Käsite "avoin järjestelmä"

Laajassa merkityksessä avoin systeemi mikä tahansa järjestelmä (tietokone, tietokoneverkko, käyttöjärjestelmä, ohjelmistopaketti, muut laitteisto- ja ohjelmistotuotteet), joka on rakennettu avoimien eritelmien mukaisesti, voidaan nimetä.

Muista, että termi "spesifikaatio" (tietotekniikassa) ymmärretään formalisoituna kuvauksena laitteisto- tai ohjelmistokomponenteista, niiden toiminnasta, vuorovaikutuksesta muiden komponenttien kanssa, toimintaolosuhteista, rajoituksista ja erityisominaisuuksista. On selvää, että kaikki spesifikaatiot eivät ole standardeja. Avoimet spesifikaatiot puolestaan ​​ymmärretään julkaistuina, julkisesti saatavilla olevina standardien mukaisina spesifikaatioina, jotka hyväksytään kaikkien kiinnostuneiden osapuolten perusteellisen keskustelun jälkeen.

Avointen spesifikaatioiden käyttö järjestelmien kehittämisessä antaa kolmansille osapuolille mahdollisuuden kehittää erilaisia ​​laitteisto- tai ohjelmistolaajennuksia ja modifikaatioita näihin järjestelmiin sekä luoda ohjelmistoja ja laitteistojärjestelmiä tuotteista. eri valmistajia.

Todellisille järjestelmille täydellinen avoimuus on saavuttamaton ihanne. Yleensä jopa avoimina kutsutuissa järjestelmissä vain jotkin ulkoisia rajapintoja tukevat osat täyttävät tämän määritelmän. Esimerkiksi Unix-käyttöjärjestelmien avoimuus piilee muun muassa siinä, että ytimen ja sovellusten välillä on standardoitu ohjelmointirajapinta, jonka ansiosta sovellusten siirtäminen Unix-versiosta toiseen on helppoa. Toinen esimerkki osittaisesta avoimuudesta on sovellus melko suljetussa käyttöjärjestelmässä Novell NetWare avoin käyttöliittymä Open Driver Interface (ODI) sisällytettäväksi ohjainjärjestelmään Verkkosovittimet riippumattomia valmistajia. Mitä avoimempia spesifikaatioita järjestelmän kehittämisessä käytetään, sitä avoimempi se on.

OSI-malli koskee vain yhtä avoimuuden aspektia, nimittäin tietokoneverkkoon kytkettyjen laitteiden välisten vuorovaikutuskeinojen avoimuutta. Avoimella järjestelmällä tarkoitetaan tässä verkkolaitetta, joka on valmis olemaan vuorovaikutuksessa muiden verkkolaitteiden kanssa käyttämällä vakiosääntöjä, jotka määrittävät vastaanotettujen ja lähetettyjen viestien muodon, sisällön ja merkityksen.

Jos kaksi verkkoa rakennetaan avoimuuden periaatteiden mukaisesti, tämä tarjoaa seuraavat edut:

kyky rakentaa laitteistoverkosto ja ohjelmistotyökalut eri valmistajat noudattavat samaa standardia;

mahdollisuus yksittäisten verkkokomponenttien kivuttomaan korvaamiseen muilla, edistyneemmillä komponenteilla, mikä mahdollistaa verkon kehittymisen pienin kustannuksin;

kyky liittää verkko helposti toiseen;

verkon kehittämisen ja ylläpidon helppous.

Silmiinpistävä esimerkki avoimesta järjestelmästä on kansainvälinen Internet. Tämä verkko on kehittynyt täysin avoimien järjestelmien vaatimusten mukaisesti. Tuhannet tämän verkon asiantuntijakäyttäjät eri yliopistoista, tieteellisistä organisaatioista sekä eri maissa toimivista tietokonelaitteistojen ja ohjelmistojen valmistajista osallistuivat sen standardien kehittämiseen. Jo Internetin toiminnan määrittelevien standardien nimi - Request For Comments (RFC), joka voidaan kääntää "kommenttipyynnöksi" - osoittaa hyväksyttyjen standardien julkisuuden ja avoimen luonteen. Tämän seurauksena Internet on onnistunut yhdistämään monimuotoisimman laitteiston ja ohjelmiston valtavasta määrästä verkkoja, jotka ovat hajallaan ympäri maailmaa.

OSI malli

Kansainvälinen standardointijärjestö (ISO) on kehittänyt mallin, joka määrittelee selkeästi järjestelmien vuorovaikutuksen eri tasot, antaa niille vakionimet ja määrittelee, mitä työtä kunkin tason tulee tehdä. Tätä mallia kutsutaan avointen järjestelmien vuorovaikutusmalliksi (Open Järjestelmän yhteenliittäminen, OSI) tai ISO/OSI-malli.

OSI-malli jakaa tiedonsiirron seitsemään tasoon tai kerrokseen (Kuva 1.1). Jokainen taso käsittelee yhtä tiettyä vuorovaikutuksen näkökohtaa. Vuorovaikutusongelma on siis jaettu 7 erityisongelmaan, joista jokainen voidaan ratkaista muista riippumatta. Jokainen kerros ylläpitää rajapintoja ylempien ja alempien kerrosten kanssa.

Riisi. 1.1. ISO/OSI Open Systems -yhteentoimivuusmalli

OSI-malli kuvaa vain järjestelmän laajuisia vuorovaikutustapoja, ei loppukäyttäjien sovelluksia. Sovellukset toteuttavat omat viestintäprotokollansa käyttämällä järjestelmätiloja. On syytä muistaa, että sovellus voi ottaa haltuunsa joidenkin OSI-mallin ylempien kerrosten toiminnot, jolloin se tarvittaessa käyttää järjestelmätyökaluja, jotka suorittavat OSI-mallin muiden alempien kerrosten toiminnot. kun yhteistoimintaa tarvitaan.

Loppukäyttäjäsovellus voi käyttää järjestelmän viestintätyökaluja paitsi muodostaakseen dialogia toisen toisessa koneessa olevan sovelluksen kanssa, myös yksinkertaisesti vastaanottaakseen tietyn verkkopalvelun palveluita, kuten käyttääkseen etätiedostoja, vastaanottaakseen postia tai tulostaakseen jaetulla tulostimella. .

Joten anna sovelluksen tehdä pyyntö sovelluskerrokselle, esimerkiksi tiedostopalvelulle. Tämän pyynnön perusteella sovelluskerroksen ohjelmisto generoi standardimuotoisen viestin, johon se sijoittaa palvelutiedot (otsikon) ja mahdollisesti lähetetyn datan. Tämä viesti lähetetään sitten edustajatasolle. Esityskerros lisää otsikkonsa viestiin ja välittää tuloksen istuntokerrokseen, joka puolestaan ​​lisää otsikon ja niin edelleen. Jotkin protokollien toteutukset mahdollistavat, että viestissä ei ole vain otsikko, vaan myös traileri. Lopuksi viesti saavuttaa alimman, fyysisen kerroksen, joka itse asiassa lähettää sen viestintälinjojen yli.

Kun viesti saapuu verkon kautta toiselle koneelle, se siirtyy peräkkäin kerroksesta toiseen. Jokainen taso analysoi, käsittelee ja poistaa tasonsa otsikon, suorittaa tätä tasoa vastaavat toiminnot ja välittää viestin ylemmälle tasolle.

Sanan "viesti" (viesti) lisäksi verkkoasiantuntijat käyttävät muitakin nimiä ilmaisemaan tiedonvaihdon yksikköä. ISO-standardeissa käytetään termiä "Protocol Data Unit" (PDU) minkä tahansa tason protokollille. Lisäksi käytetään usein nimiä kehys (frame), paketti (paketti), datagrammi (datagrammi).

ISO/OSI-mallin kerrostoiminnot

Fyysinen kerros . Tämä kerros käsittelee bittien siirtoa fyysisten kanavien, kuten koaksiaalikaapelin, kierretyn parin tai valokuitukaapelin, kautta. Tämä taso liittyy fyysisten tiedonsiirtovälineiden ominaisuuksiin, kuten kaistanleveyteen, kohinansietokykyyn, aaltoimpedanssiin ja muihin. Samalla tasolla määritetään sähköisten signaalien ominaisuudet, kuten vaatimukset pulssien rintamille, lähetettävän signaalin jännite- tai virtatasot, koodauksen tyyppi ja signaalin siirtonopeus. Lisäksi liittimien tyypit ja kunkin nastan käyttötarkoitus on standardoitu tässä.

Fyysisen kerroksen toiminnot on toteutettu kaikissa verkkoon kytketyissä laitteissa. Tietokoneen puolella fyysisen kerroksen toiminnot suorittaa verkkosovitin tai sarjaportti.

Esimerkki fyysisen kerroksen protokollasta on 10Base-T Ethernet-spesifikaatio, jossa käytettäväksi kaapeliksi määritellään luokan 3 suojaamaton kierretty parikaapeli. aallon vastus 100 ohmia, RJ-45-liitin, fyysisen segmentin maksimipituus 100 metriä, Manchester-koodi kaapelin tietojen esittämiseen sekä muut media- ja sähkösignaalien ominaisuudet.

kanavataso. Fyysisellä tasolla bitit yksinkertaisesti lähetetään. Tässä ei oteta huomioon sitä, että joissakin verkoissa, joissa tietoliikennelinjoja käyttävät (jakavat) vuorotellen useat vuorovaikutuksessa olevat tietokoneet, fyysinen siirtoväline voi olla varattu. Siksi yksi linkkikerroksen tehtävistä on tarkistaa lähetysvälineen saatavuus. Linkkikerroksen toinen tehtävä on toteuttaa virheiden havaitsemis- ja korjausmekanismeja. Tätä varten datalinkkikerroksessa bitit ryhmitellään ryhmiksi, joita kutsutaan kehyksiksi. Linkkitaso varmistaa, että jokainen kehys lähetetään oikein asettamalla erityinen bittisekvenssi jokaisen kehyksen alkuun ja loppuun sen merkitsemiseksi, ja laskee myös tarkistussumman summaamalla kehyksen kaikki tavut tietyllä tavalla ja lisäämällä kehykseen tarkistussumman . Kun kehys saapuu, vastaanotin laskee uudelleen vastaanotetun tiedon tarkistussumman ja vertaa tulosta kehyksestä saatuun tarkistussummaan. Jos ne täsmäävät, kehys katsotaan kelvolliseksi ja hyväksytyksi. Jos tarkistussummat eivät täsmää, annetaan virheilmoitus.

Linkkikerroksen protokollat, joita käytetään paikalliset verkot, määritellään tietty tietokoneiden välisten yhteyksien rakenne ja tapoja käsitellä niitä. Vaikka linkkikerros tarjoaa kehystoimituksen paikallisverkon minkä tahansa kahden solmun välillä, se tekee tämän vain verkossa, jolla on täysin määritelty linkkitopologia, täsmälleen sama topologia, jota varten se on suunniteltu. LAN-linkkikerroksen protokollien tukemat yhteiset väylä-, rengas- ja tähtitopologiat ovat yleisiä. Esimerkkejä linkkikerroksen protokollista ovat Ethernet-, Token Ring-, FDDI- ja 100VG-AnyLAN-protokollat.

Lähiverkoissa tietokoneet, sillat, kytkimet ja reitittimet käyttävät linkkikerroksen protokollia. Tietokoneissa linkkikerroksen toiminnot toteutetaan verkkosovittimien ja niiden ohjainten yhteisellä ponnistelulla.

Suuralueverkoissa, joissa on harvoin säännöllinen topologia, datalinkkikerros mahdollistaa viestien vaihdon kahden vierekkäisen tietokoneen välillä, jotka on yhdistetty yksittäisellä tietoliikennelinjalla. Esimerkkejä point-to-point-protokollasta (kuten tällaisia ​​protokollia usein kutsutaan) ovat laajalti käytetyt PPP- ja LAP-B-protokollat.

verkkokerros. Tämä taso muodostaa yhtenäisen kuljetusjärjestelmän, joka yhdistää useita verkkoja, joilla on erilaiset tiedonsiirron periaatteet päätesolmujen välillä. Harkitse verkkokerroksen toimintoja paikallisten verkkojen esimerkissä. Paikallisten verkkojen linkkikerroksen protokolla varmistaa tiedon toimittamisen minkä tahansa solmun välillä vain verkossa, jossa on sopiva tyypillinen topologia. Tämä on erittäin tiukka rajoitus, joka ei salli verkkojen rakentamista kehittyneellä rakenteella, esimerkiksi verkkoja, jotka yhdistävät useita yritysverkkoja yhdeksi verkkoksi, tai erittäin luotettavia verkkoja, joissa solmujen välillä on redundantteja linkkejä. Yhtäältä tyypillisten topologioiden tiedonsiirtomenettelyjen yksinkertaisuuden säilyttämiseksi ja toisaalta mielivaltaisten topologioiden käytön mahdollistamiseksi käytetään ylimääräistä verkkokerrosta. Tällä tasolla otetaan käyttöön "verkoston" käsite. SISÄÄN Tämä tapaus Verkko ymmärretään joukkona tietokoneita, jotka on kytketty toisiinsa jonkin standardin tyypillisen topologian mukaisesti ja jotka käyttävät jotakin tälle topologialle määritellyistä linkkikerroksen protokollista tiedonsiirtoon.

Siten verkon sisällä tiedonsiirtoa säätelee linkkikerros, mutta verkkojen välistä tiedonsiirtoa hoitaa verkkokerros.

