Модель взаємодії відкритих систем. Що таке мережева модель OSI. Рівні моделі OSI

Основним завданням, яке вирішується під час створення комп'ютерних мереж, є забезпечення сумісності обладнання за електричними та механічними характеристиками та забезпечення сумісності інформаційного забезпечення (програм та даних) за системою кодування та форматом даних. Розв'язання цього завдання відноситься до галузі стандартизації. Одним із прикладів вирішення цього завдання є так звана модель взаємозв'язку відкритих систем OSI(Model of Open System Interconnections).

Відповідно до моделі OSI архітектуру комп'ютерних мереж слід розглядати різних рівнях (загальна кількість рівнів - до семи). Найвищий рівень – прикладний. На цьому рівні користувач взаємодіє з обчислювальною системою. Найнижчий рівень - фізичний. Він забезпечує обмін сигналами між пристроями. Обмін даними в системах зв'язку відбувається шляхом їх переміщення з верхнього рівня на нижній, потім транспортування та, нарешті, зворотним відтворенням на комп'ютері клієнта в результаті переміщення з нижнього рівня на верхній.

Рівні моделі OSI (у напрямку знизу догори) та їх загальні функції можна розглянути таким чином:

Розглянемо, як у моделі SI відбувається обмін даними між користувачами, що знаходяться на різних континентах.

1. На прикладному рівні за допомогою спеціальних програм користувач створює документ (повідомлення, малюнок тощо).

2. На рівні представлення операційна система його комп'ютера фіксує, де знаходяться створені дані (в оперативній пам'яті, у файлі на жорсткому диску тощо), та забезпечує взаємодію з наступним рівнем.

3. На сеансовому рівні комп'ютер користувача взаємодіє з локальною або глобальною мережею. Протоколи цього рівня перевіряють права користувача на «вихід в ефір» та передають документ до протоколів транспортного рівня.

4. На транспортному рівні документ перетворюється на ту форму, у якій належить передавати дані у мережі. Наприклад, він може нарізатись на невеликі пакети стандартного розміру.

5. Мережевий рівень визначає маршрут руху даних у мережі. Так, наприклад, якщо на транспортному рівні дані були «нарізані» на пакети, то на мережному рівні кожен пакет повинен отримати адресу, за якою він повинен бути доставлений незалежно від інших пакетів.

6. Рівень з'єднання (Канальний рівень) необхідний для того, щоб промодулювати сигнали, що циркулюють на фізичному рівні, відповідно до даних, отриманих з мережного рівня. Наприклад, у комп'ютері ці функції виконує мережна карта або модем.

7. Реальна передача даних відбувається фізично. Тут немає ні документів, ні пакетів, ні навіть байтів – лише біти, тобто елементарні одиниці представлення даних. Відновлення документа їх відбудеться поступово, під час переходу з нижнього на верхній рівень на комп'ютер клієнта.

Кошти фізичного рівня лежать поза комп'ютера. У локальних мережах це обладнання самої мережі. При віддаленому зв'язку з використанням телефонних модемів це лінії телефонного зв'язку, комутаційне обладнання телефонних станцій тощо.

На комп'ютері одержувача інформації відбувається процес перетворення даних від бітових сигналів до документа.

Для ілюстрації сказаного розглянемо простий приклад взаємодії двох кореспондентів за допомогою пошти. Якщо вони регулярно надсилають один одному листи і, відповідно, отримують їх, вони можуть вважати, що з-поміж них існує з'єднання на користувальницькому (прикладному рівні). Однак, це не зовсім так. Таке з'єднання можна назвати віртуальним . Воно було б фізичним, якби кожен із кореспондентів особисто відносив іншому листа та вручав у власні руки. У реальному житті він кидає його в поштову скриньку і чекає на відповідь.

Збором листів із громадських поштових скриньок та доставкою кореспонденції в особисті поштові скриньки займаються місцеві поштові служби. Це інший рівень моделі зв'язку нижче. Для того, щоб наш лист досяг адресата в іншому місті, має існувати зв'язок між нашою місцевою поштовою службою та його місцевою поштовою службою. Однак ніякого фізичного зв'язку ці служби не мають - поштову кореспонденцію, що надійшла, вони тільки сортують і передають на рівень федеральної поштової служби.

Федеральна поштова служба у своїй роботі спирається на служби чергового рівня, наприклад, на поштово-багажну службу залізничного відомства. І тільки розглянувши роботу цієї служби, ми знайдемо, нарешті, ознаки фізичного сполучення, наприклад, залізничну колію, що зв'язує два міста.

Важливо звернути увагу, що в нашому прикладі утворилося кілька віртуальних з'єднань між аналогічними службами, що знаходяться в пунктах відправлення та прийому. Не вступаючи у прямий контакт, ці служби взаємодіють між собою. На якомусь рівні листи укладаються у мішки, мішки пломбують, до них прикладають супровідні документи, які десь в іншому місті вивчаються та перевіряються на аналогічному рівні.

Нижче в таблиці наведено аналогію між рівнями моделі OSI та операціями служб пересилання звичайної пошти.

ВСТУП

Розділ 1. Модель взаємодії відкритих систем ISO/OSI

Розділ 2. Рівень мережевої взаємодії інтерфейсів мережі

Розділ 3. Стек протоколу TCP/IP

ВИСНОВОК

ВСТУП

Організація взаємодії між пристроями в мережі є складною проблемою, вона включає багато аспектів, починаючи з узгодження рівнів електричних сигналів, формування кадрів, перевірки контрольних сум та кінчаючи питання автентифікації додатків. Для її вирішення використовується універсальний прийом - розбиття однієї складної задачі на кілька приватних, більш простих завдань. Засоби вирішення окремих завдань упорядковані як ієрархії рівнів. Для вирішення задачі деякого рівня можуть бути використані засоби, що безпосередньо примикає нижчележачого рівня. З іншого боку, результати роботи коштів певного рівня можуть бути передані лише засобам сусіднього рівня.

Багаторівневе уявлення засобів мережевої взаємодії має власну специфіку, пов'язану з тим, що у процесі обміну повідомленнями беруть участь дві машини, тобто у разі необхідно організувати узгоджену роботу двох «ієрархій». При надсиланні повідомлень обидва учасники мережного обміну повинні ухвалити безліч угод. Наприклад, вони повинні узгодити спосіб кодування електричних сигналів, правило визначення довжини повідомлень, домовитись про методи контролю достовірності тощо. Іншими словами, угоди мають бути прийняті для всіх рівнів, починаючи від найнижчого рівня передачі бітів до найвищого рівня, що надає послуги користувачам мережі.

Формалізовані правила, що визначають послідовність і формат повідомлень, якими обмінюються мережеві компоненти, що лежать одному рівні, але у різних вузлах, називаються протоколом.

Модулі, що реалізують протоколи сусідніх рівнів і знаходяться в одному вузлі, також взаємодіють один з одним відповідно до чітко визначених правил та за допомогою стандартизованих форматів повідомлень. Ці правила прийнято називати інтерфейсом. Інтерфейс визначає послуги, що надаються цим рівнем сусідньому рівню.

По суті, протокол та інтерфейс виражають те саме поняття, але традиційно в мережах за ними закріпили різні області дії: протоколи визначають правила взаємодії модулів одного рівня в різних вузлах, а інтерфейси - модулів сусідніх рівнів в одному вузлі.

Кошти кожного рівня мають відпрацьовувати, по-перше, свій власний протокол, а по-друге, інтерфейси із сусідніми рівнями. Ієрархічно організований набір протоколів, достатній в організацію взаємодії вузлів у мережі, називається стеком комунікаційних протоколів.

Комунікаційні протоколи може бути реалізовані як програмно, і апаратно. Протоколи нижніх рівнів часто реалізуються комбінацією програмних та апаратних засобів протоколи верхніх рівнів, як правило, суто програмними засобами.

Розділ 1. Модель взаємодії відкритих систем ISO/OSI

На початку 80-х років – низка міжнародних організацій зі стандартизації – ISO, ITU-T та деякі інші – розробили модель, яка відіграла значну роль у розвитку мереж. Ця модель називається моделлю взаємодії відкритих систем (Open System interconnection, OSI), або моделлю OSI. Модель OSI визначає різні рівні взаємодії систем, дає їм стандартні імена та вказує, які функції має виконувати кожен рівень.

У моделі OSI (рис. 1) засоби взаємодії поділяються на сім рівнів: прикладний, представницький, сеансовий, транспортний, мережевий, канальний та фізичний. Кожен рівень має справу з одним певним аспектом взаємодії мережевих пристроїв.

Мал. 1. Модель взаємодії відкритих систем ISO/OSI

Фізичний рівень (Physical layer) має справу з передачею бітів фізичними каналами зв'язку, таким, наприклад, як коаксіальний кабель, кручена пара, оптоволоконний кабель або цифровий територіальний канал. До цього рівня відносяться характеристики фізичних середовищ передачі даних, такі як смуга пропускання, схибленість, хвилевий опір та інші. На цьому рівні визначаються характеристики електричних сигналів, що передають дискретну інформацію, наприклад крутість фронтів імпульсів, рівні напруги або струму переданого сигналу, тип кодування, швидкість передачі сигналів. Крім цього, тут стандартизуються типи роз'ємів та призначення кожного контакту.

Функції фізичного рівня реалізуються у всіх пристроях, підключених до мережі. З боку комп'ютера функції фізичного рівня виконуються мережним адаптером чи послідовним портом.

Прикладом протоколу фізичного рівня може служити специфікація 10Base-T технології Ethernet, яка визначає як кабель, що використовується, неекрановану кручена пара категорії 3 з хвильовим опором 100 Ом, роз'єм RJ-45, максимальну довжину фізичного сегмента 100 метрів, манчестерський код для а також деякі інші характеристики середовища та електричних сигналів.

