadawać sygnał w tym samym czasie. Dlatego słuchanie kanału pozwala określić, czy jest on wolny do transmisji. W niektórych przypadkach, aby lepiej zdefiniować strukturę, warstwa fizyczna jest podzielona na kilka podpoziomów. Na przykład warstwa fizyczna sieci bezprzewodowej jest podzielona na trzy podwarstwy (ryc. 1.14).

Ryż. 1.14. Warstwa fizyczna bezprzewodowej sieci LAN

Funkcje warstwy fizycznej są zaimplementowane we wszystkich urządzeniach podłączonych do sieci. Po stronie komputera funkcje warstwy fizycznej realizowane są przez kartę sieciową. Repeatery to jedyny rodzaj sprzętu, który działa tylko w warstwie fizycznej.

Warstwa fizyczna może zapewniać transmisję asynchroniczną (szeregową) i synchroniczną (równoległą), która jest stosowana w niektórych komputerach typu mainframe i minikomputerach. W warstwie fizycznej należy zdefiniować schemat kodowania reprezentujący wartości binarne w celu przesyłania ich kanałem komunikacyjnym. Wiele sieci lokalnych korzysta z kodowania Manchester.

Przykładem protokołu warstwy fizycznej jest specyfikacja technologii 10Base-T Ethernet, która definiuje kabel stosowany jako nieekranowana skrętka dwużyłowa kategorii 3 o impedancji charakterystycznej 100 omów, złącze RJ-45, maksymalna długość odcinka fizycznego 100 metrów, Kod Manchester do reprezentacji danych i innych charakterystyk środowiska oraz sygnałów elektrycznych.

Niektóre z najpopularniejszych specyfikacji warstwy fizycznej obejmują:

EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 – charakterystyka mechaniczno-elektryczna niesymetrycznego interfejsu szeregowego;

EIA-RS-422/449, CCITT V.10 – charakterystyka mechaniczna, elektryczna i optyczna zbalansowanego interfejsu szeregowego;

Ethernet to technologia sieciowa zgodna ze standardem IEEE 802.3 dla sieci wykorzystujących topologię magistrali i wielokrotny dostęp z nasłuchiwaniem nośnej i wykrywaniem kolizji;

Token ring to technologia sieciowa zgodna ze standardem IEEE 802.5, wykorzystująca topologię ringu i metodę dostępu ringowego z przekazywaniem tokenu.