Verkkokerroksen viestejä kutsutaan paketteja. Pakettitoimituksen järjestämisessä verkkotasolla käytetään konseptia "verkkonumero". Tässä tapauksessa vastaanottajan osoite koostuu verkkonumerosta ja kyseisessä verkossa olevan tietokoneen numerosta.

Verkot ovat yhteydessä toisiinsa erikoislaitteet kutsutaan reitittimiksi. reititin on laite, joka kerää tietoa yhteyksien topologiasta ja välittää sen perusteella verkkokerroksen paketteja kohdeverkkoon. Viestin siirtämiseksi yhdessä verkossa sijaitsevalta lähettäjältä toisessa verkossa olevalle vastaanottajalle on suoritettava tietty määrä siirtosiirtoja (hyppejä) verkkojen välillä, joka kerta valitsemalla sopiva reitti. Siten reitti on reitittimien sarja, jonka läpi paketti kulkee.

Parhaan polun valinnan ongelmaa kutsutaan reititys ja sen ratkaisu on verkkokerroksen päätehtävä. Tätä ongelmaa pahentaa se tosiasia, että lyhin polku ei ole aina paras. Usein reitin valinnan kriteerinä on tiedonsiirron aika tällä reitillä, se riippuu viestintäkanavien kaistanleveydestä ja liikenteen intensiteetistä, joka voi muuttua ajan myötä. Jotkut reititysalgoritmit yrittävät mukautua kuormituksen muutoksiin, kun taas toiset tekevät päätökset pitkän aikavälin keskiarvojen perusteella. Reitin valinta voi perustua myös muihin kriteereihin, kuten lähetysvarmuuteen.

Verkkokerros määrittelee kahdenlaisia ​​protokollia. Ensimmäinen tyyppi viittaa sääntöjen määrittelyyn päätesolmujen dataa sisältävien pakettien lähettämiseksi solmusta reitittimeen ja reitittimien välillä. Juuri näihin protokolliin viitataan yleensä puhuttaessa verkkokerroksen protokollista. Verkkokerros sisältää myös toisen tyyppisen protokollan nimeltä reititystietojen vaihtoprotokollat. Reitittimet käyttävät näitä protokollia tiedon keräämiseen yhteyksien topologiasta. Verkkokerroksen protokollat ​​toteutetaan käyttöjärjestelmän ohjelmistomoduuleilla sekä reitittimien ohjelmistoilla ja laitteistoilla.

Esimerkkejä verkkokerroksen protokollista ovat protokollien välinen protokolla verkottumista TCP/IP-pinon IP ja Novell-pinon IPX-pakettien yhteistoimintaprotokolla.

kuljetuskerros. Matkalla lähettäjältä vastaanottajalle paketit voivat vioittua tai kadota. Vaikka joillakin sovelluksilla on oma virheenkäsittelynsä, jotkut haluavat käsitellä luotettavaa yhteyttä heti. Kuljetuskerroksen tehtävänä on varmistaa, että sovellukset tai pinon ylemmät kerrokset - sovellus ja istunto - siirtävät tietoja vaatimallaan luotettavuudella. OSI-malli määrittelee viisi kuljetuskerroksen tarjoamaa palveluluokkaa. Tämäntyyppiset palvelut eroavat tarjottujen palvelujen laadusta: kiireellisyydestä, kyvystä palauttaa katkennut tietoliikenne, multipleksointimahdollisuuksien saatavuus useille eri sovellusprotokollien välisille yhteyksille yhteisen siirtoprotokollan kautta, ja mikä tärkeintä, kyky havaita ja korjata lähetysvirheet, kuten pakettien särö, katoaminen ja päällekkäisyys.

Kuljetuskerroksen palveluluokan valinnan määrää toisaalta se, missä määrin sovellukset itse ja kuljetuskerroksia korkeammat protokollat ​​ratkaisevat luotettavuuden varmistamisen, ja toisaalta tämä valinta riippuu siitä, kuinka luotettava koko tiedonsiirtojärjestelmä on. verkossa. Joten esimerkiksi jos viestintäkanavien laatu on erittäin korkea ja protokollien havaitsemattomien virheiden esiintymisen todennäköisyys on suurempi matalat tasot, on pieni, on järkevää käyttää jotain kevyttä kuljetuskerroksen palvelua, jota ei rasita lukuisat tarkistukset, kättelyt ja muut luotettavuutta parantavat menetelmät. Jos ajoneuvot ovat aluksi erittäin epäluotettavia, kannattaa kääntyä kehittyneimmän kuljetuskerroksen palvelun puoleen, joka toimii maksimikeinoin virheiden havaitsemiseen ja poistamiseen - käyttämällä loogisen yhteyden ennakkomuodostusta, viestien välityksen ohjausta tarkistussummalla ja syklisellä numerointilla. paketeista, toimitusaikakatkaisujen määrittämisestä jne.

Pääsääntöisesti kaikki protokollat, alkaen kuljetuskerroksesta ja sitä ylemmällä, toteutetaan ohjelmistolla. päätysolmut verkot ovat osa heidän verkkokäyttöjärjestelmiään. Esimerkkejä siirtoprotokollista ovat TCP/IP-pinon TCP- ja UDP-protokollat ​​ja Novell-pinon SPX-protokollat.

istuntotasolla. Istuntokerros tarjoaa keskustelun ohjauksen, jolla seurataan, mikä puoli on tällä hetkellä aktiivinen, ja tarjoaa myös keinon synkronoida. Jälkimmäisten avulla voit lisätä tarkistuspisteitä pitkiin siirtoihin, jotta epäonnistuessa voit palata viimeiseen tarkistuspisteeseen sen sijaan, että aloitat alusta. Käytännössä harvat sovellukset käyttävät istuntokerrosta, ja se on harvoin toteutettu.

Esityskerros. Tämä kerros takaa, että sovelluskerroksen välittämät tiedot ymmärtävät toisen järjestelmän sovelluskerros. Tarvittaessa esityskerros suorittaa dataformaattien muuntamisen johonkin yleiseen esitysmuotoon ja vastaanotossa vastaavasti käänteisen muunnoksen. Siten sovelluskerrokset voivat voittaa esimerkiksi syntaktiset erot datan esittämisessä. Tällä tasolla voidaan suorittaa tietojen salaus ja salauksen purku, jonka ansiosta tiedonsiirron salaisuus varmistetaan välittömästi kaikille sovelluspalveluille. Esimerkki esityskerroksessa toimivasta protokollasta on Secure Socket Layer (SSL) -protokolla, joka tarjoaa suojatun viestinnän TCP/IP-pinon sovelluskerroksen protokollille.

Sovellustaso. Sovelluskerros on oikeastaan ​​vain joukko erilaisia ​​protokollia, joiden avulla verkon käyttäjät käyttävät jaettuja resursseja, kuten tiedostoja, tulostimia tai hyperteksti-Web-sivuja, ja järjestävät yhteistyönsä esimerkiksi sähköpostiprotokollan avulla. Tietoyksikköä, jolla sovelluskerros toimii, kutsutaan yleensä viesti.

Sovelluskerroksen protokollia on erittäin laaja valikoima. Tässä on vain muutamia esimerkkejä tiedostopalvelujen yleisimmistä toteutuksista: NCP Novell NetWare -käyttöjärjestelmässä, SMB Microsoft Windows NT, NFS, FTP ja TFTP, jotka ovat osa TCP/IP-pinoa.

Vaikka OSI-malli on erittäin tärkeä, se on vain yksi monista viestintämalleista. Nämä mallit ja niihin liittyvät protokollapinot voivat vaihdella kerrosten lukumäärän, toimintojensa, viestimuotojen, ylemmillä kerroksilla tarjottujen palvelujen ja muiden parametrien suhteen.

OSI-verkkomalli- tämä on referenssimalli avoimien järjestelmien vuorovaikutukseen, englanniksi se kuulostaa Open Systems Interconnection Basic Reference Model -mallilta. Sen tarkoitus on yleistetty esitys verkkovuorovaikutuksen keinoista.

Toisin sanoen OSI-malli on yleistetty standardi ohjelmistokehittäjille, jonka ansiosta mikä tahansa tietokone voi yhtä lailla purkaa toisesta tietokoneesta lähetetyn tiedon salauksen. Selvyyden vuoksi annan esimerkin tosielämästä. Tiedetään, että mehiläiset näkevät kaiken ympärillään ultraviolettivalossa. Toisin sanoen silmämme ja mehiläinen näkevät saman kuvan täysin eri tavoin, ja hyönteisten näkemä voi olla ihmisen näkökyvylle huomaamatonta.

Sama koskee tietokoneita - jos yksi kehittäjä kirjoittaa sovelluksen jollakin ohjelmointikielellä, joka ymmärtää sen oma tietokone, mutta se ei ole saatavilla millekään muulle, et voi lukea tämän sovelluksen luomaa asiakirjaa millään muulla laitteella. Siksi päädyimme ajatukseen, että hakemuksia kirjoitettaessa noudatetaan yhtä sääntöä, joka on kaikille ymmärrettävä.

Selvyyden vuoksi verkon toimintaprosessi on yleensä jaettu 7 tasoa, joista jokainen käyttää omaa protokollaryhmäänsä.

verkkoprotokolla ovat säännöt ja tekniset menettelyt, joiden avulla verkkoon kytketyt tietokoneet voivat muodostaa yhteyden ja vaihtaa tietoja.
Ryhmää protokollia, joita yhdistää yksi päätavoite, kutsutaan protokollapinoksi.

Toteutukseen erilaisia ​​tehtäviä on olemassa useita protokollia, jotka käsittelevät järjestelmän ylläpitoa, kuten TCP/IP-pino. Katsotaanpa tässä tarkemmin, kuinka tiedot yhdestä tietokoneesta lähetetään paikallisverkon kautta toiseen tietokoneeseen.

SENDER tietokonetehtävät:

• Hae dataa sovelluksesta
• Riko ne pieniin pakkauksiin, jos tilavuus on suuri
• Valmistaudu lähetystä varten, eli määritä reitti, salaa ja koodaa uudelleen verkkomuotoon.

VASTAANOTTAJAN tietokoneen tehtävät:

• Vastaanottaa datapaketteja
• Poista palvelutiedot siitä
• Kopioi tiedot leikepöydälle
• Kun olet vastaanottanut kaikki paketit, muodosta niistä alkuperäinen tietolohko
• Anna se sovellukselle

Jotta kaikki nämä toiminnot voidaan suorittaa oikein, tarvitaan yksi sääntöjoukko, eli OSI-referenssimalli.

Palataan OSI-tasoihin. On tapana laskea ne käänteisessä järjestyksessä ja taulukon yläosassa ovat verkkosovellukset, ja alaosassa on fyysinen siirtoväline. Kun tieto tietokoneelta laskeutuu suoraan verkkokaapeliin, eri tasoilla toimivat protokollat ​​muuttavat sitä vähitellen valmistaen sitä fyysinen lähetys.

Analysoidaan niitä tarkemmin.

7. Sovelluskerros (Application Layer)

Hänen tehtävänsä on ottaa verkkosovellus tiedot ja lähetä tasolle 6.

6. Esityskerros

Kääntää nämä tiedot yhdelle universaalille kielelle. Pointti on, että jokainen tietokoneen prosessori on oma tietojenkäsittelymuotonsa, mutta niiden on päästävä verkkoon 1 universaali muoto Juuri tätä esitystaso tekee.

5. Istuntokerros

Hänellä on monia tehtäviä.

1. Sovi istunto vastaanottajan kanssa. Ohjelmisto varoittaa vastaanottavaa tietokonetta, että sille lähetetään tietoja.
2. Tässä on nimentunnistus ja suojaus:
   • tunnistaminen - nimentunnistus
   • todennus - salasanan vahvistus
   • rekisteröinti - valtuutuksen antaminen
3. Toteutus, mikä osapuoli siirtää tietoja ja kuinka kauan se kestää.
4. Tarkastuspisteiden järjestely yleisessä tietovirrassa niin, että jos jokin osa katoaa, on helppo todeta, mikä osa on kadonnut ja pitäisi lähettää uudelleen.
5. Segmentointi - suuren lohkon hajottaminen pieniksi pakkauksiksi.

4. Kuljetuskerros

Tarjoaa sovelluksille tarvittavan suojan viestejä toimitettaessa. Protokollia on kaksi ryhmää:

• Protokollat, jotka ovat yhteyssuuntautuneita – ne valvovat tietojen toimittamista ja pyytävät valinnaisesti uudelleenlähetystä, jos se epäonnistuu. Tämä on TCP, Transfer Control Protocol.
• Yhteydetön (UDP) - he yksinkertaisesti lähettävät lohkoja eivätkä enää seuraa niiden toimitusta.

3. Verkkokerros (Network Layer)

Tarjoaa paketin päästä päähän -lähetyksen laskemalla sen reitin. Tällä tasolla, paketeissa, kaikkiin aikaisempiin muiden tasojen tuottamiin tietoihin lisätään lähettäjän ja vastaanottajan IP-osoitteet. Tästä hetkestä lähtien datapakettia kutsutaan itse PAKETIKSI, jolla on >> IP-osoitteet (IP-protokolla on protokolla verkkotyöskentely).