) Канальний рівень

Фізично просто пересилаються біти. При цьому не враховується, що в деяких мережах, у яких лінії зв'язку використовуються (розділяються) поперемінно кількома парами комп'ютерів, що взаємодіють, фізичне середовище передачі може бути зайняте. Тому одним із завдань канального рівня (Data Link layer) є перевірка доступності середовища передачі. Іншим завданням канального рівня є реалізація механізмів виявлення та корекції помилок. І тому на канальному рівні біти групуються набори, звані кадрами (frames). Канальний рівень забезпечує коректність передачі кадрів, поміщаючи виділення кожного кадру спеціальну послідовність біт у його початок і поклала край, і навіть обчислює контрольну суму, обробляючи все байти кадру певним способом і додаючи контрольну суму до кадру.

У локальних мережах протоколи канального рівня використовуються комп'ютерами, мостами, комутаторами та маршрутизаторами. У комп'ютерах функції канального рівня реалізуються спільними зусиллями мережевих адаптерів та його драйверів.

У глобальних мережах, які на відміну від локальних мереж рідко мають регулярну топологію, канальний рівень забезпечує обмін повідомленнями тільки між двома сусідніми комп'ютерами, з'єднаними індивідуальною лінією зв'язку. Прикладами протоколів «точка-точка» (як часто називають такі протоколи) можуть бути поширені протоколи РРР і LAP-B.

) Мережевий рівень

Мережевий рівень (Network layer) служить для утворення єдиної транспортної системи, що об'єднує кілька мереж, причому ці мережі можуть використовувати абсолютно різні принципи передачі повідомлень між кінцевими вузлами і мати довільну; структурою зв'язків.

Мережі з'єднуються між собою спеціальними пристроями, званими маршрутизаторами. Маршрутизатор - це пристрій, який збирає інформацію про топологію міжмережевих з'єднань і на її підставі пересилає пакети мережного рівня в мережу призначення. Для того щоб передати повідомлення мережного рівня, або, як їх прийнято називати, пакети (packets), від відправника, що знаходиться в одній мережі, одержувачу, що знаходиться в іншій мережі, потрібно здійснити кілька транзитних передач між мережами. Таким чином, маршрут є послідовністю маршрутизаторів, через які проходить пакет. Проблема вибору найкращого шляху називається маршрутизацією, та її рішення є одним із головних завдань мережного рівня.

Мережевий рівень вирішує також завдання узгодження різних технологій, спрощення адресації у великих мережах та створення надійних та гнучких бар'єрів на шляху небажаного трафіку між мережами.

Прикладами протоколів мережного рівня є протокол міжмережевого взаємодії IP стека TCP/IP і протокол міжмережевого обміну пакетами IPX стека Novell.

) Транспортний рівень

На шляху від відправника до одержувача пакети можуть бути спотворені чи загублені. Хоча деякі програми мають власні засоби обробки помилок, існують і такі, які вважають за краще відразу мати справу з надійним з'єднанням. Робота транспортного рівня (Transport layer) полягає в тому, щоб забезпечити додаткам або верхнім рівням стека - прикладному та сеансовому - передачу даних з тим ступенем надійності, який їм потрібний. Модель OSI визначає п'ять класів послуг, що надаються транспортним рівнем. Ці види послуг відрізняються якістю: терміновістю, можливістю відновлення перерваного зв'язку, наявністю засобів мультиплексування кількох з'єднань між різними прикладними протоколами через загальний транспортний протокол, а головне - здатністю до виявлення та виправлення помилок передачі, таких як спотворення, втрата та дублювання пакетів.

Як правило, всі протоколи, починаючи з транспортного рівня та вище, реалізуються програмними засобами кінцевих вузлів мережі – компонентами їх мережевих операційних систем. Як приклад транспортних протоколів можна навести протоколи TCP та UDP стека TCP/IP та протокол SPX стека Novell.

) Сеансовий рівень

Сеансовий рівень (Session layer) забезпечує керування діалогом для того, щоб фіксувати, яка зі сторін є активною зараз, а також надає засоби синхронізації. Останні дозволяють вставляти контрольні точки в довгі передачі, щоб у разі відмови можна було повернутися назад до останньої контрольної точки замість того, щоб починати все спочатку. Насправді деякі додатки використовують сеансовий рівень, і він рідко реалізується як окремих протоколів, хоча функції цього рівня часто поєднують з функціями прикладного рівня і реалізують одному протоколі.

) Рівень уявлення

Рівень подання (Presentation layer) має справу з формою подання інформації, що передається по мережі, не змінюючи при цьому її змісту. За рахунок рівня подання інформація, що передається прикладним рівнем однієї системи, завжди буде зрозуміла прикладному рівню в іншій системі. За допомогою засобів даного рівня протоколи прикладних рівнів можуть подолати синтаксичні відмінності у поданні даних або відмінності кодів символів, наприклад кодів ASCII та EBCDIC. На цьому рівні може виконуватися шифрування та дешифрування даних, завдяки якому секретність обміну даними забезпечується одразу для всіх прикладних служб. Прикладом такого протоколу є Secure Socket Layer (SSL), який забезпечує секретний обмін повідомленнями для протоколів прикладного рівня стека TCP/IP.

) Прикладний рівень

Існує дуже велика різноманітність служб прикладного рівня. Наведемо як приклади протоколів прикладного рівня хоча б кілька найпоширеніших реалізацій файлових служб: NCP в операційній системі Novell NetWare, 8MB у Microsoft Windows NT, NFS, FTP і TFTP, що входять у стек TCP/IP.

кодування комунікаційний протокол інтерфейс

Розділ 2. Рівень мережевої взаємодії інтерфейсів мережі

Стрижнем усієї архітектури є рівень міжмережевої взаємодії, який реалізує концепцію передачі пакетів у режимі без встановлення з'єднань, тобто дейтаграмним способом. Саме цей рівень забезпечує можливість переміщення пакетів через мережу, використовуючи той маршрут, який на даний момент є найбільш раціональним. Цей рівень називають рівнем internet, вказуючи цим на основну його функцію - передачу даних через складову мережу.

Основним протоколом мережного рівня (у термінах моделі OSI) у стеку є протокол IP (Internet Protocol). Цей протокол спочатку проектувався як протокол передачі пакетів у складових мережах, що з великої кількості локальних мереж, об'єднаних як локальними, і глобальними зв'язками. Тому протокол IP добре працює в мережах зі складною топологією, раціонально використовуючи наявність у них підсистем та економно витрачаючи пропускну здатність низькошвидкісних ліній зв'язку. Оскільки протокол IP є дейтаграмним протоколом, він гарантує доставку пакетів до вузла призначення, але намагається це.

До рівня міжмережевої взаємодії відносяться і всі протоколи, пов'язані зі складанням та модифікацією таблиць маршрутизації, такі як протоколи збору маршрутної інформації RIP (Routing Internet Protocol) та OSPF (Open Shortest Path First), а також протокол міжмережевих керуючих повідомлень ICMP (Internet Control Message Protocol) ). Останній протокол призначений для обміну інформацією про помилки між маршрутизаторами мережі та вузлом-джерелом пакета. За допомогою спеціальних пакетів ICMP повідомляє про неможливість доставки пакета, про перевищення часу життя або тривалість складання пакету з фрагментів, про аномальні величини параметрів, про зміну маршруту пересилання та типу обслуговування, про стан системи тощо.

Основний рівень

Оскільки на мережному рівні не встановлюються з'єднання, то немає жодних гарантій, що всі пакети будуть доставлені в місце призначення цілими і неушкодженими або прийдуть у тому порядку, в якому вони були відправлені. Це завдання - забезпечення надійного інформаційного зв'язку між двома кінцевими вузлами - вирішує основний рівень стека TCP/IP, званий також транспортним.

На цьому рівні функціонують протокол керування передачею TCP (Transmission Control Protocol) та протокол дейтаграм користувача UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP забезпечує надійну передачу повідомлень між віддаленими прикладними процесами з допомогою утворення логічних сполук. Цей протокол дозволяє рівнорангові об'єкти на комп'ютері-відправнику та комп'ютері-одержувачі підтримувати обмін даними в дуплексному режимі. TCP дозволяє без помилок доставити сформований одному з комп'ютерів потік байт будь-який інший комп'ютер, що входить у складову мережу. TCP ділить потік байт на частини - сегменти, і передає їх нижче рівня міжмережевого взаємодії. Після того, як ці сегменти будуть доставлені засобами рівня міжмережевої взаємодії до пункту призначення, протокол TCP знову збере їх у безперервний потік байт.

Протокол UDP забезпечує передачу прикладних пакетів дейтаграмним способом, як і головний протокол рівня міжмережевої взаємодії IP, і виконує тільки функції сполучної ланки (мультиплексора) між мережевим протоколом і численними службами прикладного рівня або процесами користувача.

Прикладний рівень

Прикладний рівень об'єднує всі служби, що надаються системою програм користувача. За довгі роки використання в мережах різних країн та організацій стек TCP/IP накопичив велику кількість протоколів та служб прикладного рівня. Прикладний рівень реалізується програмними системами, збудованими в архітектурі клієнт-сервер, що базуються на протоколах нижніх рівнів. На відміну від протоколів інших трьох рівнів, протоколи прикладного рівня займаються деталями конкретного додатка і «не цікавляться» методами передачі по мережі. Цей рівень постійно розширюється за рахунок приєднання до старих, що пройшли багаторічну експлуатацію мережевих служб типу Telnet, FTP, TFTP, DNS, SNMP порівняно нових таких служб, наприклад, як протокол передачі гіпертекстової інформації HTTP.

Рівень мережних інтерфейсів

Ідеологічною відмінністю архітектури стека TCP/IP від багаторівневої організації інших стеків є інтерпретація функцій найнижчого рівня - рівня мережевих інтерфейсів. Протоколи цього рівня повинні забезпечувати інтеграцію в складову мережу інших мереж, причому завдання ставиться так: мережа TCP/IP повинна мати засоби включення будь-якої іншої мережі, яку б внутрішню технологію передачі даних ця мережа не використовувала. Звідси випливає, що цей рівень не можна визначити раз і назавжди. Для кожної технології, що включається до складової мережі підмережі, повинні бути розроблені власні інтерфейсні засоби. До таких інтерфейсних засобів належать протоколи інкапсуляції IP-пакетів рівня міжмережевої взаємодії у кадри локальних технологій. Наприклад, документ RFC 1042 визначає способи інкапсуляції IP-пакетів у кадри технологій IEEE 802. Для цих цілей повинен використовуватися заголовок LLC/SNAP, причому в полі Type заголовка SNAP має бути вказаний код 0х0800. Тільки для протоколу Ethernet в RFC 1042 зроблено виняток - крім заголовка LLC/SNAP дозволяється використовувати кадр Ethernet DIX, що не має заголовка LLC, але має поле Type. У мережах Ethernet доцільним є інкапсуляція IP-пакету в кадр Ethernet DIX.