2. Tietolinkkikerros

Tässä paketti välitetään saman kaapelin, eli yhden paikallisverkon, sisällä. Se toimii vain yhden lähiverkon reunareitittimeen asti. Linkkikerros lisää oman otsikkonsa vastaanotettuun pakettiin - MAC-osoitteet lähettäjä ja vastaanottaja, ja tässä muodossa tietolohkoa kutsutaan jo FRAMEksi.

Kun paketti lähetetään yhden paikallisverkon ulkopuolelle, sille ei määritetä isännän (tietokoneen), vaan toisen verkon reitittimen MAC-tunnusta. Täältä tulee esiin kysymys harmaista ja valkoisista IP-osoitteista, joita käsiteltiin artikkelissa, johon linkki annettiin yllä. Harmaa on paikallisverkon sisällä oleva osoite, jota ei käytetä sen ulkopuolella. Valkoinen on ainutlaatuinen osoite koko maailmanlaajuisessa Internetissä.

Kun paketti saapuu rajareitittimeen, paketin IP korvataan tämän reitittimen IP-osoitteella ja koko paikallinen verkko menee globaaliin eli Internetiin yhden IP-osoitteen alle. Jos osoite on valkoinen, se osa tiedoista, jossa on IP-osoite, ei muutu.

1. Fyysinen kerros (kuljetuskerros)

Vastuu muodonmuutoksesta binääritietoa V fyysinen signaali, joka lähetetään fyysisen datalinkin kautta. Jos se on kaapeli, niin signaali on sähköinen, jos se on valokuituverkko, niin sisään optinen signaali. Tämä muunnos suoritetaan verkkosovittimen avulla.

Protokollapinot

TCP/IP on protokollapino, joka ohjaa tiedonsiirtoa sekä lähiverkossa että maailmanlaajuisessa Internetissä. Tämä pino sisältää 4 tasoa, eli OSI-referenssimallin mukaan jokainen niistä yhdistää useita tasoja.

1. Sovellettu (OSI:n mukaan - sovellettu, esitys ja istunto)
   Seuraavat protokollat ​​ovat vastuussa tästä kerroksesta:
   • TELNET - etäviestintäistunto komentorivin muodossa
   • FTP - Tiedostonsiirtoprotokolla
   • SMTP - Mail Transfer Protocol
   • POP3 ja IMAP - sähköpostin vastaanottaminen
   • HTTP - työskentelee hypertekstiasiakirjojen kanssa
2. Kuljetus (sama OSI:lle) on jo edellä kuvattu TCP ja UDP.
3. Internetwork (over OSI - verkko) on IP-protokolla
4. Verkkorajapintojen taso (OSI:n mukaan - kanava ja fyysinen) Verkkosovittimen ajurit vastaavat tämän tason toiminnasta.

Terminologia tietolohkoa määritettäessä

• Virta on data, jota käytetään sovellustasolla.
• Datagrammi on UPD:n sisältämä ulostulodatalohko, eli jolla ei ole taattua toimitusta.
• Segmentti - lohko, joka on taattu toimitettavaksi TCP-protokollan lähdössä
• Paketti - IP-protokollan tulosteen lohko. koska sen toimittamista tällä tasolla ei ole vielä taattu, sitä voidaan kutsua myös datagrammiksi.
• Kehys on lohko, jolle on määritetty MAC-osoitteet.

OSI-referenssimalli

Selvyyden vuoksi OSI-referenssimallissa verkkoprosessi on jaettu seitsemään kerrokseen. Tämä teoreettinen rakenne helpottaa melko monimutkaisten käsitteiden oppimista ja ymmärtämistä. OSI-mallin yläosassa on sovellus, joka tarvitsee pääsyn verkkoresursseihin, alaosassa itse verkko. Kun data siirtyy kerroksesta kerrokseen alaspäin, näillä kerroksilla toimivat protokollat ​​valmistelevat sitä vähitellen lähetettäväksi verkon yli. Kun se saavuttaa kohdejärjestelmän, data liikkuu tasoja ylöspäin samojen protokollien kanssa suorittaen samat toiminnot, vain käänteisessä järjestyksessä. Vuonna 1983 kansainvälinen standardointijärjestö(International Organization for Standardization, ISO) ja Standardoinnin alaKansainvälisen televiestintäliiton televiestintä(Telecommunication Standardization Sector of International Telecommunication Union, ITU-T) julkaisi asiakirjan "The Basic Reference Model for Open Systems Interconnection", jossa kuvattiin jakelumalli verkkotoiminnot 7 eri tason välillä (kuva 1.7). Tämän seitsemänkerroksisen rakenteen piti olla uuden protokollapinon perusta, mutta sitä ei koskaan otettu kaupallisesti käyttöön. Sen sijaan OSI-mallia käytetään olemassa olevien protokollapinojen kanssa opetus- ja viitetyökaluna. Suurin osa nykyään suosituista protokollista on olemassa ennen OSI-mallin kehitystä, joten ne eivät sovi tarkalleen sen seitsenkerroksiseen rakenteeseen. Usein mallin kahden tai jopa useamman tason toiminnot yhdistetään yhdeksi protokollaksi, eivätkä protokollarajat usein vastaa OSI-tasojen rajoja. OSI-malli on kuitenkin erilainen havaintoväline verkkoprosessien tutkimiseen, ja ammattilaiset yhdistävät usein toimintoja ja protokollia tiettyihin kerroksiin.

Tietojen kapselointi

Itse asiassa OSI-mallin eri tasoilla toimivien protokollien vuorovaikutus ilmenee siinä, että jokainen protokolla lisää otsikko(otsikko) tai (yhdessä tapauksessa) traileri(alatunniste) tietoihin, jotka hän sai ylemmältä tasolta. Esimerkiksi sovellus luo pyynnön verkkoresurssille. Tämä pyyntö siirtyy protokollapinossa alaspäin. Kun se saavuttaa kuljetuskerroksen, tämän kerroksen protokollat ​​lisäävät pyyntöön oman otsikkonsa, joka koostuu kentistä, joissa on toimintokohtaisia ​​tietoja. tämä protokolla. Alkuperäisestä pyynnöstä itsestään tulee tietokenttä (hyötykuorma) siirtokerroksen protokollaa varten. Lisättyään otsikon siirtokerroksen protokolla välittää pyynnön verkkokerrokselle. Verkkokerroksen protokolla lisää oman otsikkonsa kuljetuskerroksen protokollan otsikkoon. Siten verkkokerroksen protokollaa varten alkuperäinen pyyntö ja kuljetuskerroksen protokollan otsikko tulevat hyötykuormaksi. Tästä koko konstruktiosta tulee hyötykuorma linkkikerroksen protokollalle, joka lisää siihen otsikon ja trailerin. Tämän toiminnan tulos on muovipussi(paketti) valmiina lähetettäväksi verkon yli. Kun paketti saavuttaa määränpäänsä, prosessi käännetään. kunkin protokolla seuraava taso pino (nyt alhaalta ylös) käsittelee ja poistaa lähettävän järjestelmän vastaavan protokollaotsikon. Kun prosessi on valmis, alkuperäinen pyyntö saapuu sovellukseen, jolle se oli tarkoitettu, samassa muodossa kuin se luotiin. Kutsutaan prosessia, jossa sovelluksen luomaan pyyntöön lisätään otsikot (Kuva 1-8). tietojen kapselointi(tietojen kapselointi). Pohjimmiltaan tämä menettely muistuttaa kirjeen valmistelua lähetettäväksi. Pyyntö on itse kirje, ja otsikoiden lisääminen vastaa kirjeen laittamista kirjekuoreen, osoitteen kirjoittamista, leimaamista ja lähettämistä.

Fyysinen kerros

OSI-mallin alimmalla tasolla - fyysistä(fyysinen) - määritetään verkon laiteelementtien ominaisuudet - verkkoympäristö, asennustapa, binaaridatan verkon yli siirrettävien signaalien tyyppi. Lisäksi fyysinen kerros määrittää, minkä tyyppinen verkkosovitin tulee asentaa jokaiseen tietokoneeseen ja millaista keskitintä (jos sellainen on) tulee käyttää. Fyysisellä tasolla kyseessä on kupari- tai valokuitukaapeli tai jokin langaton yhteys. Lähiverkossa fyysisen kerroksen määritykset liittyvät suoraan verkossa käytettävään linkkikerroksen protokollaan. Kun valitset linkkikerroksen protokollaa, sinun on käytettävä jotakin kyseisen protokollan tukemista fyysisen kerroksen määrityksistä. Esimerkiksi Ethernet-linkkikerroksen protokolla tukee useita erilaisia ​​fyysisen kerroksen vaihtoehtoja - yhtä kahdesta koaksiaalikaapelityypistä, mitä tahansa kierrettyä parikaapelia tai valokuitukaapelia. Jokaisen vaihtoehdon parametrit muodostuvat lukuisista tiedoista fyysisen kerroksen vaatimuksista, esimerkiksi kaapelin ja liittimien tyypistä, kaapelien sallitusta pituudesta, keskittimien määrästä jne. Näiden vaatimusten noudattaminen on välttämätöntä protokollien normaalia toimintaa. Esimerkiksi liian pitkässä kaapelissa Ethernet-järjestelmä ei välttämättä huomaa pakettien törmäyksiä, ja jos järjestelmä ei pysty havaitsemaan virheitä, se ei voi korjata niitä, mikä johtaa tietojen menetykseen. Linkkikerroksen protokollastandardi ei määrittele kaikkia fyysisen kerroksen näkökohtia. Jotkut niistä määritellään erikseen. Yksi yleisimmin käytetyistä fyysisen kerroksen spesifikaatioista on kuvattu Commercial Building Telecommunications Kaapelointistandardissa, joka tunnetaan nimellä EIA/TIA 568A. Se julkaistiin yhdessä American National Institutetikkaa(American National Standards Institute, ANSI), Yhdistykset alkaenelektroniikkateollisuuden ala(Elektroniikkateollisuusliitto, EIA) ja Viestintäalan liitto(Telecommunications Industry Association, TIA). Tämä asiakirja sisältää yksityiskohtaisen kuvauksen teollisuusympäristöjen tietoverkkojen kaapeleista, mukaan lukien vähimmäisetäisyys lähteistä sähkömagneettiset häiriöt ja muut kaapelin asennussäännöt. Tänään kaapelin syöttö suuria verkkoja Useimmiten ne on uskottu erikoistuneiden yritysten tehtäväksi. Vuokrattavan urakoitsijan tulee tuntea YVA/TIA 568A ja muut vastaavat asiakirjat sekä kaupungin rakennusten käytön säännöt. Toinen viestintäelementti, joka on määritelty fyysisellä tasolla, on signaalin tyyppi tiedonsiirtoa varten verkkomedian kautta. Kuparipohjaisille kaapeleille tämä signaali on sähkövaraus valokuitukaapeli- kevyt impulssi. Muuntyyppiset verkkoympäristöt voivat käyttää radioaaltoja, infrapunapulsseja ja muita signaaleja. Signaalien luonteen lisäksi fyysisellä tasolla muodostetaan niiden lähetyskaavio, eli sähkövarausten tai valopulssien yhdistelmä, jota käytetään korkeampien tasojen tuottaman binääriinformaation koodaamiseen. Ethernet-järjestelmät käyttävät merkinantojärjestelmää, joka tunnetaan nimellä Manchesterin koodaus(Manchester-koodaus), kun taas Token Ring -järjestelmät käyttävät eroManchester(Differential Manchester) järjestelmä.

Linkkitaso

pöytäkirja kanava(data-link) -kerros tarjoaa tiedonvaihdon verkkoon kuuluvan tietokoneen laitteiston ja verkkoohjelmiston välillä. Se valmistelee verkkokerrosprotokollan sille lähettämän tiedon lähettämistä verkkoon ja välittää verkkokerrokseen järjestelmän verkosta vastaanottaman tiedon. Lähiverkkoa suunniteltaessa ja rakentaessa käytetty linkkikerroksen protokolla on tärkein tekijä valittaessa laitteita ja niiden asennustapoja. Linkkikerroksen protokollan toteuttamiseen tarvitaan seuraavat laitteistot ja ohjelmistot: verkkoliitäntäsovittimet (jos sovitin on erillinen väylään kytketty laite, sitä kutsutaan verkkokorttiksi tai yksinkertaisesti verkkokortiksi); verkkosovittimen ohjaimet; verkkokaapelit (tai muu verkkoväline) ja liitännäislaitteet; verkkokeskittimiä (joissakin tapauksissa). Sekä verkkosovittimet että keskittimet on suunniteltu tiettyjä linkkikerroksen protokollia varten. Jotkut verkkokaapelit on suunniteltu myös tietyille protokollille, mutta on myös kaapeleita, jotka soveltuvat eri protokollille. Ylivoimaisesti nykyään (kuten aina) suosituin linkkikerroksen protokolla on Ethernet. Kaukana sen takana on Token Ring, jota seuraavat muut protokollat, kuten FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Linkkikerroksen protokollamäärittely sisältää tyypillisesti kolme pääelementtiä: kehysformaatin (eli verkkokerroksen dataan lisätään otsikko ja traileri ennen sen välittämistä verkkoon); mekanismi verkkoympäristöön pääsyn valvomiseksi; yksi tai useampi fyysisen kerroksen spesifikaatio, jota käytetään tietyn protokollan kanssa.

Kehyksen muoto

Linkkikerroksen protokolla lisää otsikon ja trailerin verkkokerroksen protokollasta vastaanotettuihin tietoihin ja muuttaa sen kehys(kehys) (Kuva 1.9). Käytän uudelleen postin analogiaa, otsikko ja traileri ovat kirjekuori, jossa kirje lähetetään. Ne sisältävät paketin lähettävän järjestelmän ja vastaanottavan järjestelmän osoitteet. LAN-protokollien, kuten Ethernetin ja Token Ringin, tapauksessa nämä osoitteet ovat 6-tavuisia heksadesimaalimerkkijonoja, jotka on määritetty verkkosovittimille tehtaalla. Toisin kuin OSI-mallin muilla tasoilla käytetyt osoitteet, niitä kutsutaan appa sotilaalliset osoitteet(laitteistoosoite) tai MAC-osoitteet (katso alla).

Huomautus OSI-mallin eri tasoilla olevilla protokollilla on eri nimet rakenteille, jotka ne luovat lisäämällä otsikon korkeammasta protokollasta tulevaan dataan. Esimerkiksi se, mitä linkkikerroksen protokolla kutsuu kehykseksi, olisi datagrammi verkkokerrokseen. Lisää yleinen nimi datan rakenneyksikölle millä tahansa tasolla muovipussi.

On tärkeää ymmärtää, että linkkikerroksen protokollat ​​sallivat viestinnän vain samassa lähiverkossa olevien tietokoneiden välillä. Otsikossa oleva laiteosoite kuuluu aina samassa lähiverkossa olevalle tietokoneelle, vaikka kohdejärjestelmä olisikin eri verkossa. Linkkikerroksen kehyksen muita tärkeitä toimintoja ovat paketissa datan luoneen verkkokerroksen protokollan tunnistaminen ja tiedot virheiden havaitsemista varten. Verkkokerroksessa voidaan käyttää erilaisia ​​protokollia, ja siksi linkkikerroksen protokollan kehys sisältää yleensä koodin, jonka avulla voidaan määrittää, mikä verkkokerroksen protokolla on tuottanut datan tässä paketissa. Tämän koodin ohjaamana vastaanottavan tietokoneen linkkikerroksen protokolla lähettää dataa verkkokerroksensa vastaavaan protokollaan. Virheiden havaitsemiseksi lähettävä järjestelmä laskee syklisesti cue redundantti koodi(syklinen redundanssitarkistus, CRC) hyötykuorma ja kirjoittaa sen runkoperävaunuun. Vastaanotettuaan paketin kohdetietokone suorittaa samat laskelmat ja vertaa tulosta trailerin sisältöön. Jos tulokset täsmäävät, tiedot välitettiin virheettömästi. Muussa tapauksessa vastaanottaja olettaa, että paketti on vioittunut, eikä hyväksy sitä.

Median käytön valvonta

Lähiverkon tietokoneet käyttävät yleensä jaettua half-duplex-verkkotietovälinettä. Tässä tapauksessa on täysin mahdollista, että kaksi tietokonetta alkaa lähettää tietoja samanaikaisesti. Tällaisissa tapauksissa tapahtuu eräänlainen pakettien törmäys, törmäys(törmäys), jossa molempien pakettien tiedot menetetään. Yksi linkkikerroksen protokollan päätehtävistä on median pääsynhallinta (MAC), eli kunkin tietokoneen tiedonsiirron ohjaus ja pakettien törmäysten minimoiminen. Median pääsynhallintamekanismi on yksi linkkikerroksen protokollan tärkeimmistä ominaisuuksista. Ethernet käyttää Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection -toimintoa (CSMA/CD) median käytön ohjaamiseen. Jotkut muut protokollat, kuten Token Ring, käyttävät tunnuksen välitystä.

Fyysisen kerroksen tekniset tiedot

Lähiverkossa käytetyt linkkikerroksen protokollat ​​tukevat usein useampaa kuin yhtä verkkomediaa, ja protokollastandardiin sisältyy yksi tai useampi fyysisen kerroksen spesifikaatio. Datalinkki ja fyysiset kerrokset liittyvät läheisesti toisiinsa, koska verkkomedian ominaisuudet vaikuttavat merkittävästi siihen, miten protokolla ohjaa pääsyä tietovälineeseen. Siksi voidaan sanoa, että paikallisissa verkoissa linkkikerroksen protokollat ​​suorittavat myös fyysisen kerroksen toiminnot. WAN-verkot käyttävät linkkikerroksen protokollia, jotka eivät sisällä fyysisen kerroksen tietoja, kuten SLIP (Serial Line Internet Protocol) ja PPP (Point-to-Point Protocol).

verkkokerros

Ensi silmäyksellä saattaa tuntua siltä verkkoon(Verkko)kerros kopioi osan linkkikerroksen toiminnoista. Mutta näin ei ole: verkkokerroksen protokollat ​​ovat "vastuussa". kautta(päästä päähän) -yhteydet, kun taas linkkikerroksen protokollat ​​toimivat vain lähiverkossa. Toisin sanoen verkkokerroksen protokollat ​​varmistavat täysin paketin siirron lähteestä kohdejärjestelmään. Verkon tyypistä riippuen lähettäjä ja vastaanottaja voivat olla samassa lähiverkossa, eri lähiverkoissa saman rakennuksen sisällä tai lähiverkoissa, joita erottaa tuhansia kilometrejä. Kun esimerkiksi muodostat yhteyden palvelimeen Internetissä, tietokoneesi luomat paketit kulkevat kymmenien verkkojen kautta matkalla siihen. Näihin verkkoihin sopeutumalla linkkikerroksen protokolla vaihtuu monta kertaa, mutta verkkokerroksen protokolla pysyy samana koko matkan. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) -protokollapaketin kulmakivi ja yleisimmin käytetty verkkokerroksen protokolla on IP (Internet Protocol). Novell NetWarella on oma IPX (Internetwork Packet Exchange) -verkkoprotokolla, ja pienemmät Microsoft Windows -verkot käyttävät tyypillisesti NetBEUI (NetBIOS Enhanced User Interface) -protokollaa. Suurin osa verkkokerrokseen liitetyistä toiminnoista on määritetty IP-protokollan ominaisuuksien mukaan. Kuten linkkikerroksen protokolla, verkkokerroksen protokolla lisää otsikon dataan, jonka se vastaanottaa ylemmältä kerrokselta (kuva 1.10). Verkkokerroksen protokollalla luotu tietoelementti koostuu siirtokerroksen tiedoista ja verkkokerroksen otsikosta ja sitä kutsutaan datagrammi(datagrammi).

Osoittaminen

Verkkokerroksen protokollaotsikko, kuten linkkikerroksen protokollaotsikko, sisältää kenttiä, joissa on lähde- ja kohdejärjestelmien osoitteet. Tässä tapauksessa kohdejärjestelmän osoite kuuluu kuitenkin paketin lopulliseen määränpäähän ja voi poiketa linkkikerroksen protokollan otsikossa olevasta kohdeosoitteesta. Kun esimerkiksi kirjoitat Web-sivuston osoitteen selaimesi osoiteriville, tietokoneesi luoma paketti ilmoittaa verkkokerroksen kohdejärjestelmän osoitteeksi verkkopalvelimen osoitteen, kun taas linkkikerroksessa. LAN-reitittimen osoite osoittaa kohdejärjestelmän, joka tarjoaa Internet-yhteyden. IP käyttää omaa osoitejärjestelmää, joka on täysin riippumaton linkkikerroksen osoitteista. Jokaiselle IP-verkon tietokoneelle määritetään manuaalisesti tai automaattisesti 32-bittinen IP-osoite, joka tunnistaa sekä itse tietokoneen että verkon, jossa se on. IPX:ssä laitteisto-osoitetta käytetään tunnistamaan itse tietokone, lisäksi erityisellä osoitteella tunnistetaan verkko, jossa tietokone sijaitsee. NetBEUI erottaa tietokoneet NetBIOS-nimistä, jotka on määritetty kullekin järjestelmälle asennuksen aikana.

Pirstoutuminen

Verkkokerroksen datagrammien on kuljetettava monien verkkojen läpi matkalla määränpäähänsä ja kohdatessaan eri linkkikerroksen protokollien erityiset ominaisuudet ja rajoitukset. Yksi tällainen rajoitus on protokollan sallima enimmäispakettikoko. Esimerkiksi Token Ring -kehys voi olla enintään 4 500 tavua, kun taas Ethernet-kehys voi olla enintään 1 500 tavua. Kun Token Ring -verkossa luotu suuri datagrammi siirretään Ethernet-verkkoon, verkkokerroksen protokollan on jaettava se useisiin, enintään 1 500 tavun fragmentteihin. Tätä prosessia kutsutaan pirstoutuminen(fragmentoituminen). Fragmentointiprosessissa verkkokerroksen protokolla pilkkoo datagrammin fragmenteiksi, joiden koko vastaa käytetyn linkkikerroksen protokollan kykyjä. Jokaisesta fragmentista tulee itsenäinen paketti ja se jatkaa polkua kohti kohdejärjestelmä verkkokerros. Lähdedatagrammi muodostetaan vasta, kun kaikki fragmentit ovat saavuttaneet määränpään. Joskus matkalla kohdejärjestelmään fragmentit, joihin datagrammi on hajotettu, on fragmentoitava uudelleen.

Reititys

Reititys(reititys) on prosessi, jossa valitaan Internetistä tehokkain reitti datagrammien siirtämiseksi lähettävästä järjestelmästä vastaanottavaan järjestelmään. Monimutkaisissa Internetissä, kuten Internetissä tai suurissa yritysverkoissa, on usein useita polkuja päästä tietokoneesta toiseen. Verkkosuunnittelijat luovat tarkoituksella redundantteja linkkejä, jotta liikenne löytää tiensä määränpäähänsä, vaikka jokin reitittimistä epäonnistuisi. Reitittimet yhdistävät erillisiä lähiverkkoja, jotka ovat osa Internetiä. Reitittimen tarkoitus on vastaanottaa tulevaa liikennettä yhdestä verkosta ja välittää se toiseen järjestelmään. Internetissä on kahdenlaisia ​​järjestelmiä: terminaali(päätejärjestelmät) ja keskitason(välijärjestelmät). Loppujärjestelmät ovat pakettien lähettäjiä ja vastaanottajia. Reititin on välijärjestelmä. Loppujärjestelmät käyttävät kaikkia OSI-mallin seitsemää kerrosta, kun taas välijärjestelmiin saapuvat paketit eivät nouse verkkokerroksen yläpuolelle. Siellä reititin käsittelee paketin ja lähettää sen alas pinossa lähetettäväksi seuraavaan kohdejärjestelmään (Kuva 1.11).

Reitittääkseen paketin oikein määränpäähänsä reitittimet ylläpitävät verkkotietojen taulukoita muistissa. Järjestelmänvalvoja voi syöttää nämä tiedot manuaalisesti tai kerätä automaattisesti muilta reitittimiltä erikoisprotokollia käyttäen. Tyypillinen reititystaulukkomerkintä sisältää toisen verkon osoitteen ja reitittimen osoitteen, jonka kautta pakettien on päästävä kyseiseen verkkoon. Lisäksi reititystaulukon merkintä sisältää reittimittari - sen tehokkuuden ehdollinen arviointi. Jos järjestelmään on useita reittejä, reititin valitsee tehokkaimman ja lähettää datagrammin linkkikerrokseen lähetettäväksi taulukkomerkinnässä määritellylle reitittimelle, jolla on paras metriikka. Suurissa verkoissa reititys voi olla poikkeuksellisen monimutkainen prosessi, mutta useimmiten se tapahtuu automaattisesti ja läpinäkyvästi käyttäjälle.