Рівень мережних інтерфейсів у протоколах TCP/IP не регламентується, але він підтримує всі популярні стандарти фізичного та канального рівнів: для локальних мереж це Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальних мереж - протоколи з'єднань точка-точка» SLIP та РРР, протоколи територіальних мереж з комутацією пакетів Х.25, frame relay. Розроблено також спеціальну специфікацію, що визначає використання технології АТМ як транспорт канального рівня. Зазвичай з появою нової технології локальних чи глобальних мереж вона швидко входить у стек TCP/IP з допомогою розробки відповідного RFC, визначального метод інкапсуляції IP-пакетів у її кадри (специфікація RFC 1577, визначальна роботу IP через мережі АТМ, з'явилася 1994 року невдовзі після прийняття основних стандартів цієї технології).

Розділ 3. Стек протоколу TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) – це промисловий стандарт стека протоколів, розроблений для глобальних мереж.

Стандарти TCP/IP опубліковані в серії документів, названих Request for Comment (RFC). Документи RFC описують внутрішню роботу мережі Internet. Деякі RFC описують мережеві сервіси чи протоколи та його реалізацію, тоді як інші узагальнюють умови застосування. Стандарти TCP/IP завжди публікуються як документи RFC, але не всі RFC визначають стандарти.

Стек був розроблений з ініціативи Міністерства оборони США (Department of Defence, DoD) понад 20 років тому для зв'язку експериментальної мережі ARPAnet з іншими сателітними мережами як набір загальних протоколів для різнорідного обчислювального середовища. Мережа ARPA підтримувала розробників та дослідників у військових галузях. У мережі ARPA зв'язок між двома комп'ютерами здійснювався з використанням протоколу Internet Protocol (IP), який і до сьогодні є одним з основних у стеку TCP/IP і фігурує у назві стека.

Великий внесок у розвиток стека TCP/IP зробив університет Берклі, реалізувавши протоколи стека у своїй версії ОС UNIX. Широке поширення ОС UNIX призвело і до поширення протоколу IP та інших протоколів стека. На цьому ж стеку працює всесвітня інформаційна мережа Internet, чий підрозділ Internet Engineering Task Force (IETF) робить основний внесок у вдосконалення стандартів стека, що публікуються у формі специфікацій RFC.

Отже, провідна роль стека TCP/IP пояснюється такими його властивостями:

· Це найбільш завершений стандартний і водночас популярний стек мережевих протоколів, що має багаторічну історію.

· Багато великих мереж передають основну частину свого трафіку за допомогою протоколу TCP/IP.

· Це спосіб отримання доступу до мережі Internet.

· Цей стек є основою створення intranet- корпоративної мережі, використовує транспортні послуги Internet і гіпертекстову технологію WWW, розроблену в Internet.

· Усі сучасні операційні системи підтримують стек TCP/IP.

· Це гнучка технологія для з'єднання різнорідних систем на рівні транспортних підсистем, так і на рівні прикладних сервісів.

· Це стійке масштабоване міжплатформне середовище для програм клієнт-сервер.

Оскільки стек TCP/IP розробили до появи моделі взаємодії відкритих систем ISO/OSI, хоча він також має багаторівневу структуру, відповідність рівнів стека TCP/IP рівням моделі OSI досить умовно.

Структура протоколів TCP/IP наведено малюнку 2. Протоколи TCP/IP діляться на 4 рівня .

Мал. 2. Стек TCP/IP

Найнижчий (рівень IV) відповідає фізичному та канальному рівням моделі OSI. Цей рівень у протоколах TCP/IP не регламентується, але підтримує всі популярні стандарти фізичного та канального рівня: для локальних мереж це Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальних мереж – протоколи з'єднань "точка-точка" SLIP та PPP, протоколи територіальних мереж з комутацією пакетів X.25, frame relay. Розроблено також спеціальну специфікацію, що визначає використання технології ATM як транспорт канального рівня. Зазвичай з появою нової технології локальних чи глобальних мереж вона швидко входить у стек TCP/IP з допомогою розробки відповідного RFC, визначального метод інкапсуляції пакетів IP її кадри.

Наступний рівень (рівень III) – це рівень міжмережевої взаємодії, що займається передачею пакетів з використанням різних транспортних технологій локальних мереж, територіальних мереж, ліній спеціального зв'язку тощо.

Як основний протокол мережного рівня (у термінах моделі OSI) у стеку використовується протокол IP, який спочатку проектувався як протокол передачі пакетів у складових мережах, що з великої кількості локальних мереж, об'єднаних як локальними, і глобальними зв'язками. Тому протокол IP добре працює в мережах зі складною топологією, раціонально використовуючи наявність у них підсистем та економно витрачаючи пропускну здатність низькошвидкісних ліній зв'язку. Протокол IP є дейтаграмним протоколом, тобто він гарантує доставку пакетів до вузла призначення, але намагається це.

До рівня міжмережевої взаємодії відносяться і всі протоколи, пов'язані зі складанням та модифікацією таблиць маршрутизації, такі як протоколи збору маршрутної інформації RIP (Routing Internet Protocol) та OSPF (Open Shortest Path First), а також протокол міжмережевих керуючих повідомлень ICMP (Internet Control Message Protocol) ). Останній протокол призначений для обміну інформацією про помилки між маршрутизаторами мережі та вузлом – джерелом пакета. За допомогою спеціальних пакетів ICMP повідомляється про неможливість доставки пакета, про перевищення часу життя або тривалість складання пакету з фрагментів, про аномальні величини параметрів, про зміну маршруту пересилання та типу обслуговування, про стан системи тощо.

Наступний рівень (рівень ІІ) називається основним. На цьому рівні функціонують протокол керування передачею TCP (Transmission Control Protocol) та протокол дейтаграм користувача UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP забезпечує надійну передачу повідомлень між віддаленими прикладними процесами з допомогою утворення віртуальних з'єднань. Протокол UDP забезпечує передачу прикладних пакетів дейтаграмним способом, як і IP, і виконує лише функції сполучної ланки між мережевим протоколом та численними прикладними процесами.

Верхній рівень (рівень І) називається прикладним. За довгі роки використання в мережах різних країн та організацій стек TCP/IP накопичив велику кількість протоколів та сервісів прикладного рівня. До них відносяться такі широко використовувані протоколи, як протокол копіювання файлів FTP, протокол емуляції терміналу telnet, поштовий протокол SMTP, що використовується в електронній пошті мережі Internet, гіпертекстові послуги доступу до віддаленої інформації, такі як WWW та багато інших.

ВИСНОВОК

Отже, формалізовані правила, що визначають послідовність і формат повідомлень, якими обмінюються мережеві компоненти, що лежать одному рівні, але у різних вузлах, називаються протоколом.

Програмний модуль, який реалізує деякий протокол, часто для стислості також називають «протоколом». При цьому співвідношення між протоколом-формально визначеною процедурою і протоколом-програмним модулем, що реалізує цю процедуру, аналогічно співвідношенню між алгоритмом вирішення деякої задачі та програмою, що вирішує це завдання.

Зрозуміло, що той самий алгоритм може бути запрограмований з різним ступенем ефективності. Так само і протокол може мати кілька програмних реалізації. Саме тому при порівнянні протоколів слід враховувати не лише логіку їхньої роботи, а й якість програмних рішень. Більше того, на ефективність взаємодії пристроїв у мережі впливає якість усієї сукупності протоколів, що становлять стек, зокрема, наскільки раціонально розподілені функції між протоколами різних рівнів та наскільки добре визначені інтерфейси між ними.

Протоколи реалізуються як комп'ютерами, а й іншими мережевими пристроями - концентраторами, мостами, комутаторами, маршрутизаторами тощо. Справді, у випадку зв'язок комп'ютерів у мережі здійснюється безпосередньо, а через різні комунікаційні устройства. Залежно від типу пристрою у ньому мають бути вбудовані кошти, реалізують той чи інший набір протоколів.

СПИСОК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ

1. Бройдо В.Л. «Обчислювальні системи, мережі та телекомунікації»: Підручник для вузів. 2-ге вид. - СПб.: Пітер, 2006

Оліфер В.Г., Оліфер Н.А. "Комп'ютерні мережі. Принципи, технології, протоколи»: вид. Четверте, Підручник для ВНЗ - Пітер, 2010 р.

Таненбаум Еге. «Комп'ютерні мережі»: 4-те вид. - СПб.: Пітер, 2003

Тільки-но почали працювати мережевим адміністратором? Не хочете виявитися спантеличеним? Наша стаття стане вам у пригоді. Чули, як перевірений часом адміністратор каже про мережні неполадки та згадує якісь рівні? Може вас колись питали на роботі, які рівні захищені та працюють, якщо ви використовуєте старий брандмауер? Щоб розібратися з основами інформаційної безпеки, слід зрозуміти принцип ієрархії моделі OSI. Спробуємо побачити можливості цієї моделі.

Системний адміністратор, що поважає себе, повинен добре розбиратися в мережевих термінах.

У перекладі з англійської – базова еталонна модель взаємодії відкритих систем. Точніше, мережева модель стеку мережевих протоколів OSI/ISO. Введена в 1984 році як концептуальна основа, що розділила процес відправлення даних у всесвітньому павутинні на сім нескладних етапів. Вона не є найпопулярнішою, оскільки затягнулася розробка специфікації OSI. Стек протоколів TCP/IP вигідніший і вважається основною моделлю, що використовується. Втім, у вас є величезний шанс зіткнутися з моделлю OSI на посаді адміністратора або в IT-сфері.