Transport Layer Protocol Identification

Aivan kuten linkkikerroksen otsikko osoittaa datan luoneen ja lähettäneen verkkokerroksen protokollan, verkkokerroksen otsikko sisältää tietoa kuljetuskerroksen protokollasta, josta tiedot vastaanotettiin. Tämän tiedon perusteella vastaanottava järjestelmä välittää saapuvat datagrammit asianmukaiselle siirtokerroksen protokollalle.

kuljetuskerros

Protokollien suorittamat toiminnot kuljetus(kuljetus)kerros täydentävät verkkokerroksen protokollien toimintoja. Usein näiden tiedonsiirtoon käytettyjen kerrosten protokollat ​​muodostavat toisiinsa kytketyn parin, mikä näkyy TCP / IP-esimerkissä: TCP-protokolla toimii siirtokerroksessa, IP - verkkokerroksessa. Useimmissa protokollasarjoissa on kaksi tai useampia siirtokerroksen protokollia, jotka toimivat erilaisia ​​toimintoja. Vaihtoehto TCP:lle on UDP (User Datagram Protocol). IPX-protokollapaketti sisältää myös useita siirtokerroksen protokollia, mukaan lukien NCP (NetWare Core Protocol) ja SPX (Sequenced Packet Exchange). Tietyn joukon kuljetuskerroksen protokollien ero on se, että osa niistä on yhteyssuuntautuneita ja toiset eivät. Protokollaa käyttävät järjestelmät yhteyssuuntautunut(yhteyssuuntautunut), ennen tietojen lähettämistä ne vaihtavat viestejä luodakseen yhteyden toisiinsa. Tämä varmistaa, että järjestelmät ovat päällä ja valmiina käyttöön. Esimerkiksi TCP-protokolla on yhteyssuuntautunut. Kun muodostat yhteyden Internet-palvelimeen selaimella, selain ja palvelin suorittavat ensin ns kolmivaiheinen kädenpuristus(kolmisuuntainen kättely). Vasta sitten selain lähettää halutun Web-sivun osoitteen palvelimelle. Kun tiedonsiirto on valmis, järjestelmät suorittavat saman kättelyn yhteyden katkaisemiseksi. Lisäksi yhteyssuuntautuneilla protokollilla suoritetaan lisätoimintoja, kuten paketin kuittaussignaalin lähettäminen, datan segmentointi, virtauksen ohjaaminen sekä virheiden havaitseminen ja korjaaminen. Tyypillisesti tämäntyyppisiä protokollia käytetään siirtoon suuria määriä tiedot, jotka eivät saa sisältää yhtään virhettä, kuten tiedot tai ohjelmatiedostot. Yhteyslähtöisten protokollien lisäominaisuudet varmistavat oikean tiedonsiirron. Siksi näitä protokollia kutsutaan usein luotettava(luotettava). Luotettavuus on tässä tapauksessa tekninen termi ja tarkoittaa, että jokainen lähetetty paketti tarkistetaan virheiden varalta, lisäksi lähettävälle järjestelmälle ilmoitetaan jokaisen paketin toimituksesta. Tämän tyyppisten protokollien haittana on näiden kahden järjestelmän välillä vaihdettava huomattava määrä ohjausdataa. Ensinnäkin lisäviestejä lähetetään, kun yhteys muodostetaan ja katkaistaan. Toiseksi, yhteyteen suuntautuneella protokollalla pakettiin lisätty otsikko on paljon suurempi kuin yhteydettömän protokollan otsikko. Esimerkiksi TCP/IP-protokollan otsikko on 20 tavua, kun taas UDP-otsikko on 8 tavua. pöytäkirja, ei ole yhteyssuuntautunut(yhteydetön), ei muodosta yhteyttä kahden järjestelmän välille ennen tiedonsiirtoa. Lähettäjä yksinkertaisesti välittää tiedon kohdejärjestelmään murehtimatta siitä, onko se valmis vastaanottamaan tietoja ja onko tätä järjestelmää edes olemassa. Järjestelmät turvautuvat tyypillisesti yhteydettömiin protokolliin, kuten UDP, lyhyissä tapahtumissa, jotka koostuvat vain pyynnöistä ja vastauksista. Vastaanottimen vastaussignaali toimii implisiittisesti lähetyksen kuittaussignaalina.

Huomautus Yhteyssuuntautuneita ja ei-yhteyssuuntautuneita protokollia ei ole olemassa vain kuljetuskerroksessa. Esimerkiksi verkkokerroksen protokollat ​​eivät yleensä ole yhteyssuuntautuneita, koska ne jättävät viestintävarmuuden siirtokerrokselle.

Kuljetuskerroksen protokollat ​​(sekä verkko- ja linkkikerrokset) sisältävät yleensä tietoa ylemmiltä kerroksilta. Esimerkiksi TCP- ja UDP-otsikot sisältävät porttinumeroita, jotka tunnistavat paketin lähettäneen sovelluksen ja sovelluksen, jolle se on tarkoitettu. Päällä istunto(istunto) tasolla alkaa merkittävä ero todellisuudessa käytettyjen protokollien ja OSI-mallin välillä. Toisin kuin alemmissa kerroksissa, istuntokerroksen protokollia ei ole omistettu. Tämän kerroksen toiminnot on integroitu protokolliin, jotka suorittavat myös esitys- ja sovelluskerroksen toimintoja. Kuljetus, verkko, datalinkki ja fyysiset kerrokset ovat vastuussa varsinaisesta tiedonsiirrosta verkon yli. Istunnon ja korkeampien tasojen protokollilla ei ole mitään tekemistä viestintäprosessin kanssa. Istuntokerros sisältää 22 palvelua, joista monet määrittävät, kuinka tietoa vaihdetaan verkon järjestelmien välillä. Tärkeimmät palvelut ovat dialogin hallinta ja dialogien erottaminen. Tietojen vaihtoa kahden järjestelmän välillä verkossa kutsutaan dialogia(dialogi). Dialogin hallinta(dialogiohjaus) on valita tila, jossa järjestelmät vaihtavat viestejä. On olemassa kaksi tällaista tilaa: puoliduplex(kaksisuuntainen vaihtoehtoinen, TWA) ja kaksipuolinen(kaksisuuntainen samanaikainen, TWS). Lattialla kaksipuolinen tila Molemmat järjestelmät lähettävät myös tokeneita tietojen mukana. Voit siirtää tietoja vain siihen tietokoneeseen, jolla on tällä hetkellä tunnus. Tämä välttää viestien törmäykset matkan varrella. Kaksipuolinen malli on monimutkaisempi. Siinä ei ole merkkejä; molemmat järjestelmät voivat lähettää tietoja milloin tahansa, jopa samanaikaisesti. Dialogin erottaminen(dialogien erottelu) koostuu sisällyttämisestä tietovirtaan ohjauspisteet(tarkistuspisteet), joiden avulla voit synkronoida kahden järjestelmän työn. Dialogin erottamisen monimutkaisuusaste riippuu tavasta, jossa se suoritetaan. Half-duplex-tilassa järjestelmät suorittavat pienen määrän synkronointia vaihtamalla tarkistuspisteviestejä. Duplex-tilassa järjestelmät suorittavat täyden synkronoinnin käyttämällä isäntä/aktiivista merkkiä.

Executive taso

Päällä edustaja(esitys) tasolla suoritetaan yksi toiminto: syntaksin käännös välillä erilaisia ​​järjestelmiä. Joskus verkossa olevat tietokoneet käyttävät erilaisia ​​syntakseja. Esityskerroksen avulla he voivat "sopia" yhteisestä syntaksista tietojen vaihtamiseksi. Kun muodostavat yhteyden esitystasolle, järjestelmät vaihtavat viestejä siitä, mitä syntakseja niillä on ja valitsevat, mitä ne käyttävät istunnon aikana. Molemmat järjestelmään liittyvät järjestelmät ovat abstraktisyntaksi(abstrakti syntaksi) - heidän "alkuperäinen" viestintämuotonsa. Eri tietokonealustojen abstraktit syntaksit voivat vaihdella. Järjestelmän koordinointiprosessissa yhteinen siirtosyntaksitiedot(siirtosyntaksi). Lähettävä järjestelmä muuntaa abstraktin syntaksinsa tiedonsiirtosyntaksiksi ja vastaanottava järjestelmä siirron päätyttyä päinvastoin. Tarvittaessa järjestelmä voi valita tiedonsiirron syntaksin lisäominaisuuksia kuten tietojen pakkaus tai salaus.

Sovelluskerros

Sovelluskerros on aloituspiste, jonka kautta ohjelmat käyttävät OSI-mallia ja verkon resursseja. Useimmat sovelluskerroksen protokollat ​​tarjoavat verkkoyhteyspalveluita. Esimerkiksi SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) -protokollaa käyttävät useimmat sähköpostiohjelmat viestien lähettämiseen. Muut sovelluskerroksen protokollat, kuten FTP (File Transfer Protocol), ovat itse ohjelmia. Sovelluskerroksen protokollat ​​sisältävät usein istunto- ja esityskerroksen toimintoja. Tämän seurauksena tyypillinen protokollapino sisältää neljä erillistä protokollaa, jotka toimivat sovellus-, siirto-, verkko- ja linkkitasoilla.

Kansainvälinen ISO-standardien järjestö (International Standardization Organisation) on kehittänyt perusmallin avoimen tiedonvälittämiseen tiedon yhtenäistä esittämistä varten verkoissa, joissa on heterogeenisia laitteita ja ohjelmistoja. OSI-järjestelmät(Avoin järjestelmän yhteenliitäntä) . Tämä malli kuvaa sääntöjä ja menettelytapoja tiedonsiirrolle eri verkkoympäristöissä viestintäistunnon järjestämisen yhteydessä. Mallin pääelementit ovat kerrokset, sovellusprosessit ja fyysiset yhteyskeinot. Kuvassa 1.10 näyttää perusmallin rakenteen.

Jokainen OSI-mallin kerros suorittaa tietyn tehtävän tiedonsiirtoprosessissa verkon yli. Perusmalli on kehityksen perusta verkkoprotokollat. OSI jakaa verkon viestintätoiminnot seitsemään kerrokseen, joista jokainen palvelee eri osaa avoimien järjestelmien yhteentoimivuusprosessista.

OSI-malli kuvaa vain järjestelmän laajuisia vuorovaikutustapoja, ei loppukäyttäjien sovelluksia. Sovellukset toteuttavat omat viestintäprotokollansa käyttämällä järjestelmätiloja.

Riisi. 1.10. OSI malli

Jos sovellus voi ottaa haltuunsa joidenkin OSI-mallin ylempien kerrosten toiminnot, se käyttää viestintää varten suoraan järjestelmätyökaluja, jotka suorittavat OSI-mallin muiden alempien kerrosten toiminnot.

OSI-mallin kerrosten vuorovaikutus

OSI-malli voidaan jakaa kahteen osaan erilaisia ​​malleja, kuten kuvassa näkyy. 1.11:

Protokolliin perustuva horisontaalinen malli, joka tarjoaa mekanismin ohjelmien ja prosessien vuorovaikutukseen eri koneissa;

Pystymalli, joka perustuu palveluihin, joita vierekkäiset tasot tarjoavat toisilleen samalla koneella.

Lähettävän tietokoneen jokainen kerros on vuorovaikutuksessa vastaanottavan tietokoneen saman kerroksen kanssa ikään kuin se olisi yhdistetty suoraan. Tällaista suhdetta kutsutaan loogiseksi tai virtuaalinen yhteys. Itse asiassa vuorovaikutus tapahtuu yhden tietokoneen vierekkäisten tasojen välillä.

Lähettävän tietokoneen tietojen on siis läpäistävä kaikki tasot. Sitten se lähetetään fyysisen välineen kautta vastaanottavalle tietokoneelle ja kulkee jälleen kaikkien kerrosten läpi, kunnes se saavuttaa saman tason, josta se lähetettiin lähettävässä tietokoneessa.

Vaakasuuntaisessa mallissa kaksi ohjelmaa tarvitsevat yhteisen protokollan tietojen vaihtamiseksi. Pystymallissa vierekkäiset kerrokset kommunikoivat sovellusohjelmointirajapintojen (API) avulla.

Riisi. 1.11. Tietokoneen vuorovaikutuskaavio OSI-perusviitemallissa

Ennen verkkoon syöttämistä tiedot jaetaan paketeiksi. Paketti on verkon asemien välillä siirretty tiedon yksikkö.

Dataa lähetettäessä paketti kulkee peräkkäin ohjelmiston kaikkien kerrosten läpi. Jokaisella tasolla tämän tason ohjausinformaatio (otsikko) lisätään pakettiin, mikä on tarpeen onnistuneelle tiedonsiirrolle verkon yli, kuten kuvassa 1 on esitetty. 1.12, jossa Zag on paketin otsikko, End on paketin loppu.

Vastaanottavalla puolella paketti kulkee kaikkien kerrosten läpi käänteisessä järjestyksessä. Jokaisella kerroksella kyseisen kerroksen protokolla lukee paketin tiedot, poistaa sitten lähettäjän samalla tasolla pakettiin lisäämät tiedot ja välittää paketin seuraavalle kerrokselle. Kun paketti saavuttaa sovelluskerroksen, kaikki ohjaustiedot poistetaan paketista ja tiedot palautuvat alkuperäiseen muotoonsa.

Riisi. 1.12. Seitsemän tason mallin kunkin tason paketin muodostaminen

Jokaisella mallin tasolla on oma tehtävänsä. Mitä korkeampi taso, sitä vaikeampi tehtävä se ratkaisee.

On kätevää ajatella OSI-mallin yksittäisiä kerroksia ohjelmaryhminä, jotka on suunniteltu suorittamaan tiettyjä toimintoja. Yksi kerros esimerkiksi vastaa tietojen muuntamisesta ASCII:stä EBCDIC:hen ja sisältää tämän tehtävän suorittamiseen tarvittavat ohjelmat.

Jokainen kerros tarjoaa palvelun ylemmälle kerrokselle, joka puolestaan ​​pyytää palvelua alemmalta kerrokselta. Ylemmat kerrokset pyytävät palvelua pitkälti samalla tavalla: pääsääntöisesti vaaditaan osan datan reitittämistä verkosta toiseen. Tietojen osoittamisen periaatteiden käytännön toteutus on kohdistettu alemmille tasoille. Kuvassa 1.13 annettu Lyhyt kuvaus toimii kaikilla tasoilla.

Riisi. 1.13. OSI-mallitasojen toiminnot

Tarkasteltava malli määrittää eri valmistajien avoimien järjestelmien vuorovaikutuksen samassa verkossa. Siksi se suorittaa heille koordinointitoimia:

Sovellettujen prosessien vuorovaikutus;

Tietojen esittelylomakkeet;

Yhtenäinen tietojen tallennus;

Verkkoresurssien hallinta;

Tietoturva ja tietoturva;

Ohjelmien ja laitteistojen diagnostiikka.

Sovelluskerros

Sovelluskerros tarjoaa sovellusprosesseille pääsyn vuorovaikutusalueelle, on ylempi (seitsemäs) taso ja on suoraan sovellusprosessien vieressä.

Todellisuudessa sovelluskerros on joukko erilaisia ​​protokollia, joiden avulla verkon käyttäjät käyttävät jaettuja resursseja, kuten tiedostoja, tulostimia tai hyperteksti-Web-sivuja, ja järjestävät yhteistyönsä esimerkiksi sähköpostiprotokollan avulla. Erityiset sovelluspalveluelementit tarjoavat palveluita tietyille sovellusohjelmille, kuten tiedostonsiirto- ja pääteemulointiohjelmille. Jos ohjelman on esimerkiksi lähetettävä tiedostoja, käytetään FTAM (File Transfer, Access, and Management) -tiedostonsiirtoprotokollaa. OSI-mallissa sovellusohjelma, jonka on suoritettava tietty tehtävä (esimerkiksi päivittää tietokoneen tietokanta), lähettää tiettyä dataa datagrammin muodossa sovelluskerrokseen. Yksi tämän kerroksen tärkeimmistä tehtävistä on määrittää, miten sovelluspyyntö tulee käsitellä, toisin sanoen missä muodossa pyyntö tulee tehdä.

Tietoyksikköä, jota sovelluskerros käyttää, kutsutaan yleensä sanomaksi.

Sovelluskerros suorittaa seuraavat toiminnot:

1. Toteutuminen monenlaisia toimii.

Tiedostonsiirto;

Työnhallinta;

Järjestelmän hallinta ja niin edelleen;

2. Käyttäjien tunnistaminen salasanojen, osoitteiden ja sähköisten allekirjoitusten perusteella;

3. Toimivien tilaajien määrittäminen ja mahdollisuus päästä uusiin sovellusprosesseihin;

4. Käytettävissä olevien resurssien riittävyyden määrittäminen;

5. Muihin hakuprosesseihin liittyvien yhteydenottopyyntöjen järjestäminen;

6. Hakemusten siirto edustavalle tasolle tarvittavia tiedonkuvausmenetelmiä varten;

7. Menettelyjen valinta suunniteltua prosessidialogia varten;

8. Sovellusprosessien välillä vaihdettujen tietojen hallinta ja sovellusprosessien välisen vuorovaikutuksen synkronointi;

9. Palvelun laadun määrittäminen (tietolohkojen toimitusaika, hyväksyttävä virheprosentti);

10. Sopimus virheiden korjaamisesta ja tietojen luotettavuuden määrittämisestä;

11. Syntaksille asetettujen rajoitusten (merkkijoukot, tietorakenne) koordinointi.

Nämä toiminnot määrittelevät, millaisia ​​palveluita sovelluskerros tarjoaa sovellusprosesseille. Lisäksi sovelluskerros siirtää sovellusprosesseihin fyysisen, linkki-, verkko-, kuljetus-, istunto- ja esityskerroksen tarjoaman palvelun.

Sovellustasolla on tarpeen tarjota käyttäjille jo käsiteltyjä tietoja. Tämä voidaan käsitellä järjestelmä- ja käyttäjäohjelmistolla.

Sovelluskerros vastaa sovellusten pääsystä verkkoon. Tämän tason tehtäviä ovat tiedostonsiirto, sähköpostinvaihto ja verkonhallinta.

Yleisimmät kolmen ylimmän kerroksen protokollat ​​ovat:

FTP (File Transfer Protocol) -tiedostonsiirtoprotokolla;

TFTP (Trivial File Transfer Protocol) on yksinkertaisin tiedostonsiirtoprotokolla;

X.400 sähköposti;

Telnet-työ etäpäätteen kanssa;

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) on yksinkertainen sähköpostinvaihtoprotokolla;

CMIP (Common Management Information Protocol) yhteinen tiedonhallintaprotokolla;

SLIP (Serial Line IP) IP sarjalinjoille. Protokolla sarjamuotoista merkkikohtaista tiedonsiirtoa varten;

SNMP (Simple Network Management Protocol) yksinkertainen verkonhallintaprotokolla;

FTAM (File Transfer, Access, and Management) on protokolla tiedostojen siirtämiseen, käyttämiseen ja hallintaan.

Esityskerros

Tämän tason toiminnot ovat sovellusprosessien välillä siirrettyjen tietojen esittäminen halutussa muodossa.

Tämä kerros varmistaa, että toisen järjestelmän sovelluskerros ymmärtää sovelluskerroksen välittämän tiedon. Tarvittaessa esityskerros suorittaa tiedonsiirtohetkellä dataformaattien muuntamisen johonkin yleiseen esitysmuotoon ja vastaanottohetkellä vastaavasti käänteisen muunnoksen. Siten sovelluskerrokset voivat voittaa esimerkiksi syntaktiset erot datan esittämisessä. Tämä tilanne voi ilmetä lähiverkossa, jossa on erityyppisiä tietokoneita (IBM PC ja Macintosh), joiden on vaihdettava tietoja. Joten tietokantakentillä tiedot tulisi esittää kirjaimin ja numeroina ja usein graafisena kuvana. Sinun on käsiteltävä nämä tiedot esimerkiksi liukulukuina.

Yhteinen dataesitys perustuu ASN.1-järjestelmään, joka on yhteinen mallin kaikilla tasoilla. Tämä järjestelmä kuvaa tiedostojen rakennetta ja ratkaisee myös tietojen salausongelman. Tällä tasolla voidaan suorittaa tietojen salaus ja salauksen purku, jonka ansiosta tiedonsiirron salaisuus varmistetaan välittömästi kaikille sovelluspalveluille. Esimerkki tällaisesta protokollasta on Secure Socket Layer (SSL) -protokolla, joka tarjoaa suojatun viestinnän TCP/IP-pinon sovelluskerroksen protokollille. Tämä kerros tarjoaa sovelluskerroksen datan muuntamisen (koodaus, pakkaus jne.) siirtokerroksen tietovirraksi.

Edustava kerros suorittaa seuraavat päätoiminnot:

1. Pyyntöjen luominen vuorovaikutusistuntojen perustamiseksi sovellusprosessien välille.

2. Tietojen esittämisen koordinointi hakemusprosessien välillä.

3. Tiedonesityslomakkeiden toteutus.

4. Graafisen materiaalin (piirustukset, piirustukset, kaaviot) esittäminen.

5. Tietojen luokitus.

6. Istunnon lopetuspyyntöjen lähettäminen.

Esityskerroksen protokollat ​​ovat yleensä olennainen osa mallin kolmen ylimmän kerroksen protokollat.

Istuntokerros

Istuntokerros on kerros, joka määrittää menettelyn istuntojen suorittamiseksi käyttäjien tai sovellusprosessien välillä.

Istuntokerros tarjoaa keskustelun ohjauksen, jolla seurataan, mikä puoli on tällä hetkellä aktiivinen, ja tarjoaa myös keinon synkronoida. Jälkimmäisten avulla voit lisätä tarkistuspisteitä pitkiin siirtoihin, jotta epäonnistumisen sattuessa voit palata viimeiseen tarkistuspisteeseen sen sijaan, että aloitat alusta. Käytännössä harvat sovellukset käyttävät istuntokerrosta, ja se on harvoin toteutettu.

Istuntokerros ohjaa tiedon siirtoa sovellusprosessien välillä, koordinoi yhden viestintäistunnon vastaanottoa, lähetystä ja myöntämistä. Lisäksi istuntokerros sisältää lisäksi salasanojen hallinnan, keskustelun ohjauksen, synkronoinnin ja tiedonsiirron peruuttamisen toiminnot lähetysistunnossa alempien kerrosten virheistä johtuneen epäonnistumisen jälkeen. Tämän kerroksen tehtävänä on koordinoida viestintää kahden eri työasemilla ajettavan sovellusohjelman välillä. Se tulee hyvin jäsennellyn dialogin muodossa. Näitä toimintoja ovat istunnon luominen, viestipakettien lähetyksen ja vastaanoton hallinta istunnon aikana sekä istunnon lopettaminen.

Istuntotasolla määritetään, mikä on siirto kahden sovellusprosessin välillä:

Puolidupleksi (prosessit lähettävät ja vastaanottavat tietoja vuorotellen);

Duplex (prosessit lähettävät tietoja ja vastaanottavat ne samanaikaisesti).

Puolidupleksitilassa istuntokerros antaa datatunnisteen prosessille, joka aloittaa siirron. Kun toisen prosessin on aika vastata, datatunnus välitetään sille. Istuntokerros sallii tiedonsiirron vain sille osapuolelle, jolla on tietotunnus.

Istuntokerros tarjoaa seuraavat toiminnot:

1. Yhteyden muodostaminen ja viimeistely istuntotasolla vuorovaikutuksessa olevien järjestelmien välillä.

2. Normaalin ja kiireellisen tiedonvaihdon suorittaminen sovellusprosessien välillä.

3. Sovellettujen prosessien vuorovaikutuksen hallinta.

4. Istuntoyhteyksien synkronointi.

5. Ilmoitus hakuprosesseille poikkeustilanteista.

6. Tunnisteiden perustaminen sovelletussa prosessissa, jonka avulla sen suorittaminen voidaan palauttaa vian tai virheen jälkeen lähimmästä etiketistä.

7. Hakuprosessin keskeyttäminen tarpeellisissa tapauksissa ja sen asianmukainen jatkaminen.

8. Istunnon päättäminen ilman tietojen menetystä.

9. Erityisviestien lähettäminen istunnon edistymisestä.

Istuntokerros vastaa tiedonvaihtoistuntojen järjestämisestä loppukoneiden välillä. Istuntokerroksen protokollat ​​ovat yleensä osa mallin kolmen ylimmän kerroksen protokollia.

Kuljetuskerros

Kuljetuskerros on suunniteltu siirtämään paketteja viestintäverkon kautta. Kuljetuskerroksessa paketit jaetaan lohkoihin.

Matkalla lähettäjältä vastaanottajalle paketit voivat vioittua tai kadota. Vaikka joillakin sovelluksilla on oma virheenkäsittelynsä, jotkut haluavat käsitellä luotettavaa yhteyttä heti. Kuljetuskerroksen tehtävänä on varmistaa, että sovellukset tai mallin ylemmät kerrokset (sovellus ja istunto) siirtävät tietoja vaatimallaan luotettavuudella. OSI-malli määrittelee viisi kuljetuskerroksen tarjoamaa palveluluokkaa. Tämäntyyppiset palvelut eroavat tarjottujen palvelujen laadusta: kiireellisyydestä, kyvystä palauttaa katkennut viestintä, keinojen saatavuus useiden yhteyksien multipleksoimiseksi eri sovellusprotokollien välillä yhteisen kuljetusprotokolla, ja mikä tärkeintä, kyky havaita ja korjata lähetysvirheet, kuten pakettien vääristymät, katoamiset ja päällekkäisyydet.

Kuljetuskerros määrittää fyysisten laitteiden (järjestelmien, niiden osien) osoitteen verkossa. Tämä kerros takaa tietolohkojen toimituksen vastaanottajille ja hallitsee tätä toimitusta. Sen päätehtävänä on tarjota tehokkaita, käteviä ja luotettavia tiedonsiirtomuotoja järjestelmien välillä. Kun käsittelyssä on useampi kuin yksi paketti, kuljetuskerros ohjaa pakettien läpikulkujärjestystä. Jos aiemmin vastaanotetun viestin kopio läpäisee, tämä kerros tunnistaa tämän ja jättää viestin huomiotta.

Kuljetuskerroksen toimintoihin kuuluvat:

1. Verkkolähetyksen ohjaus ja tietolohkojen eheyden varmistaminen.

2. Virheiden havaitseminen, niiden osittainen poistaminen ja korjaamattomien virheiden raportointi.

3. Vaihteiston palautus vikojen ja toimintahäiriöiden jälkeen.

4. Tietolohkojen yhdistäminen tai jakaminen.

5. Prioriteettien myöntäminen lohkojen siirron yhteydessä (normaali tai kiireellinen).

6. Siirron vahvistus.

7. Lohkojen poistaminen verkon lukkiutumistilanteissa.

Siirtokerroksesta alkaen kaikki korkeammat protokollat ​​toteutetaan ohjelmistoissa, jotka yleensä sisältyvät verkkokäyttöjärjestelmään.

Yleisimpiä kuljetuskerroksen protokollia ovat:

TCP (Transmission Control Protocol) TCP/IP-pinon lähetyksen ohjausprotokolla;

UDP (User Datagram Protocol) on TCP/IP-pinon käyttäjädatagrammiprotokolla;

NCP (NetWare Core Protocol) -perusprotokolla NetWare-verkkoille;

SPX (Sequenced Packet eXchange) Novell Stack Sequenced Packet Exchange;

TP4 (Transmission Protocol) - luokan 4 lähetysprotokolla.

Verkkokerros

Verkkokerros tarjoaa tilaaja- ja hallintojärjestelmät yhdistävien kanavien asettamisen viestintäverkon kautta valitsemalla reitin nopeimman ja luotettavimman tavan.

Verkkokerros muodostaa tiedonsiirron tietokoneverkossa kahden järjestelmän välille ja tarjoaa asettelun virtuaalisia kanavia heidän välillään. Virtuaalinen tai looginen kanava on sellainen verkkokomponenttien toiminta, joka luo illuusion tarvittavan polun luomisesta vuorovaikutuksessa olevien komponenttien välille. Lisäksi verkkokerros ilmoittaa kuljetuskerrokselle tapahtuvista virheistä. Verkkokerroksen viestejä kutsutaan yleisesti paketeiksi. Ne sisältävät tietoja. Verkkokerros on vastuussa niiden osoittamisesta ja toimittamisesta.