Створено безліч специфікацій та технологій для мережевих пристроїв. У такому розмаїтті легко заплутатися. Саме модель взаємодії відкритих систем допомагає розуміти один одного мережевим пристроям, які використовують різні методи спілкування. Зауважимо, що найбільш корисною є OSI для виробників програмного та апаратного забезпечення, які займаються проектуванням сумісної продукції.

Запитайте, яка ж у цьому користь для вас? Знання багаторівневої моделі дасть вам можливість вільного спілкування зі співробітниками IT-компаній, обговорення мережевих неполадок вже не буде нудьгою. А коли ви навчитеся розуміти, на якому етапі стався збій, зможете легко знаходити причини та значно скорочувати діапазон своєї роботи.

Рівні OSI

Модель містить у собі сім спрощених етапів:

Фізичний.
Канальний.
Мережевий.
Транспортний.
сеансовий.
Представницький.
Прикладний.

Чому розкладання на кроки полегшує життя? Кожен із рівнів відповідає певному етапу відправки мережного повідомлення. Всі кроки послідовні, отже, функції виконуються незалежно, немає потреби в інформації про роботу на попередньому рівні. Єдина необхідна складова - спосіб отримання даних з попереднього кроку і яким чином пересилається інформація на наступний крок.

Перейдемо до безпосереднього ознайомлення з рівнями.

Фізичний рівень

Головне завдання першого етапу – пересилання бітів через фізичні канали зв'язку. Фізичні канали зв'язку - пристрої, створені передачі та прийому інформаційних сигналів. Наприклад, оптоволокно, коаксіальний кабель або кручена пара. Пересилання може проходити через бездротовий зв'язок. Перший етап характеризується середовищем передачі: захистом від перешкод, смугою пропускання, хвильовим опором. Так само задаються якості кінцевих електричних сигналів (вид кодування, рівні напруги і швидкість передачі сигналу) і підводяться до стандартних типів роз'ємів, призначаються контактні з'єднання.

Функції фізичного етапу здійснюються абсолютно на кожному пристрої, підключеному до мережі. Наприклад, мережний адаптер реалізує ці функції комп'ютера. Ви могли зіткнутися з протоколами першого кроку: RS -232, DSL і 10Base-T, що визначають фізичні характеристики каналу зв'язку.

Канальний рівень

З другого краю етапі зв'язуються абстрактний адресу пристрою з фізичним пристроєм, перевіряється доступність середовища передачі. Біти формуються у набори – кадри. Основне завдання канального рівня - виявлення та виправлення помилок. Для коректного пересилання перед кадром і після нього вставляються спеціалізовані послідовності бітів і додається вирахована контрольна сума . Коли кадр досягає адресата, знову вираховується контрольна сума даних, якщо вона збігається з контрольною сумою в кадрі, кадр визнається правильним. В іншому випадку з'являється помилка, що виправляється через повторну передачу інформації.

Канальний етап уможливлює передачу інформації завдяки спеціальній структурі зв'язків. Зокрема через протоколи канального рівня працюють шини, мости, комутатори. У специфікації другого кроку входять: Ethernet, Token Ring та PPP. Функції канального етапу в комп'ютері виконують мережні адаптери та драйвери до них.

Мережевий рівень

У стандартних ситуаціях функцій канального етапу бракує високоякісної передачі. Специфікації другого кроку можуть передавати дані лише між вузлами з однаковою топологією, наприклад, дерева. Виникає необхідність у третьому етапі. Потрібно утворити об'єднану транспортну систему з розгалуженою структурою для кількох мереж, які мають довільну структуру і відрізняються методом пересилання даних.

Якщо по-іншому, то третій крок обробляє інтернет-протокол і виконує функцію маршрутизатора: пошук найкращого шляху для інформації. Маршрутизатор - пристрій, що збирає дані про структуру міжмережевих з'єднань і передає пакети до мережі призначення (транзитні передачі - хопи). Якщо ви стикаєтеся з помилкою в IP-адресі, це проблема, що виникла на мережному рівні. Протоколи третього етапу розбиваються на мережеві, маршрутизації чи дозволи адрес: ICMP, IPSec, ARP і BGP.

Транспортний рівень

Щоб дані дійшли до додатків та верхніх рівнів стека, потрібний четвертий етап. Він надає необхідний рівень надійності передачі. Є п'ять класів послуг транспортного етапу. Їх відмінність полягає у терміновості, здійсненності відновлення перерваного зв'язку, здатності виявити та виправити помилки передачі. Наприклад, втрата чи дублювання пакетів.

Як вибрати клас послуг транспортного етапу? Коли якість каналів транспортування зв'язку висока, адекватним вибором виявиться полегшений сервіс. Якщо канали зв'язку на початку працюють небезпечно, доцільно вдатися до розвиненого сервісу, який забезпечить максимальні можливості для пошуку та вирішення проблем (контроль поставки даних, тайм-аути доставки). Специфікації четвертого етапу: TCP та UDP стека TCP/IP, SPX стека Novell.

Об'єднання перших чотирьох рівнів називається транспортною підсистемою. Вона сповна надає вибраний рівень якості.

Сеансовий рівень

П'ятий етап допомагає у регулюванні діалогів. Не можна, щоб співрозмовники переривали один одного чи розмовляли синхронно. Сеансовий рівень запам'ятовує активну сторону в конкретний момент та синхронізує інформацію, узгоджуючи та підтримуючи з'єднання між пристроями. Його функції дозволяють повернутися до контрольної точки під час довгого пересилання і не починати все заново. Також на п'ятому етапі можна припинити з'єднання після завершення обміну інформацією. Специфікації сеансового рівня: NetBIOS.

Представницький рівень

Шостий етап бере участь у трансформації даних в універсальний формат, що розпізнається, без зміни змісту. Так як у різних пристроях утилізуються різні формати, інформація, оброблена на представницькому рівні, дає можливість системам розуміти один одного, долаючи синтаксичні та кодові відмінності. Крім того, на шостому етапі з'являється можливість шифрування та дешифрування даних, що забезпечує секретність. Приклади протоколів: ASCII та MIDI, SSL.

Прикладний рівень

Сьомий етап у нашому списку і перший, якщо програма надсилає дані через мережу. Складається з наборів специфікацій, якими користувач , Web-сторінкам. Наприклад, при надсиланні повідомлень поштою саме на прикладному рівні вибирається зручний протокол. Склад специфікацій сьомого етапу дуже різноманітний. Наприклад, SMTP та HTTP, FTP, TFTP або SMB.

Ви можете почути десь про восьмий рівень моделі ISO. Офіційно його не існує, але серед працівників IT-сфери з'явився жартівливий восьмий етап. Все через те, що проблеми можуть виникнути з вини користувача, а як відомо, людина знаходиться на вершині еволюції, ось і з'явився восьмий рівень.

Розглянувши модель OSI, ви змогли розібратися зі складною структурою роботи мережі та тепер розумієте суть вашої роботи. Все стає досить просто, коли процес розбивається на частини!

Комунікація, зв'язок, радіоелектроніка та цифрові прилади

Зазначені завдання вирішуються за допомогою системи протоколів та стандартів, що регламентують нормалізовані процедури взаємодії елементів мережі при встановленні зв'язку та передачі даних. Протокол це набір правил і методів взаємодії об'єктів обчислювальної мережі, що охоплює основні процедури алгоритми та формати взаємодії, що забезпечують коректність узгодження перетворення та передачі даних у мережі. Говорячи різними мовами люди можуть не розуміти один одного також і мережі, що використовують різні протоколи.

Модель взаємодії відкритих систем

Управління таким складним, що використовує численну та різноманітну апаратуру процесом, як передача та обробка даних у розгалуженій мережі, вимагає формалізації та стандартизації процедур:

Виділення та звільнення ресурсів комп'ютерів та системи телекомунікації;

Встановлення та роз'єднання з'єднань;

Маршрутизації, погодження, перетворення та передачі даних;

контролю правильності передачі;

Виправлення помилок тощо.

Необхідність стандартизації протоколів важлива й у розуміння мережами друг

друга при їх взаємодії.

Протокол - це набір правил і методів взаємодії об'єктів обчислювальної мережі, що охоплює основні процедури, алгоритми та формати взаємодії, що забезпечують коректність узгодження, перетворення та передачі даних у мережі. Реалізацією протокольних процедур зазвичай управляють спеціальні програми, рідше апаратні засоби.

Протоколи для мереж те ж саме, що мова для людей. Говорячи різними мовами, люди можуть не розуміти один одного, також і мережі, які використовують різні протоколи. Але й у мережі протоколи забезпечують різні варіанти поводження з інформацією, різні види сервісу під час роботи з нею. Від ефективності цих сервісів, їх надійності, простоти, зручності та поширеності залежить те, наскільки ефективна та зручна взагалі робота людини в мережі.

Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO International International Organisation for Standardization) розроблена система стандартних протоколів, що отримала назву моделі взаємодії відкритих систем (Open System Interconnection OSI), часто звана також еталонною семирівневою логічною моделлю відкритих систем.

Відкрита система - система, доступна для взаємодії з іншими системами відповідно до прийнятих стандартів.

Ця система протоколів базується на технології «розділяй і володарюй», тобто на поділі всіх процедур взаємодії на окремі дрібні функціональні рівні, для кожного з яких легше створити стандартні алгоритми їх побудови.

Модель OSI є найзагальнішими рекомендаціями для побудови стандартів сумісних мережних програмних продуктів, вона ж є базою для виробників при розробці сумісного мережевого обладнання, тобто ці рекомендації повинні бути реалізовані як в апаратурі, так і в програмних засобах обчислювальних мереж. В даний час модель взаємодії відкритих систем є найбільш популярною мережевою архітектурною моделлю. Модель регламентує загальні функції, а чи не спеціальні рішення, тому вирішені мережі мають достатньо простору для маневру. Отже, для упорядкування функцій управління та протоколів обчислювальної мережі вводяться функціональні рівні. У випадку мережа повинна мати 7 функціональних рівнів (табл. 11.1).