Parhaan tiedonsiirron polun luomista kutsutaan reititykseksi, ja sen ratkaisu on verkkokerroksen päätehtävä. Tätä ongelmaa pahentaa se tosiasia, että lyhin polku ei ole aina paras. Usein reitin valinnan kriteeri on tiedonsiirron aika tällä reitillä; se riippuu viestintäkanavien kaistanleveydestä ja liikenteen intensiteetistä, jotka voivat muuttua ajan myötä. Jotkut reititysalgoritmit yrittävät mukautua kuormituksen muutoksiin, kun taas toiset tekevät päätökset pitkän aikavälin keskiarvojen perusteella. Reitin valinta voi perustua myös muihin kriteereihin, kuten lähetysvarmuuteen.

Linkkikerroksen protokolla tarjoaa tiedon toimituksen minkä tahansa solmun välillä vain verkossa, jolla on sopiva tyypillinen topologia. Tämä on erittäin tiukka rajoitus, joka ei salli rakenteeltaan kehittyneiden verkkojen rakentamista, esimerkiksi verkkoja, jotka yhdistävät useita yritysverkkoja. yksi verkko, tai erittäin luotettavia verkkoja, joissa solmujen välillä on redundantteja linkkejä.

Siten verkon sisällä tiedonsiirtoa säätelee linkkikerros, mutta verkkojen välistä tiedonsiirtoa hoitaa verkkokerros. Järjestettäessä pakettien jakelua verkkotasolla, käytetään verkkonumeron käsitettä. Tässä tapauksessa vastaanottajan osoite koostuu verkkonumerosta ja kyseisessä verkossa olevan tietokoneen numerosta.

Verkot on yhdistetty toisiinsa erityisillä laitteilla, joita kutsutaan reitittimiksi. Reititin on laite, joka kerää tietoa yhteyksien topologiasta ja välittää sen perusteella verkkokerroksen paketteja kohdeverkkoon. Viestin siirtämiseksi yhdessä verkossa sijaitsevalta lähettäjältä toisessa verkossa olevalle vastaanottajalle on suoritettava tietty määrä siirtosiirtoja (hyppejä) verkkojen välillä, joka kerta valitsemalla sopiva reitti. Siten reitti on reitittimien sarja, jonka paketti kulkee.

Verkkokerros on vastuussa käyttäjien jakamisesta ryhmiin ja pakettien reitittämisestä MAC-osoitteiden muuntamisen perusteella verkko-osoitteiksi. Verkkokerros tarjoaa myös läpinäkyvän pakettien siirron kuljetuskerrokseen.

Verkkokerros suorittaa seuraavat toiminnot:

1. Verkkoyhteyksien luominen ja niiden porttien tunnistaminen.

2. Viestintäverkon kautta tapahtuvan lähetyksen aikana tapahtuvien virheiden havaitseminen ja korjaaminen.

3. Pakettivirran ohjaus.

4. Pakettien sekvenssien järjestäminen (järjestäminen).

5. Reititys ja kytkentä.

6. Pakettien segmentointi ja yhdistäminen.

Verkkokerros määrittelee kahdenlaisia ​​protokollia. Ensimmäinen tyyppi viittaa sääntöjen määrittelyyn päätesolmujen dataa sisältävien pakettien lähettämiseksi solmusta reitittimeen ja reitittimien välillä. Juuri näihin protokolliin viitataan yleensä puhuttaessa verkkokerroksen protokollista. Kuitenkin toisen tyyppistä protokollaa, jota kutsutaan reititystietojen vaihtoprotokollaksi, kutsutaan usein verkkokerrokseksi. Reitittimet käyttävät näitä protokollia tiedon keräämiseen yhteyksien topologiasta.

Verkkokerroksen protokollia on toteutettu ohjelmistomoduulit käyttöjärjestelmä sekä reitittimien ohjelmistot ja laitteistot.

Verkkokerroksen yleisimmin käytetyt protokollat ​​ovat:

IP (Internet Protocol) Internet-protokolla, TCP/IP-pinon verkkoprotokolla, joka tarjoaa osoite- ja reititystiedot;

IPX (Internetwork Packet Exchange) on Internet-pakettien vaihtoprotokolla, joka on suunniteltu pakettien osoittamiseen ja reitittämiseen Novell-verkoissa;

X.25 kansainvälinen standardi globaalille pakettivälitteiselle tietoliikenteelle (tämä protokolla on osittain toteutettu kerroksessa 2);

CLNP (Connection Less Network Protocol) on verkkoprotokolla ilman yhteyksien järjestämistä.

Linkkitaso (tietolinkki)

Linkkikerroksen tietoyksikköinä ovat kehykset (frame). Kehykset ovat loogisesti järjestetty rakenne, johon tietoja voidaan sijoittaa. Linkkikerroksen tehtävänä on siirtää kehyksiä verkkokerroksesta fyysiseen kerrokseen.

Fyysisellä tasolla bitit yksinkertaisesti lähetetään. Tässä ei oteta huomioon sitä, että joissakin verkoissa, joissa tietoliikennelinjoja käyttävät vuorotellen useat vuorovaikutuksessa olevat tietokoneet, fyysinen siirtoväline voi olla varattu. Siksi yksi linkkikerroksen tehtävistä on tarkistaa lähetysvälineen saatavuus. Linkkikerroksen toinen tehtävä on toteuttaa virheiden havaitsemis- ja korjausmekanismeja.

Linkkikerros varmistaa, että jokainen kehys lähetetään oikein asettamalla kunkin kehyksen alkuun ja loppuun erityisen bittijonon sen merkitsemiseksi, ja laskee myös tarkistussumman summaamalla kaikki kehyksen tavut tietyllä tavalla ja lisäämällä tarkistussumman kehys. Kun kehys saapuu, vastaanotin laskee uudelleen vastaanotetun tiedon tarkistussumman ja vertaa tulosta kehyksestä saatuun tarkistussummaan. Jos ne täsmäävät, kehys katsotaan kelvolliseksi ja hyväksytyksi. Jos tarkistussummat eivät täsmää, syntyy virhe.

Linkkikerroksen tehtävänä on ottaa verkkokerroksesta tulevat paketit ja valmistella ne lähetystä varten sovittamalla ne sopivan kokoiseen kehykseen. Tämä kerros tarvitaan määrittämään, missä lohko alkaa ja päättyy, ja havaitsemaan lähetysvirheet.

Samalla tasolla määritellään säännöt fyysisen kerroksen käyttämiselle verkkosolmuissa. Tietojen sähköinen esitys lähiverkossa (databitit, datan koodausmenetelmät ja merkit) tunnistetaan tällä ja vain tällä tasolla. Täällä havaitaan ja korjataan (vaatimusten mukaan uudelleenlähetys data) virheitä.

Linkkikerros tarjoaa datakehysten luomisen, lähettämisen ja vastaanoton. Tämä kerros palvelee verkkokerrosta pyytää ja käyttää fyysisen kerroksen palvelua pakettien vastaanottamiseen ja lähettämiseen. IEEE 802.X -määritykset jakavat linkkikerroksen kahteen alikerrokseen:

LLC (Logical Link Control) loogisen linkin ohjaus tarjoaa loogisen linkin ohjauksen. LLC-alikerros tarjoaa palveluita verkkokerrokselle ja huolehtii käyttäjäviestien lähettämisestä ja vastaanottamisesta.

MAC (Media Assess Control) -median käytön valvonta. MAC-alikerros säätelee pääsyä jaettuun fyysiseen tietovälineeseen (token passing tai törmäyksen tai törmäyksen havaitseminen) ja ohjaa pääsyä viestintäkanavaan. LLC-alikerros on MAC-alikerroksen yläpuolella.

Datalinkkikerros määrittää median pääsyn ja lähetyksen ohjauksen tiedonsiirtoproseduurin kautta linkin yli.

Kun lähetetyt datalohkot ovat suuria, linkkikerros jakaa ne kehyksiksi ja lähettää kehykset sekvensseinä.

Vastaanotettuaan kehykset kerros muodostaa niistä lähetetyt tietolohkot. Datalohkon koko riippuu lähetysmenetelmästä, sen kanavan laadusta, jonka kautta se lähetetään.

Lähiverkoissa tietokoneet, sillat, kytkimet ja reitittimet käyttävät linkkikerroksen protokollia. Tietokoneissa linkkikerroksen toiminnot toteutetaan verkkosovittimien ja niiden ohjainten yhteisellä ponnistelulla.

Linkkikerros voi toimia seuraavat tyypit ominaisuudet:

1. Kanavayhteyksien organisointi (muodostaminen, hallinta, päättäminen) ja niiden porttien tunnistaminen.

2. Henkilöstön organisointi ja siirto.

3. Virheiden havaitseminen ja korjaaminen.

4. Tietovirran hallinta.

5. Loogisten kanavien läpinäkyvyyden varmistaminen (millä tahansa tavalla koodatun tiedon siirto niiden yli).

Linkkikerroksen yleisimmin käytettyjä protokollia ovat:

HDLC (High Level Data Link Control) korkean tason datalinkin ohjausprotokolla sarjayhteyksiä varten;

IEEE 802.2 LLC (tyyppi I ja tyyppi II) tarjoavat MAC:n 802.x-ympäristöille;

IEEE 802.3 -standardin mukainen Ethernet-verkkotekniikka verkoille, joissa käytetään väylätopologiaa ja useaa pääsyä kantoaallon haistamiseen ja törmäysten havaitsemiseen;

Token ring -verkkotekniikka IEEE 802.5 -standardin mukaisesti, jossa käytetään rengastopologiaa ja token passing ring access -menetelmää;

FDDI (Fiber Distributed Date Interface Station) IEEE 802.6 -verkkotekniikka, jossa käytetään valokuitumediaa;

X.25 on kansainvälinen standardi globaalille pakettivälitteiselle tietoliikenteelle;

kehys välitysverkko, järjestetty X25- ja ISDN-tekniikoista.

Fyysinen kerros

Fyysinen kerros on suunniteltu liitäntään fyysisiä keinoja yhteyksiä. Fyysinen liitettävyys on fyysisen median, laitteiston ja ohjelmiston yhdistelmä, joka mahdollistaa järjestelmien välisen signaloinnin.

Fyysinen väliaine on aineellinen aine, jonka kautta signaaleja välitetään. Fyysinen väline on perusta, jolle fyysiset yhteysvälineet rakennetaan. Eetteriä, metalleja, optista lasia ja kvartsia käytetään laajalti fyysisinä väliaineina.

Fyysinen kerros koostuu medialiitännän alikerroksesta ja lähetysmuunnosalikerroksesta.

Ensimmäinen niistä varmistaa datavirran ja käytetyn pariliitoksen fyysinen kanava yhteyksiä. Toinen suorittaa muunnoksia, jotka liittyvät käytettyihin protokolliin. Fyysinen kerros tarjoaa fyysisen rajapinnan datakanavalle ja kuvaa myös proseduurit signaalien lähettämiseksi kanavalle ja kanavalta. Tällä tasolla määritellään järjestelmien fyysisen viestinnän sähköiset, mekaaniset, toiminnalliset ja proseduurit. Fyysinen kerros vastaanottaa datapaketit päällä olevasta linkkikerroksesta ja muuntaa ne optisiksi tai sähköiset signaalit, joka vastaa binäärivirran 0 ja 1. Nämä signaalit lähetetään lähetysvälineen kautta vastaanottavalle solmulle. Siirtovälineen mekaaniset ja sähköiset/optiset ominaisuudet määritellään fyysisessä kerroksessa ja sisältävät:

Kaapeleiden ja liittimien tyyppi;

Pin-jako liittimissä;

Signaalin koodauskaavio arvoille 0 ja 1.

Fyysinen kerros suorittaa seuraavat toiminnot:

1. Fyysisten yhteyksien luominen ja katkaiseminen.

2. Signaalien lähetys sarjakoodina ja vastaanotto.

3. Kuuntele tarvittaessa kanavia.

4. Kanavien tunnistaminen.

5. Ilmoitus vioista ja vioista.

Häiriöiden ja vikojen ilmenemisestä ilmoittaminen johtuu siitä, että fyysisellä kerroksella havaitaan tietyn luokan tapahtumia, jotka häiritsevät normaali operaatio verkko (usean järjestelmän kerralla lähettämien kehysten törmäys, kanavakatkos, sähkökatkos, mekaanisen kosketuksen katkeaminen jne.). Fyysisen kerroksen protokollat ​​määrittelevät datalinkkikerrokselle tarjottavien palveluiden tyypit. Kanavan kuuntelu on välttämätöntä tapauksissa, joissa järjestelmäryhmä on kytketty yhteen kanavaan, mutta vain yksi niistä saa lähettää signaaleja samanaikaisesti. Siksi kanavaa kuuntelemalla voit määrittää, onko se vapaasti lähetettävä. Joissakin tapauksissa fyysinen kerros on jaettu useisiin alitasoihin rakenteen selkeämmän määrittelyn vuoksi. Esimerkiksi langattoman verkon fyysinen kerros on jaettu kolmeen alikerrokseen (Kuva 1.14).

Riisi. 1.14. Langattoman lähiverkon fyysinen kerros

Fyysisen kerroksen toiminnot on toteutettu kaikissa verkkoon kytketyissä laitteissa. Tietokoneen puolella fyysisen kerroksen toiminnot suorittaa verkkosovitin. Toistimet ovat ainoa laitetyyppi, joka toimii vain fyysisellä tasolla.