Таблиця 11.1. Рівні керування моделі OSI

Рівень OSI

Призначення

Приклади протоколів

7 Прикладний Забезпечує прикладні процеси

користувача засобу доступу до мережевих ресурсів; є інтерфейсом між програмами користувача та мережею. Має інтерфейс із користувачем

6 Подання Встановлює стандартні методи

представлення даних, які зручні всім взаємодіючих об'єктів прикладного рівня. Має інтерфейс із прикладними програмами

5 Сеансовий Забезпечує засоби, необхідні
мережевим об'єктам для організації,
синхронізації та адміністративного
управління обміном даних між ними

4 Транспортний Забезпечує надійну, економічну та «прозору» передачу даних між взаємодіючими об'єктами сеансового рівня

3 Мережевий Забезпечує маршрутизацію передачі
даних у мережі, встановлює логічний
канал між об'єктами для реалізації
протоколів транспортного рівня

2 Канальний Забезпечує безпосередній зв'язок

об'єктів мережного рівня, функціональні та процедурні засоби її підтримки для ефективної реалізації протоколів мережного рівня

1 Фізичний Формує фізичне середовище передачі

даних, встановлює з'єднання об'єктів мережі з цим середовищем

Х .400, NCR HTTP, SMTP, FTP, FTAM, SAP, DNS, Telnetі т.д. д.

X.226

X.225, RPC, NetBEUT і т.д. д.

Х .224, TCP, UDP, NSP, SPX, SPP, RHі т.д. д.

X.25, X.75, IP, IPX, IDP, TH, DNA-4і т.д. д.

LAP-B, HDLC, SNAP, SDLC, IEEE 802.2і т.д. д.

Ethernet, Arcnet, Token Ring, IEEE 802.3, 5

Коротко пояснимо призначення протоколів OSI.

Прикладний рівень (application) управління терміналами мережі та прикладними процесами, які є джерелами та споживачами інформації, що передається в мережі. Знає запуском програм користувача, їх виконанням, введенням-виводом даних, керуванням терміналами, адміністративним керуванням мережею. На цьому рівні забезпечується надання користувачам різних послуг, пов'язаних із запуском його програм, починаючи від простої передачі даних до формування технології віртуальної реальності. На цьому рівні функціонують технології, які є ніби надбудовою над інфраструктурою власне передачі даних: електронної пошти, теле- та відеоконференцій, віддаленого доступу до ресурсів, роботи в середовищі Всесвітньої інформаційної павутини і т.д.

Рівень представлення (presentation) - інтерпретація і перетворення даних, що передаються в мережі, до виду, зручного для прикладних процесів. Забезпечує подання даних у узгоджених форматах та синтаксисі, трансляцію та інтерпретацію програм з різних мов, шифрування даних. На практиці багато функцій цього рівня задіяні на прикладному рівні, тому протоколи рівня уявлень не набули розвитку і в багатьох мережах практично не використовуються.

Сеансовий рівень (session) - організація та проведення сеансів зв'язку між прикладними процесами (ініціалізація та підтримка сеансу між абонентами мережі, управління черговістю та режимами передачі даних: симплекс, напівдуплекс, дуплекс, наприклад). Багато функцій цього рівня в частині встановлення з'єднання та підтримки впорядкованого обміну даними на практиці реалізуються на транспортному рівні, тому протоколи сеансового рівня мають обмежене застосування.

Транспортний рівень (transport) управління сегментуванням даних (сегмент блок даних транспортного рівня) та наскрізною передачею (транспортуванням) даних від джерела до споживача (обмін керуючої інформацією та встановлення між абонентами логічного каналу, забезпечення якості передачі даних). На цьому рівні оптимізується використання послуг, що надаються на мережному рівні, щодо забезпечення максимальної пропускної спроможності при мінімальних витратах. Протоколи транспортного рівня розвинені дуже і інтенсивно використовуються практично. Велику увагу на цьому рівні приділено контролю достовірності інформації, що передається.

Мережевий рівень (network) ¦ управління логічним каналом передачі у мережі (адресація і маршрутизація даних, комутація: каналів, повідомлень, пакетів і мультиплексування). На цьому рівні реалізується головна телекомунікаційна функція мереж забезпечення зв'язку її користувачів. Кожен користувач мережі обов'язково використовує протоколи цього рівня та має свою унікальну мережеву адресу, яку використовують протоколи мережного рівня. На цьому рівні виконується структуризація даних розбивка їх на пакети і присвоєння пакетам мережевих адрес (пакет блок даних мережного рівня).

Канальний рівень (data link) ¦ формування та управління фізичним каналом передачі даних між об'єктами мережевого рівня (встановлення, підтримка та роз'єднання логічних каналів), забезпечення прозорості (кодонезалежності) фізичних з'єднань, контролю та виправлення помилок передачі). Протоколи цього рівня дуже численні та суттєво відрізняються один від одного своїми функціональними можливостями. На цьому рівні діють, наприклад, протоколи доступу до моноканала. Управління виконується на рівні кадрів (кадр блок даних на канальному рівні). Фізичний рівень (physical) - встановлення, підтримання та розірвання з'єднань з фізичним каналом мережі (забезпечення потрібними фізичними реквізитами підключення до фізичного каналу). Управління виконується лише на рівні бітів цифрових (імпульси, їх амплітуда, форма) і аналогових (амплітуда, частота, фаза безперервного сигналу).

Блоки інформації, що передаються між рівнями, мають стандартний формат: заголовок (header), службова інформація, дані, кінцевик. Кожен рівень під час передачі блоку інформації нижчестоящему рівню забезпечує його заголовком. Заголовок вищестоящого рівня сприймається нижчестоящим як дані, що передаються. На рис. 11.6 показано структуру передачі даних моделі OSI з доданими заголовками.

Мал. 11.6. Структура передачі даних моделі OSI

Кошти кожного рівня відпрацьовують протокол свого рівня та інтерфейси із сусідніми рівнями. Нижчі рівні забезпечують можливість функціонування вищестоящих; у своїй кожен рівень має інтерфейс лише з сусідніми рівнями і кожному рівні управління обумовлюється: - специфікація послуг (що робить рівень?); - Специфікація протоколів (як це робиться?).

Набір протоколів, достатній організації взаємодії у мережі, називається стеком комунікаційних протоколів.

Зазначені рівні управління можна за різними ознаками поєднувати в групи:

Рівні 1, 2 та частково 3 реалізуються здебільшого за рахунок апаратних засобів; верхні рівні з 4 по 7 та частково 3 забезпечуються програмними засобами;

рівні 1 і 2 обслуговують абонентську підмережу, рівні 3 і 4 комунікаційну підмережу, рівні 5-7 обслуговують прикладні процеси, що виконуються в мережі;

Рівні 1 та 2 відповідальні за фізичні сполуки; рівні 3-6 зайняті організацією передачі, передачею та перетворенням інформації на зрозумілу для абонентської апаратури форму; рівень 7 забезпечує виконання прикладних програм користувача.

Стеки протоколів найбільш поширених мереж мережі Х.25, глобальної мережі Інтернет і локальної обчислювальної мережі NovellNet Ware показані на рис. 11.7.

Мал. 11.7. Стеки протоколів деяких відомих мереж

24.Мережі та мережеві технології нижніх рівнів

Cеть lSDN

Відразу обмовимося, що ті самі найменування технологій можуть бути використані для ідентифікації протоколів і мереж. Наприклад, протокол, що застосовує технологію ISDN, може бути названий протоколом ISDN, а мережу, побудовану з використанням цієї технології, можна назвати мережею ISDN. Цифрова мережа з інтеграцією послуг ISDN (Integrated Serviced Digital Network) використовує цифрові канали зв'язку в режимі комутації каналів. Це найпопулярніша і найпоширеніша цифрова мережа з комутацією каналів як у Європі, так і на інших континентах (за поширеністю вона поступається лише аналоговою телефонною мережею). Спочатку ISDN замислювалася як мережа, здатна інтегрувати існуючі телефонні мережі з мережами передачі даних, що зароджуються тоді.

Адресація у мережі будується за телефонним принципом. Номер ISDN складається з: 15 десяткових цифр і включає код країни, код мережі і код місцевої підмережі. Код країни такий самий, як у звичайній телефонній мережі. За кодом мережі виконується перехід у задану мережу ISDN. Усередині підмережі для адресації використовуєте; десяткових цифр, що дозволяє детально ідентифікувати будь-який пристрій.

Можливо, в перспективі мережа ISDN буде глобальною цифровою магістраллю, що з'єднує як офісні, так і домашні комп'ютери (і іншу цифрову апаратуру) і високошвидкісну передачу даних, що їх надає власникам.

Основною перевагою мереж ISDN є те, що вони дозволяють об'єднати єдине ціле різні види зв'язку (відео-, аудіопередачу даних). Можна, наприклад, одночасно здійснювати зв'язок кількох видів: розмовляти по відеотелефону і під час розмови виводити на екран комп'ютерів схеми, графіки, кети і т. д. Швидкості передачі даних, що реалізуються мережею: 64 кбіт/с, 128 кбіт/с, дорожчих системах і до 2 Мбіт/с, а потужних мережах на широкосмугових каналах зв'язку до 155 Мбіт/с.

Компоненти мереж ISDN

Компонентами мереж ISDN є (рис. 11.8) термінали (terminals), термінальні адаптери (terminal adapters ТА), мережеві термінали (network termination evices), лінійні термінали (line-termination equipment) і магістральні установки (exchange-termination equipment) ).

Мал. 11.8. Фізична структура мережі ISDN;

Спеціалізовані ISDN-термінали ТЕ1 забезпечують подання даних користувачу та безпосереднє підключення користувача до інтегрованої мережі. Прості термінали ТЕ2 є терміналами у звичайному розумінні цього терміну і не забезпечують безпосереднього підключення користувача до мережі ISDN.

Термінальний адаптер ТА забезпечує підключення найпростіших терміналів до мережі ISDN. Точка пар R використовується для підключення простих терміналів до термінальних адаптерів.

Мережеві термінали NT1 та NT2 забезпечують підключення терміналів користувача до різних точок сполучення мережі ISDN. Точка сполучення S використовується для підключення терміналів користувача до мережного терміналу. Мережевий термінал NT2 забезпечує взаємодію з мережею терміналів користувача, підключених до магістралі S. Точка сполучення Т використовується для підключення мережевих терміналів NT1 і NT2. Точка пару U використовується для підключення мережевого терміналу NT1 до комутатора ISDN.

Інтерфейси мереж ISDN

Користувач може з'єднуватися з мережею як цифровими, так і аналоговими каналами, в останньому випадку на вході мережі виконується аналого-цифрове, а на виході мережі цифро-аналогове перетворення інформації.

Внутрішньомережевий інтерфейс базується на цифрових каналах трьох типів:

У основний канал передачі даних зі швидкістю передачі даних 64 кбіт/с;

D канал передачі керуючої (адресної) інформації, на підставі якої виконується комутація каналів (може передавати і дані користувача з низькою швидкістю) зі швидкістю передачі 16 або 64 кбіт/с;

H | канал високошвидкісної передачі даних користувача зі швидкостями передачі 384 (канал АЛЕ), 1536 (канал Н11), 1920 (канал Н12) кбіт/с.

На підставі цих каналів мережа ISDN підтримує два типи інтерфейсів користувача.

1. Початковий користувальницький інтерфейс BRI (Basic Rate Interface) виділяє користувачу два канали для передачі даних і один канал D (16 кбіт/с) для передачі керуючої інформації (формат 2B+D) і забезпечує загальну пропускну здатність 192 кбіт/с. Дані інтерфейсу передаються 48-бітними кадрами. Передача кадру триває 250 мс, що забезпечує пропускну здатність каналів 64 кбіт/с, а каналу D 16 кбіт/с. Можливе використання не лише формату 2 B+D, а й B+D, і просто D. Протокол фізичного рівня побудований за стандартом 1430/431. Різні канали можуть мультиплексувати (розділяти) один фізичний канал за технологією TDM (Time Division Multiplexing).

2. Основний інтерфейс користувача - інтерфейс первинної швидкості PRI (Primary Rate Interface), забезпечує користувачів більш швидкісною передачею даних, виділяючи йому ресурси за форматами 30B+D (у Європі) або 23B+D (на інших континентах). Сумарна пропускна спроможність становить 2048 кбіт/с у Європі та 1544 кбіт/с на інших континентах (в принципі, відповідним налаштуванням системи можна реалізувати й інші формати: при одному D встановлювати будь-яке значення, але не більше 31). В інтерфейсі PRI можуть використовуватися канали Н, але загальна пропускна спроможність не повинна перевищувати 2048 кбіт/с (тобто для каналів Н11 і Н12 можливий тільки формат H+D). Основний інтерфейс користувача використовують мережі N-ISDN (narrowband). При використанні широкосмугових каналів зв'язку можуть бути організовані потужніші мережі D-ISDN (broadband), здатні передавати дані зі швидкістю 155 000 кбіт/с.

Інтеграція різнорідних трафіків у мережі ISDN виконується за принципом тимчасового поділу (time division multiplexing TDM).

Хоча основний режим мереж ISDN - робота з комутацією каналів, в ній реалізовані також служби, що забезпечують роботу з комутацією пакетів, трансляцією кадрів (Frame Relay), некоммутируемым (виділеним) цифровим каналам і комутованої телефонної мережі загального користування.

Стек протоколів мереж ISDN

У мережах ISDN використовуються два окремих стеки протоколів для каналів D і каналів (Н). Для каналів D використовують протоколи мережі з комутацією пакетів, причому визначені протоколи лише трьох нижніх рівнів.

Фізично використовується протокол за стандартом Т/430/431 (при підключенні мережевого терміналу до комутатора ISDN використовуються кадри довжиною 240 біт).

На канальному рівні керування процесами передачі даних здійснюється шляхом формування викликів. Керуючі команди, які формують виклик, передаються каналами D. Для того щоб забезпечити передачу керуючої інформації виклику конкретному користувачеві з групи, ця інформація передається на двох рівнях моделі OSI на канальному рівні та мережному рівні. Для передачі керуючої інформації на канальному рівні використовується протокол LAP-D (Link Access Procedure D-channel) один з протоколів безлічі HDLC (High-lever Data Link Control Procedure), що включає до свого складу також протоколи LAP-B, що використовуються в мережах Х .25, та LAP-M, що працюють у сучасних модемах. Протоколи безлічі HDLC здійснюють передачу даних як кадрів змінної довжини. Початок та кінець кадру позначаються спеціальною послідовністю бітів, яка називається прапором.

Кадр протоколу LAP-D містить 5 полів: FLAG, ADRESS, CONTROL, Data, FCS.

Поле Data містить повідомлення, що передається. Поле ADRESS визначає тип інформації, що передається і може містити фізичну адресу терміналу (Terminal Endpoint Identifier), з яким здійснюється проміжне взаємодія при передачі кадру.

Поле CONTROL містить допоміжну інформацію для керування передачею:

Інформаційні кадри (Information Frames) Безпосередня передача керуючих повідомлень мережного рівня ISDN; у 16-розрядному полі CONTROL кадрів даного типу розміщуються 7-розрядні номери переданого та прийнятого кадру для забезпечення виконання процедури керування потоком;

Керуючі кадри (Supervisory Frames), призначені керувати процесом передачі інформаційних кадрів й у вирішення проблем, що з втратами кадрів у процесі передачі;

Ненумеровані кадри (Unnumbered Frames), призначені для встановлення та розривання логічного з'єднання, узгодження параметрів лінії та формування сигналів про виникнення непереборних помилок у процесі передачі даних інформаційними кадрами.

Поля FLAG і FCS - байти обрамлення кадру, причому FCS містить контрольну суму кадру.

На мережному рівні використовується протокол Х.25 (комутатори мереж ISDN виконують роль комутаторів Х.25), або протокол Q.931, що виконує маршрутизацію з комутацією каналів.

Для каналів використовується мережа з комутацією каналів, причому в технології ISDN визначено тільки протокол фізичного рівня, що відповідає стандарту 1.430/431.

На канальному та наступних рівнях управління здійснюється за вказівками, отриманими по каналу D. Якщо ж для каналу D використовується протокол Q.931, для каналу створюється безперервний фізичний канал.

Мережі ISDN можна використовувати для передачі даних, для об'єднання віддалених локальних мереж, для доступу до мережі Інтернет, для інтеграції передачі різного виду трафіку, у тому числі відео та голосового. Термінальними пристроями мережі можуть бути цифрові телефони, комп'ютери з ISDN-адаптером, відео- та аудіообладнання. Основні переваги мереж ISDN:

Надання користувачеві широкого кола якісних послуг: передача даних, телефонія, об'єднання ЛОМ, доступ до Інтернету, передача відео- та аудіотрафіку;

використання звичайних двопровідних ліній зв'язку з мультиплексуванням одного каналу між кількома абонентами;

Більш висока, ніж при роботі з традиційними модемами, швидкість передачі інформації по телефонних каналах зв'язку до 128 кбіт/с на один канал;

Ефективність використання у корпоративних мережах

Недоліки мереж:

Великі одноразові витрати під час створення та модернізації мережі;

Синхронне використання каналів зв'язку, що не дозволяє динамічно підключати до працюючого каналу нових абонентів. Швидкісна межа передачі даних 2048 кбіт/с (у мережі D-ISDN до 155 Мбіт/с). Слід сказати, що для роботи по цифровим каналам зв'язку, особливо виділеним цифровим каналам, існують технології, що дозволяють передавати інформацію з набагато більшими швидкостями. Наприклад, технології SDH (Synchronous Digital Hierarchy) та SONET (Synchronous Optical NET) забезпечують швидкості передачі, зокрема по волоконно-оптичному кабелю, до 2488 Мбіт/с.

Мережа та технологія Х.25

Мережа Х.25 є класичною повнопротокол'ною мережею, розробленою Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO). Ця мережа стала базою інформаційного обміну регіональних і загальноросійських органів управління, інших корпоративних структур. Мережі Х.25, зорієнтовані використання малих і великих комп'ютерів, існують у сотнях міст Росії та базуються на інфраструктурі Ростелекому.

Головною особливістю мережі Х.25 є використання віртуальних каналів задля забезпечення інформаційного взаємодії між компонентами мережі. Віртуальні канали призначені для організації виклику та безпосередньої передачі даних між абонентами мережі. Інформаційний обмін у мережі Х.25 багато в чому схожий на аналогічний процес у мережах ISDN і складається з трьох обов'язкових фаз:

Встановлення дзвінка (віртуального каналу);

Інформаційний обмін віртуальним каналом;

Розрив виклику (віртуального каналу).

Компонентами мережі є пристрої трьох основних категорій:

Термінальні пристрої DTE (Data Terminal Equipment);

Мережеві термінали DCE (Data Circuit-Terminating Equipment);

Магістральні комутатори PSE (Packet Switching Exchange).

Базова технологія Х.25 не має розвинених протоколів прикладного рівня та надає користувачам переважно транспортні послуги передачі даних. Все, що потрібно понад передачу даних, має бути організовано додатково, як надбудова над технологією. Стек протоколів стандарту Х.25 включає обов'язкові тільки протоколи трьох нижніх рівнів; протоколи, які іноді вказуються для верхніх рівнів управління, носять лише рекомендаційний характер.

Фізично використовується протокол Х.21. На канальному рівні використовується LAP-B (Link Access Procedure Balanced) - один із протоколів множини HDLC, що здійснюють передачу даних у вигляді кадрів змінної довжини. Початок та кінець кадру позначаються спеціальною послідовністю бітів, яка називається прапором. Протокол LAP-B описує взаємодію сусідніх вузлів як процедуру із встановленням з'єднання та підтвердженням, при цьому вирішує наступні завдання:

Забезпечення передачі повідомлень, що містять будь-яку кількість бітів та будь-які можливі комбінації бітів - вимога кодової прозорості;

Виконання під час передачі даних процедур, що виявляють помилки, на приймальній стороні;

Захист від втрат або спотворення компонентів повідомлення при виникненні помилки в інформації, що передається;

Підтримка роботи як двоточкових, так і багатоточкових фізичних ланцюгів; - підтримку роботи і дуплексних та напівдуплексних ліній зв'язку;

Забезпечення інформаційного обміну за значних варіацій часу поширення сигналу.