Fyysinen kerros voi tarjota sekä asynkronisen (sarja) että synkronisen (rinnakkaislähetyksen), jota käytetään joissakin keskuskoneissa ja minitietokoneissa. Fyysisessä kerroksessa on määritettävä koodausmalli edustamaan binääriarvoja viestintäkanavan kautta lähetettäväksi. Monet lähiverkot käyttävät Manchesterin koodausta.

Esimerkki fyysisen kerroksen protokollasta on 10Base-T Ethernet-tekniikan spesifikaatio, joka määrittelee luokan 3 suojaamattoman kierretyn parikaapelin, jonka ominaisimpedanssi on 100 ohmia, RJ-45-liittimen, fyysisen segmentin maksimipituus 100 metriä. , Manchester-koodi tietojen esittämistä varten ja muut ominaisuudet kaapelin ympäristöön ja sähköisiin signaaleihin.

Yleisimmät fyysisen kerroksen tekniset tiedot ovat:

EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 - Mekaaninen/sähköinen epäsymmetrinen sarjaliitäntä;

EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - balansoidun sarjaliitännän mekaaniset, sähköiset ja optiset ominaisuudet;

Ethernet on IEEE 802.3 -verkkotekniikka verkoille, joissa käytetään väylätopologiaa ja useampaa pääsyä kantoaallon haistamiseen ja törmäysten havaitsemiseen.

Token ring on IEEE 802.5 -verkkotekniikka, joka käyttää rengastopologiaa ja token passing ring access -menetelmää.

Ehdottomasti parempi aloittaa teoriasta ja sitten sujuvasti siirtyä käytäntöön. Siksi tarkastelemme ensin verkkomallia ( teoreettinen malli), ja nosta sitten verho siitä, miten teoreettinen verkkomalli sopii verkkoinfrastruktuuria(verkkolaitteissa, käyttäjän tietokoneissa, kaapeleissa, radioaalloissa jne.).

Niin, verkkomalli on malli verkkoprotokollien vuorovaikutuksesta. Ja protokollat ​​puolestaan ​​​​ovat standardeja, jotka määrittävät kuinka eri ohjelmat vaihtavat tietoja.

Selitän esimerkin avulla: avattaessa mitä tahansa sivua Internetissä palvelin (jossa avattava sivu sijaitsee) lähettää tiedot (hypertekstiasiakirjan) selaimellesi HTTP-protokolla. HTTP-protokollan ansiosta selaimesi tietää vastaanottaessaan tietoja palvelimelta, kuinka ne on käsiteltävä, ja käsittelee ne onnistuneesti näyttäen sinulle pyydetyn sivun.

Jos et vielä tiedä, mikä Internetin sivu on, selitän pähkinänkuoressa: mikä tahansa verkkosivulla oleva teksti on suljettu erityisiin tunnisteisiin, jotka kertovat selaimelle käytettävän tekstin koon, värin ja sijainnin sivulla. sivu (vasemmalla, oikealla tai keskellä). Tämä ei koske vain tekstiä, vaan myös kuvia, lomakkeita, aktiivisia elementtejä ja yleensä kaikki sisältö, ts. mitä sivulla on. Tunnisteita tunnistaessaan selain toimii ohjeidensa mukaan ja näyttää sinulle tunnisteisiin sisältyvät käsitellyt tiedot. Voit itse nähdä tämän sivun tunnisteet (ja tämän tekstin tunnisteiden välissä), tehdäksesi tämän menemällä selaimesi valikkoon ja valitsemalla - näytä lähdekoodi.

Älkäämme erehtykö liikaa, "verkkomalli" haluttu aihe niille, jotka haluavat tulla asiantuntijaksi. Tämä artikkeli koostuu 3 osasta ja yritin kirjoittaa sinulle ei tylsää, ymmärrettävää ja lyhyttä. Jos haluat lisätietoja tai lisäselvityksiä, kirjoita kommentteihin sivun alareunassa, ja autan sinua varmasti.

Me, kuten Cisco Networking Academyssa, harkitsemme kahta verkkomallia: OSI-mallia ja TCP / IP-mallia (jota joskus kutsutaan nimellä DOD), ja samalla vertaamme niitä.

OSI tulee sanoista Open System Interconnection. Venäjän kielellä se kuulostaa tältä: Avointen järjestelmien vuorovaikutuksen verkkomalli (referenssimalli). Tätä mallia voidaan turvallisesti kutsua standardiksi. Verkkolaitteiden valmistajat seuraavat tätä mallia kehittäessään uusia tuotteita.

OSI-verkkomalli koostuu 7 kerroksesta, ja laskenta on tapana aloittaa alhaalta.

Listataan ne:

• 7. Sovelluskerros (sovelluskerros)
• 6. Esityskerros tai esityskerros
• 5. Istuntokerros (istuntokerros)
• 4. Kuljetuskerros
• 3. Verkkokerros (verkkokerros)
• 2. Linkkikerros (tietolinkkikerros)
• 1. Fyysinen kerros (fyysinen kerros)

Kuten edellä mainittiin, verkkomalli on malli verkkoprotokollien (standardien) vuorovaikutukselle, ja jokaisella tasolla on omat protokollansa. Niiden luetteleminen on tylsää prosessia (eikä ole mitään tekemistä), joten on parempi analysoida kaikki esimerkin avulla, koska materiaalin sulavuus esimerkeillä on paljon korkeampi;)

Sovelluskerros

Sovelluskerros tai sovelluskerros on mallin ylin kerros. Se viestii käyttäjien sovelluksista verkon kanssa. Me kaikki tunnemme nämä sovellukset: web-selaus (HTTP), sähköpostin lähettäminen ja vastaanottaminen (SMTP, POP3), tiedostojen vastaanottaminen ja vastaanottaminen (FTP, TFTP), etäkäyttö (Telnet) jne.

Executive taso

Esityskerros tai esityskerros - se muuntaa tiedot sopivaan muotoon. Se on helpompi ymmärtää esimerkin avulla: ne kuvat (kaikki kuvat), jotka näet näytöllä, lähetetään tiedostoa lähetettäessä pieninä ykkös- ja nollaosina (bittinä). Joten kun lähetät ystävällesi valokuvan kautta sähköposti, SMTP-sovelluskerroksen protokolla lähettää valokuvan osoitteeseen Alempi taso, eli esitystasolle. Missä valokuvasi muunnetaan käteväksi dataksi alemmille tasoille, esimerkiksi biteiksi (ykkösiä ja nollia).

Täsmälleen samalla tavalla, kun ystäväsi alkaa vastaanottaa valokuvasi, hän vastaanottaa sen samojen ykkösten ja nollien muodossa, ja se on Representation-kerros, joka muuntaa bitit täysimittaiseksi valokuvaksi, kuten JPEG.

Näin tämä taso toimii protokollien (standardien) kanssa kuville (JPEG, GIF, PNG, TIFF), koodauksille (ASCII, EBDIC), musiikille ja videolle (MPEG) jne.

istuntotaso

Istuntokerros tai istuntokerros (istuntokerros) - kuten nimestä voi päätellä, se järjestää tietoliikenneistunnon tietokoneiden välillä. Hyvä esimerkki olisi ääni- ja videoneuvottelu, tällä tasolla asetetaan mikä koodekki koodaa signaalin, ja tämän koodekin on oltava molemmissa koneissa. Toinen esimerkki olisi SMPP-protokolla(Short message peer-to-peer protocol), jonka avulla lähetetään tuttuja SMS- ja USSD-pyyntöjä. Ja viimeinen esimerkki: PAP (Password Authentication Protocol) on vanha protokolla käyttäjätunnuksen ja salasanan lähettämiseksi palvelimelle ilman salausta.

Istuntotasosta en kerro enempää, muuten perehdymme protokollien tylsiin ominaisuuksiin. Ja jos ne (ominaisuudet) kiinnostavat sinua, kirjoita minulle kirjeitä tai jätä kommentteihin viesti, jossa pyydetään paljastamaan aihe tarkemmin, ja uusi artikkeli ei kestä kauan;)

kuljetuskerros

Kuljetuskerros (kuljetuskerros) - tämä kerros varmistaa tiedonsiirron luotettavuuden lähettäjältä vastaanottajalle. Itse asiassa kaikki on hyvin yksinkertaista, esimerkiksi kommunikoit verkkokameran avulla ystäväsi tai opettajasi kanssa. Onko lähetetyn kuvan jokaisen bitin luotettava toimitus? Ei tietenkään, jos muutama bitti katoaa suoratoistovideosta, et edes huomaa sitä, edes kuva ei muutu (ehkä yhden pikselin väri 900 000 pikselistä muuttuu, joka vilkkuu 24 ruutua kohti toinen).

Ja nyt annetaan esimerkki: ystävä lähettää sinulle (esimerkiksi postitse) tärkeitä tietoja tai arkistossa olevan ohjelman. Lataat tämän arkiston tietokoneellesi. Tässä tarvitaan 100 % luotettavuutta, koska. jos pari bittiä häviää arkistoa ladattaessa, et voi purkaa sitä myöhemmin, ts. poimi tarvittavat tiedot. Tai kuvittele, että lähetät salasanan palvelimelle, ja yksi bitti katoaa matkan varrella - salasana menettää jo muotonsa ja arvo muuttuu.

Näin ollen, kun katsomme videoita Internetissä, näemme joskus esineitä, viiveitä, melua jne. Ja kun luemme tekstiä verkkosivulta, kirjainten häviäminen (tai vääristyminen) ei ole sallittua, ja kun lataamme ohjelmia, kaikki sujuu myös ilman virheitä.

Tällä tasolla korostan kahta protokollaa: UDP ja TCP. UDP-protokolla (User Datagram Protocol) lähettää tietoja muodostamatta yhteyttä, ei kuitata tietojen toimittamista eikä yritä uudelleen. TCP-protokolla (Transmission Control Protocol), joka muodostaa yhteyden ennen lähetystä, vahvistaa tiedon toimituksen, toistaa tarvittaessa, takaa ladattujen tietojen eheyden ja oikean järjestyksen.

Siksi käytämme UDP:tä musiikkiin, videoihin, videoneuvotteluihin ja puheluihin (siirrämme tiedot tarkistamatta ja viivytyksettä) sekä tekstiin, ohjelmiin, salasanoihin, arkistoihin jne. – TCP (tiedonsiirto vastaanottokuittauksella, vie enemmän aikaa).

verkkokerros

Verkkokerros – Tämä kerros määrittää polun, jota pitkin tiedot siirretään. Ja muuten, tämä on OSI-verkkomallin kolmas taso, ja on laitteita, joita kutsutaan vain kolmannen tason laitteiksi - reitittimiksi.

Olemme kaikki kuulleet IP-osoitteesta, ja sitä IP (Internet Protocol) tekee. IP-osoite on looginen osoite verkossa.

Tällä tasolla on melko paljon protokollia, ja analysoimme kaikkia näitä protokollia tarkemmin myöhemmin erillisissä artikkeleissa ja esimerkeissä. Toistaiseksi luettelen vain muutamia suosituimmista.

Kuten kaikki ovat kuulleet IP-osoitteesta ja ping-komennosta, ICMP-protokolla toimii näin.

Samat reitittimet (joiden kanssa työskentelemme jatkossa) käyttävät tämän tason protokollia pakettien reitittämiseen (RIP, EIGRP, OSPF).

Linkkitaso

Linkkikerros (tietolinkkikerros) - tarvitsemme sitä verkkojen vuorovaikutukseen fyysisellä tasolla. Luultavasti kaikki ovat kuulleet MAC-osoitteesta, tässä se on fyysinen osoite. Linkkikerroksen laitteet - kytkimet, keskittimet jne.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers – Institute of Electrical and Electronics Engineers) määrittelee linkkikerroksen kahdeksi alikerrokseksi: LLC ja MAC.

LLC - Loogisen linkin ohjaus, suunniteltu vuorovaikutukseen ylemmän tason kanssa.

MAC - Media Access Control, suunniteltu vuorovaikutukseen alemman tason kanssa.

Selitän esimerkillä: tietokoneessasi (kannettava tietokone, kommunikaattori) on LAN-kortti(tai jokin muu sovitin), joten sen kanssa on ajuri vuorovaikutuksessa (kortilla). Kuljettaja on joku ohjelmoida- kanavatason ylempi alataso, jonka kautta on vain mahdollista kommunikoida alempien tasojen, tai pikemminkin mikroprosessorin kanssa ( rauta) on linkkikerroksen alempi alitaso.

Tällä tasolla on monia tyypillisiä edustajia. PPP (Point-to-Point) on protokolla kahden tietokoneen yhdistämiseksi suoraan. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - standardi lähettää tietoja jopa 200 kilometrin etäisyydelle. CDP (Cisco Discovery Protocol) on Cisco Systemsin omistama (omistettu) protokolla, jonka avulla voit löytää viereisiä laitteita ja saada tietoja näistä laitteista.

Fyysinen kerros

Fyysinen kerros (fyysinen kerros) on alin kerros, joka siirtää tietovirran suoraan. Protokollat ​​ovat meille kaikille tuttuja: Bluetooth, IRDA (infrapuna), kuparijohdot (kierretty pari, puhelinlinja), WiFi jne.

Johtopäätös

Olemme siis analysoineet OSI-verkkomallia. Seuraavassa osassa aloitetaan TCP / IP-verkkomallista, se on pienempi ja protokollat ​​ovat samat. CCNA-testien läpäisemiseksi onnistuneesti sinun on verrattava ja tunnistettava eroja, mikä tehdään.