Для забезпечення дисципліни управління процесом передачі даних одна зі станцій, що забезпечують інформаційний обмін, може бути позначена як первинна, а інша (або інші) як вторинна. Кадр, який надсилає первинна станція, називається командою (command). Кадр, який формує та передає вторинна станція, називається відповідь (response).

Протоколи сімейства HDLC здійснюють передачу даних як кадрів змінної довжини. Початок та кінець кадру позначається спеціальною послідовністю бітів, яка називається прапором.

Структура кадру LAP-В

Кадр протоколу LAP-B містить чотири поля: ADRESS, CONTROL, Data, PCS. Поле Data містить дані, що передаються.

У полі ADRESS розташовується біт ознаки C/R (Command/Response), фізичні адреси станції, що приймає і передає.

Вміст поля CONTROL визначає тип кадру:

Інформаційний;

Керуючий;

Ненумерований.

Вторинна станція іноді також передає кадр FRMR для того, щоб зазначити виникнення аварійної ситуації, яка не може бути дозволена шляхом повторної передачі спотвореного кадру.

Режими організації взаємодії на канальному рівні

Вторинна станція сегмента може працювати у двох режимах:

Режим нормальної відповіді;

Режим асинхронної відповіді.

Вторинна станція, яка знаходиться в режимі нормальної відповіді, починає передачу даних тільки в тому випадку, якщо вона отримала команду, що дозволяє, від первинної станції. Вторинна станція, яка знаходиться в режимі асинхронної відповіді, може за своєю ініціативою розпочати передачу кадру або групи кадрів. Станції, які поєднують у собі функції первинних та вторинних станцій, називаються комбінованими. Симетричний режим взаємодії комбінованих станцій називається збалансованим режимом.

На мережному рівні використовується основний протокол Х.25. Процес мережного рівня отримує у своє розпорядження частину смуги пропускання фізичного каналу як віртуального каналу. Повна смуга пропускання каналу ділиться в рівних пропорціях між віртуальними каналами, які активні в поточний момент У мережі Х.25 існує два типи віртуальних каналів SVC віртуальні канали і постійні віртуальні канали PVC.

Пакет Х.25 складається як мінімум із трьох байтів, які визначають заголовок пакета. Перший байт містить чотири біти ідентифікатора загального формату i чотири біти номера групи логічного каналу. Другий байт містить номер логічного каналу, а третій ідентифікатор типу пакета.

Пакети в мережі бувають двох типів:

Керуючі пакети;

Пакети даних.

Тип пакета визначається значенням молодшого ідентифікатора біта типу пакета. Мережеві адреси одержувача та відправника пакета складаються з двох частин:

Data Network ID Code (DNIC) містить 4 десяткові цифри, що визначають код країни та номер провайдера;

Network Terminal Number містить 10 або 11 десяткових цифр, які провайдер визначає для ідентифікації конкретного користувача.

протоколи вищих рівнів стандартом не визначаються, але використовуються Зазвичай додатково розроблені OSI-протоколи: на транспортному рівні X.224, на сеансовому рівні Х.225, на рівні подання Х.226 і на приладному рівні Х.400 протокол передачі електронної пошти, CMIP (Common Management Information Protocol) - загальний інформаційний протокол управління, FTAM (File Transfer, Access and Management) - протокол передачі, доступу та управління файлами і т.д.

Мережа використовує комутацію пакетів та є однією з найпоширеніших корпоративних мереж цього типу. Її популярність визначається, передусім, тим, що вона на відміну Інтернету дає гарантії коефіцієнта готовності мережі (одного з показників надійності). Мережа Х.25 добре працює на ненадійних лініях зв'язку завдяки використанню протоколів підтвердження встановлення з'єднань та корекції помилок на двох рівнях: канальному та мережевому.

3 мережах Х.25 найбільш розвинені протоколи канального та мережевого рівнів. На канальному рівні потік даних структурується на кадри (фрейми), кожен кадр обрамляється прапорами (операторними дужками, унікальними кодами) та містить службову інформацію (поле адреси, поле управління з послідовним номером кадру та поле контрольної суми для перевірки достовірності) та поле даних. Тут виконується управління потоком даних між сусідніми вузлами мережі, визначається оптимальний за швидкістю режим передачі, виходячи з протяжності каналу та його якості, здійснюється контроль за появою помилок. Контроль за помилками здійснюється у всіх вузлах мережі. При передачі даних кожному транзитному вузлу присвоюється порядковий номер і після проведення контролю, одночасно з передачею пакета на наступний вузол, попередньому передається повідомлення про підтвердження прийому. У разі виявлення помилок виконується повторна передача інформації.

На мережному рівні виконується об'єднання (мультиплексування) кадрів, що передаються з різних каналів в один потік. При цьому цей потік знову структурується розбивається на пакети, виконується маршрутизація пакетів на базі інформації, що міститься в їх заголовках.

Складання, а потім розбирання пакетів виконує спеціальний пристрій «складальник-забірник пакетів» (PAD, Packet Assembler Disassembler). Крім процедур складання-розбирання PAD виконує управління процедурами встановлення з'єднання л роз'єднання по всій мережі з потрібними комп'ютерами, формування та передачу старт-стопних кодів та бітів перевірки на парність, просування пакетів по мережі.

Доступ користувачів до мережі Х.25 може виконуватись у монопольному та пакетному режимах. Прості термінали користувачів, наприклад, касові апарати, банкомати, можна підключати до мережі безпосередньо через PAD. Ці термінали можуть бути вбудованими та віддаленими, в останньому випадку можна використовувати інтерфейс RS-232C.

Переваги мережі Х.25:

У мережі забезпечується гарантована доставка пакетів;

Висока надійність мережі через постійний ефективний контроль за появою помилок та наявності механізму альтернативної маршрутизації, за допомогою якого крім основного маршруту прораховується і кілька резервних;

Можливість роботи як по аналогових, так і цифрових каналах, як по виділених, так і комутованих каналах;

Можливість у режимі реального часу поділу одного фізичного каналу доступу між кількома абонентами (оплата буде виконуватися у разі не весь час з'єднання, лише час передачі бітів інформації користувача).

Недоліки мережі Х.25:

Невисока, обумовлена розвиненими механізмами контролю достовірності інформації швидкість передачі даних зазвичай у межах від 56 до 64 кбіт/с;

Неможливість передавати чутливий до тимчасових затримок трафік (оцифрований голос, відеоінформацію), що зумовлено необхідністю частої повторної передачі спотворених кадрів у каналах зв'язку поганої якості, внаслідок чого в мережі виникають непередбачені затримки передачі.

А також інші роботи, які можуть Вас зацікавити
64045.		Соціальні функції віртуальних мереж з прикладу міжособистісної комунікації молоді Волгограда	842.5 KB
	Мета курсової роботи передбачає вирішення низки взаємозалежних завдань: виявити особливості процесу трансформації комунікаційних практик актора; проаналізувати основні теоретичні підходи до вивчення інтернет-простору та віртуальних соціальних мереж...
64047.		Регресійний аналіз впливу ВВП на рівень безробіття	1.89 MB
	Для досягнення зазначеної мети випускної кваліфікаційної роботи було поставлено такі завдання: Вивчити теоретичні концепції безробіття; Вивчити модель парної регресії; Оцінити регресійну залежність між рівнем безробіття та ВВП...
64048.		Розробка сайту МАДОУ дитячого садка «Айгуль» с.Максютове Кугарчинського району	5.01 MB
	Актуальність роботи обумовлена тим, що відповідно до статті 32 «Про освіту», створення та введення офіційного сайту освітніх закладів усіх типів у мережі «Інтернет» є обов'язковим, отже, кожен дитячий садок...
64049.		Експертиза асортименту та якості кави, особливості формування її ринку в районі обслуговування	792.5 KB
	Популярність кави в сучасному світі величезна та продовжує зростати з кожним роком. Кавові плантації розташовані у 80 країнах по всьому світу, але світовими лідерами з виробництва є Колумбія, Бразилія та Індонезія. Напій цінується по всьому за свої смакові якості та вплив на організм.
64050.		Удосконалення системи інформаційного забезпечення комерційної діяльності ЗАТ "Мегамарт"	291.5 KB
	Для досягнення поставленої мети в роботі було поставлено та вирішено такі завдання: розглянуто поняття та сутність комерційно значущої інформації; охарактеризовано поняття інформаційної системи та інформаційної технології...
64052.		Розробка генетичного алгоритму	1.98 MB
	Метою даної дипломної роботи є розробка генетичного алгоритму, у якому поетапно описується вирішення завдання знайти найкоротшого маршруту в існуючій системі доріг. Завдання: проаналізувати можливості генетичних алгоритмів.

Модель взаємодії відкритих систем (Open System Interconnection, OSI) або модель ISO/OSI чітко визначає різні рівні взаємодії систем, дає їм стандартні імена і вказує, яку роботу повинен виконувати кожен рівень.

У моделі OSI взаємодія поділяється на сім рівнів чи верств. Кожен рівень має справу з одним певним аспектом взаємодії. Таким чином, проблема взаємодії поділена на 7 приватних проблем, Кожна з яких може бути вирішена незалежно від інших. Кожен рівень підтримує інтерфейси з вищими та нижчими рівнями.

Отже, нехай додаток звертається із запитом до прикладного рівня, наприклад файлового сервісу. На підставі цього запиту програмне забезпечення прикладного рівня формує повідомлення стандартного формату, в яке поміщає службову інформацію (заголовок) і, можливо, дані, що передаються. Потім це повідомлення надсилається представницькому рівню. Представницький рівень додає до повідомлення свій заголовок і передає результат вниз сеансовому рівню, який у свою чергу додає заголовок і т.д. Деякі реалізації протоколів передбачають наявність у повідомленні як заголовка, а й кінцевика. Нарешті, повідомлення досягає найнижчого, фізичного рівня, який справді передає його лініями зв'язку.

Коли повідомлення через мережу надходить на іншу машину, воно послідовно переміщається знизу вгоруз рівня до рівня. Кожен рівень аналізує, обробляє та видаляє заголовок свого рівня, виконує відповідні даному рівню функції та передає повідомлення вищому рівню.

Функції рівнів моделі ISO/OSI

ФІЗИЧНИЙ РІВЕНЬ. Цей рівень має справу з передачею бітів по коаксіальному кабелю, кручений парі або оптиці.

Характеристики фізичних середовищ передачі: смуга пропускання, перешкодозахищеність, хвильовий опір та інші.

На цьому рівні визначаються характеристики електричних сигналів, такі як вимоги до рівнів напруги або струму сигналу, що передається, тип кодування, швидкість передачі сигналів. Крім цього, тут стандартизуються типи роз'ємів та призначення кожного контакту. З боку комп'ютера функції фізичного рівня виконуються мережним адаптером чи послідовним портом.

КАНАЛЬНИЙ РІВЕНЬ.Фізично просто пересилаються біти. При цьому не враховується, що фізичне середовище передачі може бути зайнятим. Тому одним із завдань канального рівня є перевірка доступності середовища передачі. Іншим завданням канального рівня є реалізація механізмів виявлення та корекції помилок. Для цього на канальному рівні біти групуються в наборизвані кадрами.

Канальний рівень забезпечує коректність передачі кожного кадру, поміщаючи спеціальну послідовність біт на початок і кінець кожного кадру, щоб відзначити його, а також обчислює контрольну суму та додає контрольну суму до кадру. Коли кадр приходить, одержувач знову обчислює контрольну суму отриманих даних і порівнює результат із контрольною сумою з кадру. Якщо вони збігаються, кадр вважається правильним та приймається. Якщо контрольні суми не збігаються, то фіксується помилка.

Хоча канальний рівень забезпечує доставку кадру між будь-якими двома вузлами локальної мережі, він це робить тільки в мережі з цілком певною топологією зв'язків – кільце, зірка чи шина.

У комп'ютерах функції канального рівня реалізуються спільними зусиллями мережевих адаптерів та їх драйверів.

МЕРЕЖЕВИЙ РІВЕНЬ.Цей рівень служить для утворення єдиної транспортної системи, що об'єднує кілька мереж з різними принципами передачі інформаціїміж кінцевими вузлами.

"Мережа" - сукупність комп'ютерів, з'єднаних між собою відповідно до однієї зі стандартних типових топологій і використовують для передачі даних один із протоколів канального рівня, визначений для цієї топології.

Головне завдання мережного рівня – вибір найкращого маршруту. Залежить від: часу передачі за цим маршрутом, пропускної спроможності каналів зв'язку, інтенсивності трафіку, надійності передачі.

На мережному рівні визначається два види протоколів. Перший вид відноситься до визначення правил передачі пакетів з даними кінцевих вузлів від вузла до маршрутизатора та між маршрутизаторами. Саме ці протоколи зазвичай мають на увазі, коли говорять про протоколи мережного рівня. До мережного рівня відносять і інший вид протоколів, які називаються протоколами обміну маршрутною інформацією. За допомогою цих протоколів маршрутизатори збирають інформацію про топологію міжмережевих з'єднань.

Протоколи мережного рівня реалізуються програмними модулями операційної системи, а також програмними та апаратними засобами маршрутизаторів.

ТРАНСПОРТНИЙ РІВЕНЬ.Робота транспортного рівня полягає в тому, щоб забезпечити додаткам або верхнім рівням стека - прикладному та сеансовому - передачу даних з тим ступенем надійності, яка їм потрібна. Модель OSI визначає п'ять класів сервісу, що надаються транспортним рівнем. Ці види сервісу відрізняються якістю послуг, що надаються: терміновістю, можливістю відновлення перерваного зв'язку, наявністю засобів мультиплексування декількох з'єднань між різними прикладними протоколами через загальний транспортний протокол, а головне - здатністю до виявлення та виправлення помилок передачі, таких як спотворення, втрата та дублювання пакетів.

СЕАНСОВИЙ РІВЕНЬ.Сеансовий рівень забезпечує керування діалогом для того, щоб фіксувати, яка зі сторін є активною зараз, а також надає засоби синхронізації. Останні дозволяють вставляти контрольні точки в довгі передачі, щоб у разі відмови можна було повернутися назад до останньої контрольної точки замість того, щоб починати все з початку. Насправді деякі програми використовують сеансовий рівень, і він рідко реалізується.

РІВЕНЬ ПРЕДСТАВЛЕННЯ.Цей рівень забезпечує гарантію того, що інформація, що передається прикладним рівнем, буде зрозуміла прикладному рівню в іншій системі. При необхідності рівень подання виконує перетворення форматів даних на деякий загальний формат подання, а на прийомі відповідно виконує зворотне перетворення. Таким чином, прикладні рівні можуть подолати, наприклад, синтаксичні відмінності у поданні даних. На цьому рівні може виконуватися шифрування та дешифрування даних, завдяки якому секретність обміну даними забезпечується одночасно для всіх прикладних сервісів.

ПРИКЛАДНИЙ РІВЕНЬ.Прикладний рівень - це насправді просто набір різноманітних протоколів, за допомогою яких користувачі мережі отримують доступ до ресурсів, таких як файли, принтери або гіпертекстові Web-сторінки, а також організують свою спільну роботу, наприклад, за допомогою протоколу електронної пошти. Одиниця даних, якою оперує прикладний рівень, зазвичай називається повідомленням (message).

Різні рівні протоколів сервера і клієнта безпосередньо не взаємодіють один з одним, але вони взаємодіють через фізичний рівень. Поступово переходячи з верхнього рівня на нижній дані безперервно перетворюються, доповнюються даними, які аналізуються протоколами відповідних рівнів на суміжній стороні. Це створює ефект віртуальної взаємодії рівнів між собою. Одночасно з даними, які клієнт надсилає серверу, передається маса службової інформації (поточна адреса клієнта, дата та час запиту, версія операційної системи, права доступу до даних, що запитуються і т.д.).

На віртуальних з'єднаннях ґрунтуються всі служби сучасного Інтернету.Пересилання повідомлення від сервера до клієнта може проходити через десятки різних комп'ютерів. Це зовсім не означає, що на кожному комп'ютері повідомлення має пройти через усі рівні – йому достатньо «піднятися» до мережного рівня, що визначає адресацію при прийомі і знову «опуститися» до фізичного рівня при передачі. В даному випадку служба передачі повідомлень ґрунтується на віртуальному з'єднанні мережного рівня та відповідних йому протоколах. . Інтернет – це об'єднання мереж (Всесвітня комп'ютерна мережа).Інтернет можна розглядати у фізичному сенсі як мільйони комп'ютерів, пов'язаних один з одним всілякими лініями зв'язку, утворюючи інформаційний «простір», всередині якого здійснюється безперервний рух потоків інформації, яка перемішується між комп'ютерами, що становлять вузли мережі, і якийсь час зберігається на їх жорстких диски.

Сучасний Інтернет ґрунтується на використанні протоколів TCP/IP. TCP/IP - це один мережевий протокол, а два протоколи, що лежать різних рівнях. Протокол TCP-протокол транспортного рівня. Він керує тим. як відбувається передача інформації Протокол IP – адресний. Він належить мережному рівню та визначає, куди відбувається передача.

Згідно з протоколом TCP, дані, що відправляються, «нарізаються» на невеликі пакети, після чого кожен пакет маркується таким чином, щоб у ньому були дані, необхідні для правильного складання документа на комп'ютері одержувача. Два комп'ютери, пов'язані між собою одним фізичним з'єднанням, можуть підтримувати одночасно кілька ТСР-з'єднань так само, як два сервери можуть одночасно по одній лінії зв'язку передавати один одному в обидва боки безліч TCP-пакетів від численних клієнтів.

Суть протоколу - IP (Internet Protocol) полягає в тому, що у кожного учасника Всесвітньої мережі має бути своя унікальна адреса (IP-адреса). Без цього не можна говорити про точну доставку TCP-пакетів на потрібне робоче місце. Ця адреса виражається дуже просто – чотирма байтами, наприклад: 195.38.46.11. Структура IP-адреси організована так, що кожен комп'ютер, через який проходить якийсь TCP-пакет, може за цими чотирма числами визначити, кому з найближчих «сусідів» треба переслати пакет, щоб він виявився «ближчим» до одержувача. В результаті кінцевого числа перекидів ТСР-пакет досягає адресата. У розрахунок приймаються умови зв'язку та пропускна спроможність лінії. Вирішенням питань, що вважати «ближчим», а що «далі», займаються спеціальні засоби – маршрутизатори. Роль маршрутизатора в мережі може виконувати як спеціалізований комп'ютер, так і спеціальна програма, що працює на вузловому сервері мережі.

Оскільки один байт містить до 256 різних значень, то теоретично за допомогою чотирьох байтів можна виразити більше чотирьох мільярдів унікальних IP-адрес (256 за вирахуванням деякої кількості адрес, що використовуються як службові). На практиці ж через особливості адресації до деяких типів локальних мереж кількість можливих адрес становить близько двох мільярдів, але і це за сучасними мірками досить велика величина.

Залежно від конкретних цілей та завдань клієнти мережі використовують ті служби, які їм необхідні. Різні служби мають різні протоколи. Вони називаються прикладними протоколами. Їх дотримання забезпечується та підтримується роботою спеціальних програм. Таким чином, щоб скористатися однією з онлайнових служб, необхідно встановити на комп'ютері програму, здатну працювати за протоколом даної служби. Такі програми називають клієнтськими чи просто клієнтами.

Для передачі файлів в Інтернеті використовується спеціальний протокол FTP (File Transfer Protocol). Відповідно, щоб отримати з Інтернету файл, необхідно:

Мати на комп'ютері програму, яка є клієнтом FTP (FTP-клієнт);

Встановити зв'язок із сервером, який надає послуги FTP (FTP-сервером).

Інший приклад: щоб скористатися електронною поштою, необхідно дотриматися протоколів надсилання та отримання повідомлень. Для цього треба мати програму (поштовий клієнт) та встановити зв'язок із поштовим сервером. Так само і з іншими службами.